环锭纺细纱机自动插空纱管装置及方法
【专利摘要】环锭纺细纱机自动插空纱管装置及方法，涉及环锭纺细纱机的自动落纱之插管装置，特别是属于一种将空纱管插入锭子的自动插管装置及方法。包括机械手部件及其水平运动机构、纱管翻转机构、纱管箱底座以及底板。所述的机械手部件由气爪体（22-1）、销轴（22-2）、手指（22-3）、通气接头（22-5）组成；气爪体通过通气接头连接外部气源，气爪体内部设气动活塞杆，与两手指联动，两手指通过各自的销轴实现铰接。经过机器初始化、抓管、抽管、纱管翻转、插管等步骤，简化了插管动作，提高了插管的精度和可靠性，具有降低工人劳动强度和用工数量、提高作业效率和落纱质量的积极效果。
【专利说明】环锭纺细纱机自动插空纱管装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环锭纺细纱机的自动落纱之插管装置，特别是属于一种将空纱管插入锭子的自动插管装置及方法。
【背景技术】
[0002]我国是纺织大国，纺织业在国民经济和出口创汇中都占有很大的比重。随着纺织工业的不断发展，纺织设备的自动化程度也越来越高，但细纱机落纱工序，却大多采用传统的人工落纱方式。由于人工落纱劳动强度大，用工数量多，已成为制约纺纱厂生产与发展的瓶颈。因此，使用自动落纱提升纺织业的装备水平和自动化程度，符合国家的产业政策，也是我国保持传统产业优势、转型创新的必经之路。
[0003]所谓的落纱，就是将管纱从细纱机的锭子上拔下、收集，并换上新的空纱管，实现细纱机重新开车后自行留头缠绕。自动落纱机需完成拔管、插管和留头的功能，其中，插管机构是自动落纱机的重要机构之一，他的技术方案的优劣，是影响落纱质量和效率的重要因素。
[0004]为解决人工落纱劳动强度大，用工数量多的问题，人们在不断的研究自动落纱机。早期的双圆盘式机械落纱小车，缺点是插管机构的插管率低，逐个插管效率低。近几年部分企业研发的智能落砂机，其插管机构大多借鉴早期的双圆盘式机械落纱小车，必然造成机构复杂，故障率高，效率低。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种环锭纺细纱机自动插空纱管装置及方法，以达到结构巧妙，动作简洁，行程小，高效可靠的目的。
[0006]本发明所提供的环锭纺细纱机自动插空纱管装置，包括机械手部件及其水平运动机构、纱管翻转机构、纱管箱底座以及底板，其特征在于，
所述的机械手部件由气爪体、销轴、手指、通气接头组成；气爪体通过通气接头连接外部气源，气爪体内部设气动活塞杆，与两手指联动，两手指通过各自的销轴实现铰接；
机械手部件的水平运动机构由无杆气缸、直线导轨、滑块组合、无杆气缸滑块、底盘组成；无杆气缸、直线导轨固定在底板上，滑块组合套在直线导轨上；底盘固定在滑块组合上，同时连接无杆气缸滑块；
所述的纱管翻转机构由机械手固定板、摇臂、摇臂轴、轴座、气缸组合、支座、T型座、支撑板、底盘组成；机械手部件固定在机械手固定板上，机械手固定板固定在摇臂上，摇臂套在摇臂轴上绕摇臂轴旋转，摇臂轴固定在轴座上，轴座固定在底盘上；气缸组合前端通过销轴连接在支座上，支座固定在机械手固定板上，气缸组合后端通过肘节销子连接在T型座上，T型座固定在支撑板上，支撑板固定在底盘上。
[0007]本发明所提供的环锭纺细纱机自动插空纱管的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:机器初始化；环锭纺细纱机自动插空纱管装置的机械手部件在水平位置向后远离锭子方向，机械手部件呈放松状态，手指与手指胶套与水平面呈90° ；
步骤2:抓管；机械手部件变换为夹紧状态，抓取纱管箱底座中最下层的纱管；
步骤3:抽管；无杆气缸滑块向前移动，带动机械手部件将纱管从纱管箱底座中抽出，当到达最前端位置时停止；此时上面一层的纱管因自重而落入底层；
步骤4:纱管翻转；气缸组合的气缸杆伸出，使机械手部件绕摇臂轴逆时针方向翻转，机械手部件的手指与手指胶套与水平面呈0°时停止，纱管由水平状态转变为竖直状态；步骤5:插管；机械手部件再转换为放松状态，纱管下落并插套在锭子上，即完成一次插管程序。
[0008]在工作过程中，首先是机械手部件夹紧，抓取纱管箱底座中最下层的纱管，然后无杆气缸动作，无杆气缸滑块向前移动，将纱管从纱管箱底座中抽出，当到达最前端位置时停止，气缸组合动作，气缸组合的气缸杆伸出，致使机械手部件绕摇臂轴旋转，使纱管由水平状态转变为竖直状态，之后，机械手部件放松，纱管落下，插入细纱机的锭子上，最后，无杆气缸和气缸组合同时动作，机械手部件回到初始的位置。如此重复动作，即可不断将空纱管自动抽取并插套在锭子上，本发明简化了插管动作，提高了插管的精度和可靠性，具有降低工人劳动强度和用工数量、提高作业效率和落纱质量的积极效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本发明整体结构的正视图；
图2是本发明整体结构的俯视图；
图3是机械手部件的结构图；
图4是机械手部件翻转机构结构示意图；
图5是机械手部件前后运动机构结构示意图；
图6是落纱小车实现插管的结构图；
图7是本发明抓管工作状态示意图；
图8是本发明抽管工作状态示意图；
图9是本发明纱管翻转工作状态示意图；
图10是本发明插管工作状态示意图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0011]如图1、图2所示，环锭纺细纱机自动插空纱管装置主要由纱管翻转机构、机械手部件的水平运动机构、纱管箱底座16以及底板2组成。纱管翻转机构中的底盘9通过螺钉8和螺钉10分别与水平运动机构中的滑块组合6和无杆气缸滑块11连接；水平运动机构中的无杆气缸I通过螺钉25与底板2连接；滑块组合6和无杆气缸滑块11带动机械手部件22沿直线导轨3水平运动；底板2和纱管箱底座16连接在落纱小车上。机械手部件22实现对纱管的夹紧和放松，其数量可以是I个，也可以是至少为2个，优先选用6、8、10、12、16个。
[0012]如图3所示，机械手部件主要由气爪体22-1、销轴22-2、手指22-3、手指胶套22-4、通气接头22-5等组成。当气爪体22-1内部的活塞杆向后运动，推动两手指22_3绕各自的销轴22-2转动，两手指的夹角减小，机械手转换为夹紧状态；相反，当气爪体22-1内部的活塞杆向前运动，推动两手指22-3绕各自的销轴22-2反向转动，两手指的夹角增大，机械手转换为放松状态；以此实现对纱管的夹紧和放松。两手指的夹角变化范围-10°?30°。手指胶套22-4套在手指22-3上，可实现对纱管20柔软的握持，既确保正确的定位，又可避免对纱管的伤害。
[0013]本发明的机械手部件22，可以采用电机驱动、螺杆旋转构成的机械式装置或电动式的机械手代替，同样属于本发明的保护范围。
[0014]如图4所示，纱管翻转机构主要由机械手部件22、机械手固定板24、摇臂23、摇臂轴5、轴座7、气缸组合17、支座19、T型座13、支撑板12、底盘9等组成。机械手部件22通过螺钉21固定在机械手固定板24上，机械手固定板24通过螺钉8固定在摇臂23上，摇臂23套在摇臂轴5上，摇臂23可绕摇臂轴5旋转。摇臂轴5固定在轴座7上，轴座7固定在底盘9上。气缸组合17前端通过销轴18连接在支座19上，支座19通过螺钉4固定在机械手固定板24上，气缸组合17后端通过肘节销子15连接在T型座13上，T型座13通过螺钉4固定在支撑板12上，支撑板12通过螺钉4固定在底盘9上，肘节销子两端装有轴用弹簧挡圈14。当气缸组合17的气缸杆伸出时，机械手部件22绕摇臂轴5逆时针方向翻转，便于纱管插到锭子上，当气缸组合17的气缸杆缩回时，机械手部件22绕摇臂轴5顺时针方向翻转，方便抓取纱管。机械手部件22的转动角度为0°、0°。
[0015]如图5所示，机械手部件的水平运动机构主要由无杆气缸1、直线导轨3、滑块组合
6、无杆气缸滑块11等组成。无杆气缸I通过螺钉25固定在底板2上，直线导轨3通过螺钉4固定在底板2上，滑块组合6套在直线导轨3上，滑块组合6可在直线导轨3上滑动。底盘9通过螺钉8固定在滑块组合6上，同时底盘9通过连接螺栓10固定在无杆气缸滑块11上，无杆气缸滑块11水平移动时，带动底盘9和滑块组合6沿直线导轨3水平移动，使底盘9上的机械手部件22也水平移动，从而使机械手部件靠近或远离细纱机上的锭子。
[0016]本发明的无杆气缸1、气缸组合17可米用电机与丝杠构成的机械传动机构代替。
[0017]如图6所示，本发明的环锭纺细纱机自动插空纱管装置最好安装于落纱小车上，并由落纱小车配合完成多点的自动插管工作。自动落纱小车主要由传感器部件28、上轨道滚轮部件29、上导轨部件30、下导轨部件31、下导轨滑轮部件32、驱动机构33、小车框架34、自动插装置35、纱管筐36等组成。环锭纺细纱机自动插空纱管装置35、驱动机构33、上轨道滚轮部件29、下导轨滑轮部件32安装于落纱小车框架34上，上导轨部件30、下导轨部件31安装在细纱机26上，上导轨30-2固定在上导轨托座30-1上，齿条30_3固定在上导轨30-2的下面，上轨道滚轮部件29挂在上导轨30-2上，下导轨滑轮部件32靠在下导轨部件31上，纱管箱36装在插管装置35的纱管箱底座16上，用于存放纱管。当驱动机构33的伺服电机33-1旋转时，连接在减速机33-2输出轴上的驱动齿轮33-3旋转，驱动齿轮33_3与上导轨部件30的齿条30-3啮合，小车沿着锭子27中心连线方向行走，小车上的传感器部件28检测到行走完规定的锭距后，伺服电机33-1停止转动，小车停止，此时，环锭纺细纱机自动插空纱管装置开始动作。
[0018]如图疒图10所示，本发明如图6所示实施例的工作过程和工作原理如下:
1、机器初始化时，环锭纺细纱机自动插空纱管装置的机械手部件22在水平位置向后远离锭子方向，机械手部件呈放松状态，手指与手指胶套与水平面呈90° ；.2、首先将落纱小车装在细纱机上，启动设备，小车驱动机构33上的交流伺服电机33-1旋转，与电机轴同轴的驱动齿轮33-3旋转，齿轮与固定在细纱机上的上导轨30-2下面的齿条30-3啮合，小车沿平行于细纱机锭子中心连线的路线行走；
3、抓管。当小车行走完预先设定的距离后，电机33-1停止转动，小车停止行走，如图7所示，机械手部件变换为夹紧状态，抓取纱管箱底座16中最下层的纱管20 ；
4、抽管。无杆气缸滑块11向前移动，带动机械手部件22将纱管20从纱管箱底座16中抽出，当到达最前端位置时停止，如图8所示，此时上面一层的纱管20因自重而落入底层；
5、纱管翻转。气缸组合17的气缸杆伸出，使机械手部件22绕摇臂轴5逆时针方向翻转，机械手部件的手指与手指胶套与水平面呈0°时停止，如图9所示，纱管20由水平状态转变为竖直化状态；
6、插管。机械手部件再转换为放松状态，如图10所示，纱管20下落并插套在锭子27上，即完成一次插管程序；
7、小车继续行走，当小车上的传感器部件28检测到行走完规定的锭距后，小车停止行走，重复3飞的动作，直至整台细纱机的所有纱管20插完。
【权利要求】
1.一种环锭纺细纱机自动插空纱管装置，包括机械手部件及其水平运动机构、纱管翻转机构、纱管箱底座以及底板，其特征在于， 所述的机械手部件由气爪体(22-1)、销轴(22-2)、手指(22-3)、通气接头(22-5)组成；气爪体通过通气接头连接外部气源，气爪体内部设气动活塞杆，与两手指联动，两手指通过各自的销轴实现铰接； 机械手部件的水平运动机构由无杆气缸(I)、直线导轨(3)、滑块组合(6)、无杆气缸滑块(11)、底盘(9)组成；无杆气缸、直线导轨固定在底板(2)上，滑块组合套在直线导轨上；底盘固定在滑块组合上，同时连接无杆气缸滑块； 所述的纱管翻转机构由机械手固定板(24)、摇臂(23)、摇臂轴(5)、轴座(7)、气缸组合(17)、支座(19)、T型座(13)、支撑板(12)、底盘(9)组成；机械手部件固定在机械手固定板(24)上，机械手固定板固定在摇臂上，摇臂套在摇臂轴上绕摇臂轴旋转，摇臂轴固定在轴座上，轴座固定在底盘上；气缸组合前端通过销轴(18)连接在支座上，支座固定在机械手固定板上，气缸组合后端通过肘节销子(15)连接在T型座上，T型座固定在支撑板上，支撑板固定在底盘上。
2.一种环锭纺细纱机自动插空纱管的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:机器初始化；环锭纺细纱机自动插空纱管装置的机械手部件(22)在水平位置向后远离锭子方向，机械手部件呈放松状态，手指与手指胶套与水平面呈90° ； 步骤2:抓管；机械手部件变换为夹紧状态，抓取纱管箱底座(16)中最下层的纱管(20)；` 步骤3:抽管；无杆气缸滑块(11)向前移动，带动机械手部件将纱管从纱管箱底座中抽出，当到达最前端位置时停止；此时上面一层的纱管因自重而落入底层； 步骤4:纱管翻转；气缸组合(17)的气缸杆伸出，使机械手部件绕摇臂轴(5)逆时针方向翻转，机械手部件的手指与手指胶套与水平面呈0°时停止，纱管由水平状态转变为竖直状态； 步骤5:插管；机械手部件再转换为放松状态，纱管下落并插套在锭子(27)上，即完成一次插管程序。
3.根据权利要求1所述的环锭纺细纱机自动插空纱管装置，其特征还在于，所述的机械手部件(22)的数量至少为2个。
4.根据权利要求1所述的环锭纺细纱机自动插空纱管装置，其特征还在于，所述的机械手部件还包括手指胶套(22-4 )，手指胶套套在手指(22-3 )上。
5.根据权利要求1所述的环锭纺细纱机自动插空纱管装置，其特征还在于，所述的机械手部件(22)，采用电机驱动、螺杆旋转构成的机械式装置或电动式的机械手代替。
6.根据权利要求1所述的环锭纺细纱机自动插空纱管装置，其特征还在于，所述的无杆气缸(I )、气缸组合(17)米用电机与丝杠构成的机械传动机构代替。
【文档编号】D01H9/02GK103774301SQ201410028908
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2014年1月22日
【发明者】管廷诚, 刘文田, 李春, 孟祥娟, 王晓华 申请人:日照裕鑫动力有限公司