一种纺纱机械自主操作服务机器人的制作方法

本发明涉及纺织机械设备，具体来说涉及一种纺纱机械自主操作服务机器人。

背景技术：

作为纺纱过程中的重要主机，细纱机在传统的生产中出现断纱现象时，传统上都是需要人工进行处理，然后重新接头。另外，在细纱机运行过程中，皮辊等工作部位不可避免的会出现棉纱堆积现象，也都是需要人力去进行清洁，这就造成了细纱机环节劳动力密集的现状。此外，现有的细纱机单锭检测仍然是每一锭需要配备一个检测头，在大规模的生产中，设备成本较高，同时对控制系统增加了压力。

多年来，工程师们尝试了多种自动接头系统来提高纺织行业的自动化水平，也产生了很多比较实用的改进方法。如专利cn107217349a介绍了一种“自动纱线断裂和纱锭缺陷检测的方法及其用于复原的机器人”，提出了一种集成单锭监控和运输控制的全新系统，并具有自动接头的功能，将细纱机单锭检测和断纱接头的自动化进程往前推动了一大步。

现有的细纱机单锭检测以及自动化系统仍然存在着很多的问题，具体表现在：

（1）现有细纱机检测以及自动接头系统自动化仍然未能达到一个很高的水平，需要耗费很多的人力物力，同时考虑到人为的因素，也可能对问题的解决并不会一直都那么及时，就会降低生产效率，这些都是可以通过技术革新来规避；

（2）目前提出的自动接头方法，集成化程度不高，功能较为单一。

技术实现要素：

本发明的目的是要提供一种纺纱机械自主操作服务机器人，其能够方便地检测出纱锭的断纱和堆积现象，并及时做出相应的处理，具有主动发现异常并处理异常的功能，如自动接头和自动清洁，节省大量的人力劳力并大大降低了设备成本。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种纺纱机械自主操作服务机器人，包括移动装置、主动检测装置、信息处理控制装置及执行装置，所述移动装置沿纺纱机械周围的设定路线或自主巡回移动，所述主动检测装置用于持续检测其经过的其单侧或两侧的纺纱机械的纱锭生产状态并将该纱锭生产状态信息发送至信息处理控制装置，所述信息处理控制装置对其接收的所述纱锭生产状态信息进行判断处理，当判断所述纱锭生产状态为异常时生成控制信息并将该控制信息发送至执行装置，所述执行装置接收所述控制信息并对该纱锭进行对应所述控制信息的操作控制。

对于上述技术方案，申请人还有进一步的优化措施。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述主动检测装置包括图像处理系统，所述图像处理系统包括图像捕获模块、图像识别模块，所述图像捕获模块用于捕捉纺织机械纱锭不同时刻、不同区域或相同区域的图像，所述图像识别模块用于对所述图像捕获模块捕获的图像进行识别以获取处于异常状态的纱锭的准确定位信息及异常状态信息。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述图像捕获模块为摄像头。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述图像捕获模块在同一位置可设定不同的纱锭拍摄区域范围。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述主动检测装置还包括磁性传感器、光学传感器或光电传感器。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述执行装置包括自动接头装置和/或清纱装置。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述主动检测装置包括断纱检测模块和/或积花检测模块，所述纱锭生产状态信息包括单个纱锭是否断纱信息和/或纺纱罗拉、皮辊、钢丝圈积花状态信息。

作为本发明一实施方式的进一步改进，还包括用于为图像处理系统提供光线辅助的外部光源。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述移动装置为agv自动导引装置，所述agv自动导引装置指引所述机器人沿设定路线行走。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述移动装置还可以为沿纺纱机器单侧或者两台纺纱装置中间布置的轨道和在轨道上来回往复巡游的导引装置。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述移动装置包括设定于单台纺纱机械的两侧或相邻两台纺纱机械之间的操作通道上的导轨及驱动所述机器人在所述导轨上移动的驱动装置。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的纺纱机械自主操作服务机器人，其通过移动装置绕纺纱机械机组巡回作业，通过主动检测装置能够比较方便地发现纱锭的断纱和堆积现象，针对主动检测装置的检测结果再由信息处理控制装置做出及时的判断处理，而执行装置所具有的自动接头和自动清洁的功能，信息处理控制装置所发出的指令能够使得执行装置自动执行相应的处理动作，节省大量的人力且大大降低了设备成本，同时能够对纱锭的非正常状况进行快速响应和处理，使得生产效率得以提高。

进一步地，机器人所搭载的图像处理系统能够捕捉纺织机械纱锭不同时刻、不同区域或相同区域的图像，同时能够有效识别处于异常状态的纱锭的准确定位信息及异常状态信息，有利于做出快速响应。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的纺纱机械自主操作服务机器人的原理框图；

图2是根据本发明一个实施例的机器人的巡检路线示意图；

图3是根据本发明一个实施例的机器人的巡检路线示意图；

图4是根据本发明一个实施例的机器人的巡检路线示意图；

图5是根据本发明一个实施例的机器人的巡检路线示意图

图6是根据本发明一个实施例的机器人的工作流程图。

其中，附图标记说明如下：

1、主动检测装置，2、信息处理控制装置，3、执行装置，4、移动装置，5、外部光源，6、纺纱部件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例描述了一种纺纱机械自主操作服务机器人，如图1所示，包括移动装置4、主动检测装置1、信息处理控制装置2及执行装置3，所述移动装置4沿纺纱机械周围的设定路线或自主巡回移动，所述主动检测装置1用于持续检测其经过的其单侧或两侧的纺纱机械的纱锭生产状态并将该纱锭生产状态信息发送至信息处理控制装置2，所述信息处理控制装置2对其接收的所述纱锭生产状态信息进行判断处理，当判断所述纱锭生产状态为异常时生成控制信息并将该控制信息发送至执行装置3，所述执行装置3接收所述控制信息并对该纱锭进行对应所述控制信息的操作控制，所述执行装置3包括自动接头装置和/或清纱装置。

本发明的一种纺纱机械自主操作服务机器人，通过移动装置4绕纺纱机械机组巡回作业，通过主动检测装置1能够比较方便地发现纱锭的断纱和堆积现象，针对主动检测装置1的检测结果再由信息处理控制装置2做出及时的判断处理，而执行装置3所具有的自动接头和自动清洁的功能，信息处理控制装置2所发出的指令能够使得执行装置3自动执行相应的处理动作。与现有技术相比，主动检测装置1搭载于机器人上，随机器人一起运动作业，代替了传统的每一锭配备一个检测头的多检测头系统，一个机器人仅需一个或几个检测头，这样就在节省材料和成本的同时，也能有效避免传统检测系统某个检测头出现故障难以筛选的风险，且能够对纱锭的非正常状况进行快速响应和处理，使得生产效率得以提高。

所述主动检测装置1包括图像处理系统，所述图像处理系统包括图像捕获模块、图像识别模块，所述图像捕获模块用于捕捉纺织机械纱锭不同时刻、不同区域或相同区域的图像，所述图像识别模块用于对所述图像捕获模块捕获的图像进行识别以获取处于异常状态的纱锭的准确定位信息及异常状态信息。所搭载的图像处理系统能够捕捉纺织机械纱锭不同时刻、不同区域或相同区域的图像，同时能够有效识别处于异常状态的纱锭的准确定位信息及异常状态信息，有利于做出快速响应。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述图像捕获模块为摄像头，能够在同一位置可设定不同的纱锭拍摄区域范围，进而适应不同机型的纺纱机械，实现可靠及稳定的图像捕获，以保证机器人主动检测的可靠性。

作为本发明一实施方式的进一步改进，为了保证摄录图像的清晰度，在主动检测装置1中还设置有能够用于为图像处理系统提供光线辅助的外部光源5。

在外部光源5的作用下，图像处理系统中的摄像头，对纺纱机械中的纺纱部件6先进行大范围拍摄，对纺纱机械中工作部位拍摄一帧帧的图像，传递给搭载于机器人的图像处理系统，并由该系统进行智能识别工作状态正常与否。如果发现断纱和纱线堆积情况，再缩小检测范围，进而准确定位，给信息处理控制装置2发送识别结果，由信息处理控制装置2进行判断处理，进而在判断出出现异常时向执行装置3发出控制指令，由执行装置3对于对应的纺纱部件6做出接头或者清洁操作；当然，如果一切正常，信息处理控制装置2就向移动装置4给出信号，指引移动装置4继续运动，做出下一轮的检测。

除此之外，所述主动检测装置1还可以包括磁性传感器、光学传感器或光电传感器中的一种或多种相结合。采用上述传感器能够检测纱锭的位置及缺损情况，同时也能够检测是否存在断纱或纱线堆积的情况，总之，以能够实现对于纱锭及纱线的状态检测为限，主动检测装置1均可以选用，在本申请保护范围之列。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述主动检测装置1包括断纱检测模块和/或积花检测模块，所述纱锭生产状态信息包括单个纱锭是否断纱信息和/或纺纱罗拉、皮辊、钢丝圈积花状态信息。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述移动装置4可以为agv自动导引装置，所述agv自动导引装置指引所述机器人沿设定路线行走。

以细纱机为例，设定的路线以是按照如图2所示的路线，agv自动导引装置指引机器人绕单台细纱机做环形运动，绕单台细纱机做环形运动时，需要每台细纱机配备一台机器人。设定的路线可以是也可以按照如图3所示的路线，agv自动导引装置指引机器人在细纱机机组的操作通道沿s型路线巡回游走，绕机组做s型运动时，只需一台机器人即可实现功能路线的设定。

另外，所述移动装置4还可以为沿纺纱机器单侧布置的轨道和在轨道上来回往复巡游的导引装置，其行进轨迹如图4所示，在每台细纱机的两个侧面均有机器人进行巡检；所述移动装置4也可以是在两台纺纱装置中间布置的轨道和在轨道上来回往复巡游的导引装置，其行进轨迹如图5所示，更为简单，设置成本也更低。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述移动装置4可以包括设定于单台纺纱机械的两侧的导轨及驱动所述机器人在所述导轨上移动的驱动装置，其行进轨迹如图4所示，在每台细纱机的两个侧面均有机器人进行巡检；所述移动装置4也可以是在相邻两台纺纱机械之间的操作通道上的导轨及驱动所述机器人在所述导轨上移动的驱动装置，其行进轨迹如图5所示，机器人沿导轨做往复直线运动，对沿途纺纱部件进行识别处理更为简单。

移动装置4的具体选择以及对应的路线选择可以现场工况及投入成本等进行自主选择，以能够对细纱机一侧或相邻两侧进行检测和自动处理故障操作为限。本发明的纺纱机械可以是如细纱机、粗纱机等人力维护成本较大的纺纱机械。

如图6所示，提供了本发明的纺纱机械自主操作服务机器人工作流程图。在外部光源5的作用下，主动检测装置1中的摄像头对纺纱部件6进行大范围拍摄，如果发现断纱和纱线堆积情况再缩小检测范围进而准确定位，给信息处理控制装置2发送识别结果，由信息处理控制装置2判定是否要进行接头或者清洁操作；如果判断纱锭生产状态结果为一切正常，信息处理控制装置2就根据主动检测装置1给出的信号，指引移动装置4继续沿设定路线运动，做出下一轮的检测。当判断纱锭生产状态为异常时，信息处理控制装置2生成控制信息并将该控制信息发送至执行装置3，执行装置3接收所述控制信息并对该纱锭进行对应所述控制信息的操作控制，比如断纱处理或者清花操作。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。