[發(fā)明專利]一種帶視覺的自動落紗機(jī)

在審

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• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN106995955A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 安劍奇;劉順;陳鑫;吳敏;彭凱;曹衛(wèi)華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: D01H9/04
• 分類號: D01H9/04
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時代知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司42238
• 代理人: 曹雄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及紡織機(jī)械智能控制，具體涉及一種帶視覺的自動落紗機(jī)。

背景技術(shù)

紡織業(yè)為國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，同時紡織行業(yè)屬于一種勞動極其密集的行業(yè)，中國約1/13的人口從事相關(guān)工作。制約我國紡織行業(yè)發(fā)展的主要因素是紡織器械的自動化程度低，紡織用機(jī)械設(shè)備故障率高，很難達(dá)到快速生產(chǎn)的要求。

中國現(xiàn)有棉紡紗錠約1.15億，除了一些先進(jìn)大錠數(shù)的長細(xì)紗機(jī)采用集體自動落紗外，其中不少于95％的細(xì)紗錠安裝在480錠及以下的細(xì)紗機(jī)短車上，傳統(tǒng)落紗是通過手工落紗的方式。手工落紗存在以下缺點(diǎn)：

1)由于滿紗管與錠子之間粘合緊，需要很大的拔管力才能將滿紗管與錠子分離，同時在空錠子插上空紗管，這樣增加了落紗工人的勞動強(qiáng)度，降低了紡紗工廠的生產(chǎn)效率；

2)由于細(xì)紗車間噪聲大、溫度高、濕度大、空氣粉塵污染嚴(yán)重等惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，直接危害到工人的身體健康，使得從事落紗工作的工人減少，工廠面臨很大的用工壓力；

3)由于金融危機(jī)的影響使得近期紡紗行業(yè)不景氣、紡紗利潤空間下降，但用工成本卻在日益增加，企業(yè)面臨更大的運(yùn)營成本壓力。以上存在的缺點(diǎn)尤其是用工壓力使得很多紡紗工廠不得不處于半停工狀態(tài)。開發(fā)舊式短錠細(xì)紗機(jī)落紗車的需求非常緊迫，所以國內(nèi)外加快了對自動落紗車的研發(fā)。

擁有世界先進(jìn)技術(shù)國家，例如德國、日本、美國等在紡織過程中，紡織器械完全實(shí)現(xiàn)了自動化生產(chǎn)，而我們國家在近些年才實(shí)現(xiàn)半自動化生產(chǎn)。以使用的智能落紗機(jī)為例，新世紀(jì)后，中國還有一大部分工廠使用人工實(shí)現(xiàn)落紗，而人工最大的弊端就是容易產(chǎn)生勞累，從而產(chǎn)生一些意想不到的事故。還有一部分在使用集體智能落紗機(jī)實(shí)現(xiàn)落紗過程，集體智能落紗機(jī)的使用的確可以減輕勞動力，但是這將大大增加工廠的生產(chǎn)成本，因?yàn)榧w智能落紗機(jī)的使用條件是一對一，即一臺機(jī)器對應(yīng)一臺智能落紗機(jī)。極少數(shù)工廠正在使用獨(dú)立式智能落紗機(jī)，但是國內(nèi)生產(chǎn)的智能落紗機(jī)會不斷出現(xiàn)故障，很難滿足工作需求，所以智能落紗機(jī)的在中國的應(yīng)用也比較局限。

就紡織過程的落紗環(huán)節(jié)而言，國內(nèi)急需一種可以快速插拔，效率高并且故障率低的全自動化智能落紗機(jī)，彌補(bǔ)現(xiàn)有落紗機(jī)的不足。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種帶視覺的自動落紗機(jī)。

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種帶視覺的自動落紗機(jī)，包括前后絲桿、前后線性模組、前后方向伺服電機(jī)、左右絲桿、左右方向伺服電機(jī)、左右線性模組、上下線性模組、上下方向伺服電機(jī)、末端執(zhí)行器、前后連接件、主車、光電傳感器、機(jī)器視覺控制系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)；所述前后絲桿、前后線性模組、前后方向伺服電機(jī)、左右絲桿、左右方向伺服電機(jī)、左右線性模組、上下線性模組、上下方向伺服電機(jī)以及末端執(zhí)行器通過連接構(gòu)成一個三維坐標(biāo)系機(jī)械臂；所述的機(jī)械臂固定在主車上，末端執(zhí)行器能夠在前后、上下、左右三個維度相對于主車直線運(yùn)動，三個維度運(yùn)動的疊加形成機(jī)械臂末端執(zhí)行器的運(yùn)動軌跡；所述光電傳感器用于在落紗機(jī)主車沿紡紗機(jī)做勻速直線運(yùn)動過程中檢測流水線各紗錠的固定距離和紗錠數(shù)目，給出末端執(zhí)行器運(yùn)動的動作位置；所述視覺控制系統(tǒng)用于識別出末端執(zhí)行器和紗錠，得到末端執(zhí)行器的準(zhǔn)確位置和將要抓取的紗錠的準(zhǔn)確位置，通過紗錠的準(zhǔn)確位置計算出末端執(zhí)行器的期望位置，將末端執(zhí)行器的準(zhǔn)確位置和期望位置相比較得到偏差，給出機(jī)械臂末端執(zhí)行器抓取紗錠需要移動的位置。

進(jìn)一步地，所述主車速度編碼器實(shí)時記錄主車的速度并反饋給控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)控制機(jī)械臂的左右絲桿實(shí)時準(zhǔn)確得跟蹤主車速度，保持左右絲桿的運(yùn)動方向與主車相反，左右絲桿的運(yùn)動速度與主車速度大小一致。

進(jìn)一步地，所述機(jī)械臂的末端執(zhí)行器上設(shè)有2N個插拔紗裝置，前N個插拔紗裝置負(fù)責(zé)落紗，后N個插拔紗裝置負(fù)責(zé)插筒管，N是大于或者等于1的整數(shù)。

進(jìn)一步地，所述機(jī)械臂的末端執(zhí)行器上的插拔紗裝置包括頂松進(jìn)氣孔、頂松活塞、抓管器氣囊以及抓管器氣囊進(jìn)氣孔；在落紗時抓管器氣囊套住纏滿紗的筒管的未纏紗線的上部，同時高壓空氣通過抓管器氣囊進(jìn)氣孔進(jìn)入抓管器氣囊，抓管器氣囊迅速膨脹，夾持住纏滿紗的筒管的未纏紗線的上部；當(dāng)插拔紗裝置上拔筒管時氣流經(jīng)過頂松進(jìn)氣孔推動頂松活塞運(yùn)動將纏滿紗的筒管與錠桿脫離，從而實(shí)現(xiàn)對纏滿紗的筒管的拔離。拔紗的方式采用抓管器氣囊快速充氣、放氣來完成；抓管器氣囊與筒管之間具有一定的摩擦力，在拔紗過程中抓管器氣囊夾持住纏滿紗的筒管的未纏紗筒管的上部并給筒管的一個垂直向上的力，同時頂松活塞給了一個向下推錠桿的力，在兩個合力的作用下將纏滿紗的筒管垂直向上拔起。