一种纱线缠绕机构及具有该机构的定量纱线缠绕机的制作方法

本实用新型属于纺织机械技术领域，具体涉及一种纱线缠绕机构及具有该机构的定量纱线缠绕机。

背景技术：

纺织纤维按其生成来源可分为两大类:天然纤维和化学纤维。天然纤维由自然界生成，常用的有棉、毛、丝、麻等。在天然纤维经过纺纱之后，卷绕成原线，经过自动卷绕机，卷绕形成一个有规律的纱线出售，用于纺织生产。现有的纱线定量缠绕技术，需要大量人工辅助完成，费时费力、效率不高。

另外，纱线的卷绕过程具有较强的周期性，容易出现相邻卷绕周期形成的纱线圈部分或完全重叠，并引发以下问题:1)增大纱线圈之间的间隙，降低卷绕纱筒的卷绕密度，减少卷绕纱筒的容纱量；2)重叠的纱线圈经过一段时间后，将卷绕成绳状或带状，纱筒表面出现凹凸不平，引发卷绕振动；3)重叠纱线圈易相互嵌入，在退绕时加剧纱线之间的摩擦，增加纱线张力，引起断头及混纱。

技术实现要素：

为了有效解决上述问题，本实用新型提供一种定量纱线缠绕机。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

本实用新型公开了一种纱线缠绕机构，包括绕线锭子轴、缠绕机构电机、传动机构和防纱线重叠装置；缠绕机构电机与传动机构连接，传动机构与绕线锭子轴连接，绕线锭子轴与防纱线重叠装置连接；防纱线重叠装置包括下导轨、上导轨、曲柄连杆机构、防纱线重叠机构电机、气动装置和导线口滑块；上导轨嵌套在下导轨中，导线口滑块嵌套在上导轨中，同时导线口滑块与曲柄连杆机构的连杆固定连接，曲柄连杆机构的曲柄与防纱线重叠机构电机连接，上导轨与气动装置连接。

优选地，传动机构为变速箱或带轮传动机构。

本实用新型还公开了一种具有上述纱线缠绕机构的定量纱线缠绕机，包括与纱线缠绕机构协同工作的剪断机构、机械手和运输机构；纱线缠绕机构还包括称重传感器，称重传感器设在纱线平台上，称重传感器与缠绕机构电机和防纱线重叠机构电机之间设有定重反馈电路；剪断机构包括剪断机构传感器，剪断机构传感器与称重传感器通信互联；机械手包括机械手传感器，机械手传感器与剪断机构传感器通信互联；工作时，纱线锭子在纱线缠绕机构缠绕定量的纱线原线后，由剪断机构剪断，然后由机械手抓取纱线锭子放置于运输机构。

优选地，剪断机构包括剪刃和减速箱，剪刃通过连杆与减速箱连接。

优选地，机械手包括导轨、基座、机械臂和爪子；基座安装在导轨上，基座能够在导轨上做直线往复运动；机械臂的一端可旋转的安装在基座上，另一端与爪子连接。

进一步优选地，绕线锭子轴上装有红外发射器，爪子上装有与红外发射器适配的红外传感器。

进一步优选地，爪子设有防滑装置。

优选地，运输机构包括带传送装置和运输机构电机。

进一步优选地，带传送装置设有防滑装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益的技术效果为：

本实用新型公开的纱线缠绕机构，包括绕线锭子轴、缠绕机构电机、传动机构和防纱线重叠装置；缠绕机构电机与传动机构连接，传动机构与绕线锭子轴连接，绕线锭子轴与防纱线重叠装置连接；防纱线重叠装置包括下导轨、上导轨、曲柄连杆机构、防纱线重叠机构电机、气动装置和导线口滑块；上导轨嵌套在下导轨中，导线口滑块嵌套在上导轨中，同时导线口滑块与曲柄连杆机构的连杆固定连接，曲柄连杆机构的曲柄与防纱线重叠机构电机连接，上导轨与气动装置连接；工作时，防纱线重叠机构电机通过曲柄连杆机构带动导线口滑块在上导轨中做直线往复运动，随着缠绕纱线的厚度增加，气动装置带动上导轨沿下导轨做远离绕线锭子轴的直线运动，将纱线平台上的纱线原线通过导线口滑块缠绕在绕线锭子轴上。通过控制缠绕机构电机、防纱线重叠机构电机的转速、传动机构的传动比等参数，获得纱线缠绕的理想卷绕比，使相邻卷绕周期的纱线间距较大，处于纱筒同一径向位置的折回点经过较多个卷绕周期后再进行第二次卷绕，两次卷绕之间铺垫上其他折回点的多圈异向纱线，且经过多个卷绕周期出现纱线最小间距，进而避免纱线直接重叠，形成致密均匀、容纱量高、卷绕平稳、退绕顺畅的纱锭。

进一步地，传动机构为变速箱或带轮传动机构，便于选择合适的传动比，进而控制转速，获得纱线缠绕的理想卷绕比。

本实用新型公开的一种具有上述纱线缠绕机构的定量纱线缠绕机，包括与纱线缠绕机构协同工作的剪断机构、机械手和运输机构；纱线缠绕机构还包括称重传感器，称重传感器设在纱线平台上，称重传感器与缠绕机构电机之间设有定重反馈电路；剪断机构包括剪断机构传感器，剪断机构传感器与称重传感器通信互联；机械手包括机械手传感器，机械手传感器与剪断机构传感器通信互联；工作时，纱线锭子在纱线缠绕机构缠绕定量的纱线原线后，由剪断机构剪断，然后由机械手抓取纱线锭子放置于运输机构。通过称重传感器和定重反馈电路，获得重量均匀的纱线锭子，且防纱线重叠装置使获得的纱线锭子致密均匀、容纱量高、卷绕平稳、退绕顺畅。通过传感器实现各机构间的配合，实现自动化生产，减少了人工，实现了批量生产，效率高。

更进一步地，绕线锭子轴上装有红外发射器，爪子上装有与红外发射器适配的红外传感器，能够使抓取准确无误。

更进一步地，爪子设有防滑装置，既能在夹取过程中保证纱锭不脱落，又不损伤纱锭和纱线的。

更进一步地，带传送装置设有防滑装置，能够保证纱线锭子在运输过程中的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构的俯视示意图；

图2是本实用新型的整体结构的正视示意图；

图3是本实用新型的纱线缠绕机构的俯视示意图；

图4是本实用新型的纱线缠绕机构的侧视示意图；

图5是本实用新型的剪断机构的结构示意图；

图6是本实用新型的机械手的结构示意图；

图7是本实用新型的机械手结构的俯视示意图；

图8是本实用新型的定重反馈电路的电路图；

图中：1为纱线缠绕机构，1-1为绕线锭子轴，1-2为缠绕机构电机，1-3为传动机构，1-4为防纱线重叠装置，1-4-1为下导轨，1-4-2为上导轨，1-4-3为曲柄连杆机构，1-4-4为防纱线重叠机构电机，1-4-5为气动装置；

2为剪断机构，2-1为剪刃，2-2为连杆，2-3为减速箱；

3为机械手，3-1为导轨，3-2为基座，3-2-1为滑块，3-2-2为第一交流伺服电机，3-2-3为底板，3-2-4为底盘圆，3-2-5为底座支柱，3-2-6为下臂支架，3-2-7为第二伺交流服电机，3-3为机械臂，3-3-1为大臂板，3-3-2为小臂板，3-3-3为第三交流伺服电机，3-4为爪子，3-4-1为爪固定板，3-4-2为齿轮杆，3-4-3为夹钳，3-5为气泵，3-6为底座支撑板；

4为运输机构，4-1为带传送装置，4-2为运输机构电机。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

本实用新型公开的定量纱线缠绕机能自动定量缠绕纱线，并且达到预定重量时自动剪线，然后由机械手自动抓取放入自动运输机构，以完全实现自动化生产。

为实现上述目的，本实用新型总的思路如下：

纱线缠绕机构1：纱线卷绕过程可以视为两个运动的合成:纱线沿纱筒的切向运动及轴向运动，整个机构分为两部分：缠绕部分和导线部分。缠绕机构电机1-2启动后，通过传动机构1-3带着绕线锭子轴1-1运转达到缠绕目的；在缠绕机构电机1-2开始启动的同时，导线部分的防纱线重叠机构电机1-4-4启动，曲柄连杆机构1-4-3的曲柄连杆通过轴承连接防纱线重叠机构电机1-4-4运转，导线口在上导轨1-4-2内做往复运动，同时气动装置1-4-5推动下导轨1-4-1做远离绕线锭子轴1-1的平面运动，以防止纱线重叠。在纱线原线减少一定量后，定重反馈电路发出信号，控制缠绕机构电机1-2和防纱线重叠机构电机1-4-4停止，纱线锭子缠绕结束。

剪断机构2：剪断机构2主要是由减速传动部分和回转剪断部分构成，剪断机构电机开始工作，经减速箱2-3将传动轴的转速减低之后，带动偏心轮进行回转运动，连杆2-2和剪刃2-1的运动回转剪断纱线，完成工作需求。

机械手3：机械手3由导轨3-1、基座3-2、机械臂3-3、爪子3-4四部分组成。根据纱锭抓取并上料这一具体操作对于机械手3的要求，要保证基座3-2的运行平稳。机械手3主要是用来抓取纱锭，鉴于纱锭的特征，采用夹钳式的抓取前端。当爪子3-4在纱锭箱抓住纱锭之后，爪子3-4会随着手臂缩回一定角度，爪子3-4上装配有橡胶防滑装置，这样就有效地解决了在夹取过程中既保证纱锭不脱落，又不损伤纱锭和纱线的问题。在抓取完毕后，基座3-2会旋转一定角度准备将纱锭装载到绕线锭子轴1-1上，夹钳3-4-3侧旁装有红外线传感器和绕线锭子轴1-1上的红外发射器相配合，依靠导轨3-1完成沿轴向平移运动，装载完毕后爪子3-4会张开并移动到一旁等待纱线缠绕完毕，待纱线缠绕完毕后，爪子3-4再次就位将缠满纱线的纱锭抓取下来，在导轨3-1带动下完成平移运动，再将纱锭移动到运输机构4上。放置完成之后，机械手3会抓取空纱线锭子将其安装在绕线锭子轴1-1上，等待下一次抓取动作。

运输机构4：在机械手3将纱线锭子抓取放置在带传送装置4-1上之后，在运输机构电机4-2的转动下，纱线锭子跟随着传送带平稳的运动到输出端，橡胶外加横向花纹的带面，可以有效保证纱线锭子在运输过程中的稳定性。经过带传送装置4-1的输出端最后经由滑板掉进收集箱里，至此完成纱线锭子的缠绕、剪断、抓取和运输工作。

下面以一个具体实施例对本实用新型的工作原理进行进一步地说明：

如图1、图2，本实用新型的一种定量纱线缠绕机包括纱线缠绕机构1、剪断机构2、机械手3和运输机构4。

如图3、图4，纱线缠绕机构1的缠绕机构电机1-2启动，传动机构1-3通过小皮带轮，同步皮带，带动大皮带轮转动，大皮带轮同装有锭子的绕线锭子轴1-1在同一轴上，带动锭子运转达到缠绕目的，传动机构1-3也可以采用变速箱；为实现更加准确的卷绕比，防止纱线重叠，纱线缠绕机构1设有防纱线重叠装置1-4，在缠绕机构电机1-2开始启动的同时，防纱线重叠机构电机1-4-4启动，曲柄连杆机构1-4-3运动，在曲柄一端处选用键连接，满足自由度条件，曲柄与连杆选用螺栓连接。螺母固定，连杆带着导线口滑块运动，导线口滑块在上导轨1-4-2内做直线往复运动，以防止纱线重叠，得到完好的纱锭。在绕线锭子轴1-1缠绕过程中，锭子的厚度一直呈线性增加，为实现更加准确的卷绕比，要求导线口滑块也成线性速度远离绕线锭子轴1-1运动，因此将上导轨1-4-2放置于下导轨1-4-1上，用气动装置1-4-5推动下导轨1-4-1，使导线口滑块作远离绕线锭子轴1-1的平面运动，才能得到准确卷绕比的纱锭，气动装置1-4-5可以采用常见的气缸系统，在纱线原线减少一定量后，称重传感器通过定重反馈电路控制缠绕机构电机1-2和防纱线重叠机构电机1-4-4停止，纱线锭子缠绕结束。现有的定重反馈电路有很多实现方式，如图8为一种定重反馈电路的电路图。

剪断机构2主要是由减速传动部分和回转剪断部分构成，如图5，纱线锭子在纱线缠绕机构1缠绕到规定的重量后，称重传感器发信号给剪断机构2，剪断机构2电机开始转动，通过二级齿轮减速器将传动轴的转速减低之后，带动偏心轮进行回转运动，推动安装在偏心轮上的连杆2-2和剪刃2-1剪断纱线，完成剪断工作。

机械手3的结构由导轨3-1、基座3-2、机械臂3-3、爪子3-4四大件组成。如图6、图7，提供了一种结构的机械手3，其中基座3-2包括与导轨3-1适配的滑块3-2-1，滑块3-2-1与底座支柱3-2-5连接，底座支柱3-2-5与底板3-2-3和底盘圆3-2-4构成回转结构，底盘圆3-2-4与下臂支架3-2-6连接，基座3-2还设有第一交流伺服电机3-2-2，下臂支架3-2-6与大臂板3-3-1可转动的连接，通过第二伺交流服电机3-2-7控制大臂板3-3-1的运动，大臂板3-3-1与小臂板3-3-2可转动的连接，通过第三伺交流服电机3-2-3控制小臂板3-3-2的运动；小臂板3-3-2通过爪固定板3-4-1与齿轮杆3-4-2连接，齿轮杆3-4-2连接有夹钳3-4-3。机械手3主要是用来抓取纱锭，鉴于纱锭的特征，采用夹钳式末端操作器。当爪子3-4在锭子存放库里抓住空纱锭之后，伺服电机启动，爪子会随着手臂缩回一定角度，爪子3-4上装配有橡胶防滑装置，这样就有效地解决了在夹取过程中既保证纱锭不脱落，又不损伤纱锭和纱线的问题。抓取完毕后，第一交流伺服电机3-2-2启动，基座3-2会旋转一定角度准备将纱锭装载到绕线锭子轴1-1上，为了纱锭装配准确无误，爪子3-4侧旁装有红外线传感器和绕线锭子轴1-1上的红外发射器相配合，现有的红外传感器均可以满足要求，如SHARP的GP2Y0A60SZ0F，依靠和底座支撑板3-6连接的气泵3-5推动整个机械手3沿导轨3-1完成沿轴向平移运动，将空纱锭安装到绕线锭子轴1-1上，准备缠绕。装载完毕后，第一交流伺服电机3-2-2启动，爪子3-4会张开，第二伺交流服电机3-2-7启动，爪子3-4会随着手臂缩回一定角度，等待纱线缠绕完毕。待纱线缠绕完毕剪断后，剪断机构传感器发信号给机械手传感器，机械手3第二伺交流服电机3-2-7再次启动，使爪子3-4对准缠绕好的纱锭，这时第三交流伺服电机3-3-3启动，爪子3-4合拢，抓住纱锭，此时在气缸的作用下机械手3沿导轨3-1完成平移运动，就位将缠满纱线的纱锭抓取下来，抓取完毕后，第二伺交流服电机3-2-7启动，爪子3-4会随着手臂缩回一定角度，此时第一交流伺服电机3-2-2启动，基座3-2回转一定角度，再将纱锭对准运输机构4，第二伺交流服电机3-2-7再次启动，爪子3-4伸出，此时第三交流伺服电机3-3-3启动，打开爪子3-4，放纱锭在带传送装置4-1上，以后重复上述动作。

纱锭运输机构如图2，由电机、减速机构、传送带、滑板、矩形槽构成。当纱锭放入传送带后，电机启动，通过减速带轮带动传送带运动，在传送带上设计了横向的花纹，来避免纱线锭子在运输过程中会不会发生滑动滚动之类的问题，纱线锭子在传送带上平稳运输到末端，然后再通过滑板，进入矩形槽中被收集。

机械手传感器、剪断机构传感器可以采用光电传感器，如EE-SPY402；称重传感器可以采用Autonics的PSB压力传感器。