一种纱线绕线及包装入库装置的制作方法

本发明涉及纱线生产设备技术领域，特别涉及一种纱线绕线及包装入库装置。

背景技术：

纱线是一种纺织品，用各种纺织纤维加工成一定细度的产品，用于织布、制绳、制线、针织和刺绣等，分为短纤维纱、连续长丝等，具有非常广泛的用途。

纱线在生产的过程中，会经过不同的步骤，而绕线处理是其中最为重要的一个步骤。现有的纱线绕线装置功能比较单一，在完成绕线之后通常还需要另设包装入库的工位，在增加工厂人工成本的同时，也导致了生产效率的降低，不利于工厂开源节流及可持续性的发展。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

为了解决上述问题，本发明提供了一种纱线绕线及包装入库装置，将绕线和包装入库工位有机结合，使得同一工人在完成纱线绕线之后即可进行包装入库，有效地降低了工厂的人工成本，提升了生产效率。

(二)技术方案

一种纱线绕线及包装入库装置，包括装置本体，所述装置本体包括底座、支撑柱、接料机构、下料箱和绕线机构，若干根所述支撑柱周向均匀的位于所述底座的顶部，所述接料机构与所述底座相连接，所述接料机构居中的位于若干根所述支撑柱之间，所述支撑柱的一端连接所述底座的顶部，所述支撑柱的另一端与所述下料箱的底部相连接，所述下料箱位于所述接料机构的上方，所述下料箱的顶部连接所述绕线机构；所述底座包括底座本体、控制器、第一驱动电机和电源开关，所述底座本体的顶部连接所述支撑柱，所述控制器和所述第一驱动电机位于所述底座本体的里面，所述第一驱动电机居中的固定安装于所述底座本体的底部内侧，所述第一驱动电机的第一驱动轴贯穿所述底座本体的顶部并伸出于外，所述第一驱动电机的第一驱动轴的端部连接所述接料机构，所述控制器位于所述第一驱动电机的一侧，所述电源开关位于所述底座本体的正面外侧。

进一步的，所述接料机构包括转盘、托杆、托盘和包装盒，所述转盘的底部居中的与所述第一驱动电机的第一驱动轴相连接，所述转盘的侧面周向均匀的设有若干所述托杆，所述托杆为l型结构，每个所述托杆的横部与所述转盘的外侧相连接，每个所述托杆的竖部连接一个所述托盘，每个所述托盘均包括托盘本体、挡边和称重传感器，所述托盘本体位于所述支撑柱的内侧，所述托盘本体的底部居中的与所述托杆的竖部相连接，所述托盘本体的顶部周向的设有所述挡边，所述称重传感器居中的嵌设在所述托盘本体的顶部内侧，所述包装盒放置在所述托盘本体的上面，所述包装盒与所述挡边的内圈相卡合；所述称重传感器选用大量程数字式称重测力传感器m10b，所述称重传感器反馈所述包装盒的重量并将检测信号送入所述控制器。

进一步的，所述接料机构包括转盘、托杆、托盘和包装盒，所述转盘的底部居中的与所述第一驱动电机的第一驱动轴相连接，所述转盘的侧面周向均匀的设有若干所述托杆，所述托杆为l型结构，每个所述托杆的横部与所述转盘的外侧相连接，每个所述托杆的竖部连接一个所述托盘，每个所述托盘均包括托盘本体、挡边和称重传感器，所述托盘本体位于所述支撑柱的内侧，所述托盘本体的底部居中的与所述托杆的竖部相连接，所述托盘本体的顶部周向的设有所述挡边，所述称重传感器居中的嵌设在所述托盘本体的顶部内侧，所述包装盒放置在所述托盘本体的上面，所述包装盒与所述挡边的内圈相卡合；所述称重传感器选用大量程数字式称重测力传感器m10b，所述称重传感器反馈所述包装盒的重量并将检测信号送入所述控制器。

进一步的，所述下料箱包括下料箱本体、进料口、下料管道和出料口，所述下料箱本体的底部连接所述支撑柱，所述下料箱本体的顶部连接所述绕线机构，所述进料口位于所述下料箱本体的一侧上部，所述下料管道位于所述下料箱本体的里面，所述下料管道的一端连接所述进料口，所述下料管道的另一端连接所述出料口，所述下料管道为向下倾斜结构，所述出料口位于所述下料箱本体的底部，所述出料口靠近所述下料箱本体的另一侧，所述出料口位于其中一个所述包装盒的正上方。

进一步的，所述绕线机构包括绕线箱、第二驱动电机、主齿轮、副齿轮、限位杆和绕线杆，所述绕线箱位于所述下料箱本体的上面，所述第二驱动电机居中的固定安装于所述绕线箱的顶部，所述第二驱动电机的第二驱动轴贯穿所述绕线箱的顶部并伸入所述绕线箱的里面，所述第二驱动电机的第二驱动轴通过轴承可转动的与所述绕线箱的顶部相连接，所述主齿轮与所述第二驱动电机的第二驱动轴固定相连，所述主齿轮的侧面周向均匀的啮合有若干个所述副齿轮，每个所述副齿轮的上面固定连接有所述限位杆，所述限位杆的一端与所述副齿轮相连接，所述限位杆的另一端贯穿所述绕线箱的顶部并伸出于外，所述限位杆通过轴承可转动的与所述绕线箱的顶部相连接，伸出于所述绕线箱的所述限位杆上套设有所述绕线杆，所述绕线杆的内部设有限位槽，所述限位槽与所述限位杆相卡接，所述绕线杆通过所述限位槽跟随所述限位杆作同步运动，所述绕线杆的尺寸不超过所述进料口、所述下料管道或所述出料口的尺寸。

进一步的，所述控制器选用16位单片机mc95s12dj128，所述控制器分别协调所述称重传感器、所述第一驱动电机和所述第二驱动电机的工作顺序并控制其工作方式。

进一步的，所述装置本体由外部电源供电，外部电源通过所述电源开关为所述称重传感器、所述控制器、所述第一驱动电机和所述第二驱动电机提供工作电压。

再进一步的，若干所述托杆的数量为n，n为大于等于2的整数。

再进一步的，若干所述副齿轮的数量为m，m为大于等于2的整数，同时m确保所述副齿轮之间不会相互干涉。

再进一步的，所述第二驱动电机选用rs-380sh型步进电机，所述第二驱动电机接收所述控制器输出的控制信号驱动第二驱动轴带着所述主齿轮作单向转动。

再进一步的，所述第一驱动电机选用rs-380sh型步进电机，所述第一驱动电机的步进角度为360°/n，所述第一驱动电机接收所述控制器输出的控制信号驱动第一驱动轴带着所述转盘转过360°/n。

(三)有益效果

本发明提供了一种纱线绕线及包装入库装置，通过绕线机构包括绕线箱、第二驱动电机、主齿轮、副齿轮、限位杆和绕线杆，将待绕线的纱线的一端系于绕线杆上，启动第二驱动电机，第二驱动电机的第二驱动轴转动，带动主齿轮旋转，使得与主齿轮相啮合的副齿轮发生自转，副齿轮上面的限位杆同步转动，从而使套设在限位杆上面的绕线杆一起转动，实现了纱线的绕线，可根据实际需要，在主齿轮的外侧周向均匀的设置多个副齿轮，从而可实现多个限位杆上的绕线杆进行旋转绕线，自动化程度高，降低了人工劳动强度，提高了生产效率；通过下料箱包括下料箱本体、进料口、下料管道和出料口，绕线完毕，工人将绕线杆从限位杆上面取下并更换新的绕线杆进行后续绕线，同时取下的绕线杆放入进料口，经下料管道缓缓滑落至出料口，降低了对接料机构的冲击，提升了稳定性和可靠性，同时纱线绕线和送往包装入库可同步进行，进一步提升了生产效率；通过接料机构包括转盘、托杆、托盘和包装盒，绕线杆经出料口落入正下方的包装盒内，嵌设在托盘本体上面的称重传感器实时监测包装盒的重量，当达到预设的重量值时，触发控制器驱动第一驱动电机工作，第一驱动电机的第一驱动轴转动，带动转盘转过一定的角度，使相邻的空包装盒转至出料口的正下方进行后续接料，工人取下完成接料的包装盒并更换新的包装盒，此时取下的完成接料的包装盒可进行封箱包装及入库，自动化及智能化程度高，进一步降低了人工劳动强度，提高了生产效率；其结构简单，设计巧妙，系统功耗低，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有良好的实用性和可扩展性，将绕线和包装入库工位有机结合，使得同一工人在完成纱线绕线之后即可进行包装入库，有效地降低了工厂的人工成本，提升了生产效率。

附图说明

图1为本发明所涉及的一种纱线绕线及包装入库装置的外部结构示意图。

图2为本发明所涉及的一种纱线绕线及包装入库装置的剖面结构示意图之一。

图3为本发明所涉及的一种纱线绕线及包装入库装置的外部详细结构示意图。

图4为本发明所涉及的一种纱线绕线及包装入库装置的剖面结构示意图之二。

图5为本发明所涉及的一种纱线绕线及包装入库装置的系统工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所涉及的实施例作进一步详细说明。

结合图1～图5，一种纱线绕线及包装入库装置，包括装置本体，装置本体包括底座1、支撑柱2、接料机构3、下料箱4和绕线机构5，若干根支撑柱2周向均匀的位于底座1的顶部，接料机构3与底座1相连接，接料机构3居中的位于若干根支撑柱2之间，支撑柱2的一端连接底座1的顶部，支撑柱2的另一端与下料箱4的底部相连接，下料箱4位于接料机构3的上方，下料箱4的顶部连接绕线机构5；底座1包括底座本体11、控制器、第一驱动电机12和电源开关13，底座本体11的顶部连接支撑柱2，控制器和第一驱动电机12位于底座本体11的里面，第一驱动电机12居中的固定安装于底座本体11的底部内侧，第一驱动电机12的第一驱动轴121贯穿底座本体11的顶部并伸出于外，第一驱动电机12的第一驱动轴121的端部连接接料机构3，控制器位于第一驱动电机12的一侧，电源开关13位于底座本体11的正面外侧；接料机构3包括转盘31、托杆32、托盘33和包装盒34，转盘31的底部居中的与第一驱动电机12的第一驱动轴121相连接，转盘31的侧面周向均匀的设有若干托杆32，托杆32为l型结构，每个托杆32的横部与转盘31的外侧相连接，每个托杆32的竖部连接一个托盘33，每个托盘33均包括托盘本体331、挡边332和称重传感器333，托盘本体331位于支撑柱2的内侧，托盘本体331的底部居中的与托杆32的竖部相连接，托盘本体331的顶部周向的设有挡边332，称重传感器333居中的嵌设在托盘本体331的顶部内侧，包装盒34放置在托盘本体331的上面，包装盒34与挡边332的内圈相卡合；下料箱4包括下料箱本体41、进料口42、下料管道43和出料口44，下料箱本体41的底部连接支撑柱2，下料箱本体41的顶部连接绕线机构5，进料口42位于下料箱本体41的一侧上部，下料管道43位于下料箱本体41的里面，下料管道43的一端连接进料口42，下料管道43的另一端连接出料口44，下料管道43为向下倾斜结构，出料口44位于下料箱本体41的底部，出料口44靠近下料箱本体41的另一侧，出料口44位于其中一个包装盒34的正上方；绕线机构5包括绕线箱51、第二驱动电机52、主齿轮53、副齿轮54、限位杆55和绕线杆56，绕线箱51位于下料箱本体41的上面，第二驱动电机52居中的固定安装于绕线箱51的顶部，第二驱动电机52的第二驱动轴521贯穿绕线箱51的顶部并伸入绕线箱51的里面，第二驱动电机52的第二驱动轴521通过轴承可转动的与绕线箱51的顶部相连接，主齿轮53与第二驱动电机52的第二驱动轴521固定相连，主齿轮53的侧面周向均匀的啮合有若干个副齿轮54，每个副齿轮54的上面固定连接有限位杆55，限位杆55的一端与副齿轮54相连接，限位杆55的另一端贯穿绕线箱51的顶部并伸出于外，限位杆55通过轴承可转动的与绕线箱51的顶部相连接，伸出于绕线箱51的限位杆55上套设有绕线杆56，绕线杆56的内部设有限位槽，限位槽与限位杆55相卡接，绕线杆56通过限位槽跟随限位杆55作同步运动，绕线杆56的尺寸不超过进料口42、下料管道43或出料口44的尺寸；称重传感器333与控制器的输入端电性相连，控制器的输出端分别电性连接第一驱动电机12和第二驱动电机52，装置本体由外部电源供电，外部电源通过电源开关13为称重传感器333、控制器、第一驱动电机12和第二驱动电机52提供工作电压。

在绕线之前，先将绕线杆56套设在限位杆55上，绕线杆56内部的限位槽与限位杆55相卡接，即绕线杆56与限位杆55形成一种相对牢固的连接关系。将待绕线的纱线一端系在绕线杆56上，按下电源开关13，控制器输出控制信号驱动第二驱动电机52工作，第二驱动电机52的第二驱动轴521转动，带着主齿轮53同步旋转。第二驱动电机52选用rs-380sh型步进电机，可非常方便的设定其步进频率，从而调节其驱动轴的旋转速率。由于副齿轮54与主齿轮53相啮合，同时副齿轮54上面的限位杆55通过轴承与绕线箱51的顶部相连接，即副齿轮54与主齿轮53的啮合位置不会发生变化，因此副齿轮54在主齿轮53的带动下发生自转，使得其上的限位杆55跟随转动，从而使套设在限位杆55上面的绕线杆56同步转动，实现了纱线的绕线。可根据实际的生产需要，在主齿轮53的外侧周向均匀的设置多个副齿轮54，副齿轮54的数量为大于等于2的整数m，同时该整数m要确保副齿轮54之间不会相互干涉，即可实现多个限位杆55上的绕线杆56同时进行旋转绕线，自动化程度高，降低了人工劳动强度，提高了生产效率。

当某一个绕线杆56绕线完毕，工人将该绕线杆56从限位杆55上面取下，同时更换新的绕线杆56进行后续绕线。而取下的绕线杆56从进料口42放入，经下料管道43滑落至出料口44。下料管道43倾斜向下，并且进料口42和出料口44处于不同侧，保证了绕线杆56可缓缓的从下料管道43滑落，避免了对出料口44正下方的包装盒34及托盘33产生较大的冲击，提升了稳定性和可靠性。此时，纱线绕线和送往包装入库可同步进行，进一步提升了生产效率。

绕线杆56经出料口44落入正下方的包装盒34内，嵌设在托盘本体331上面的称重传感器333实时监测包装盒34的重量，称重传感器333选用大量程数字式称重测力传感器m10b，采用合金钢材质，精度高，量程宽，数字信号输出，可直接与控制器相连接，简化了电路结构。当称重传感器333的监测值达到预设的重量值时，触发控制器输出控制信号控制第一驱动电机12工作，第一驱动电机12也选用rs-380sh型步进电机。可根据实际的生产需要，在转盘31的外侧周向均匀的设置多个托杆32，托杆32端部的托盘33上面均放置包装盒34，托杆32的数量为大于等于2的整数n。根据托杆32的数量，设定第一驱动电机12的步进角度为360°/n，即每次第一驱动电机12工作时，第一驱动轴121带着转盘31转过360°/n，从而使相邻的空包装盒34转至出料口44的正下方进行后续接料。如将n取为4，即转盘31的外侧周向均匀的连接4个托杆32，当出料口44正下方的包装盒34已经达到预设的重量值时，第一驱动电机12驱动第一驱动轴121带着转盘31转过90°，使得相邻的空包装盒34转至出料口44的正下方。完成接料的包装盒34由工人取下，并更换新的包装盒34放到托盘本体331的上面，此时取下的完成接料的包装盒34可进行封箱包装及入库，自动化及智能化程度高，进一步降低了人工劳动强度，提高了生产效率。

包装盒34与托盘33上面的挡边332内圈相卡合，即包装盒34刚好嵌放在挡边332的里面，避免了转盘31在旋转过程中包装盒34发生移动，而造成包装盒34倾翻的情况，提升了稳定性和可靠性。

控制器对称重传感器333的检测信号进行处理，输出控制信号分别控制第一驱动电机12和第二驱动电机52进行工作。为了简化电路，降低成本，提高系统后期的可扩展性，控制器选用16位单片机mc95s12dj128，其内置128kb的flash、8kb的ram和2kb的eeprom，具有5v输入和驱动能力，cpu工作频率可达到50mhz。29路独立的数字i/o接口，20路带中断和唤醒功能的数字i/o接口，2个8通道的10位a/d转换器，具有8通道的输入捕捉/输出比较，还具有8个可编程pwm通道。具有2个串行异步通信接口sci，2个同步串行外设接口spi，i2c总线和can功能模块等，满足设计要求。

本发明提供了一种纱线绕线及包装入库装置，通过绕线机构包括绕线箱、第二驱动电机、主齿轮、副齿轮、限位杆和绕线杆，将待绕线的纱线的一端系于绕线杆上，启动第二驱动电机，第二驱动电机的第二驱动轴转动，带动主齿轮旋转，使得与主齿轮相啮合的副齿轮发生自转，副齿轮上面的限位杆同步转动，从而使套设在限位杆上面的绕线杆一起转动，实现了纱线的绕线，可根据实际需要，在主齿轮的外侧周向均匀的设置多个副齿轮，从而可实现多个限位杆上的绕线杆进行旋转绕线，自动化程度高，降低了人工劳动强度，提高了生产效率；通过下料箱包括下料箱本体、进料口、下料管道和出料口，绕线完毕，工人将绕线杆从限位杆上面取下并更换新的绕线杆进行后续绕线，同时取下的绕线杆放入进料口，经下料管道缓缓滑落至出料口，降低了对接料机构的冲击，提升了稳定性和可靠性，同时纱线绕线和送往包装入库可同步进行，进一步提升了生产效率；通过接料机构包括转盘、托杆、托盘和包装盒，绕线杆经出料口落入正下方的包装盒内，嵌设在托盘本体上面的称重传感器实时监测包装盒的重量，当达到预设的重量值时，触发控制器驱动第一驱动电机工作，第一驱动电机的第一驱动轴转动，带动转盘转过一定的角度，使相邻的空包装盒转至出料口的正下方进行后续接料，工人取下完成接料的包装盒并更换新的包装盒，此时取下的完成接料的包装盒可进行封箱包装及入库，自动化及智能化程度高，进一步降低了人工劳动强度，提高了生产效率；其结构简单，设计巧妙，系统功耗低，检测精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有良好的实用性和可扩展性，将绕线和包装入库工位有机结合，使得同一工人在完成纱线绕线之后即可进行包装入库，有效地降低了工厂的人工成本，提升了生产效率。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。