一种喷头平台一体机高效棉包唰唛系统的制作方法

本发明涉及一种棉花加工设备，尤其是一种喷头平台一体机高效棉包唰唛系统。

背景技术：

随着我国棉花质量检验体制改革的不断深入，棉花加工行业对棉花物流的信息化技术要求愈加迫切，棉花包装国家标准中强制要求在棉包两端面进行唰唛标识。目前我国棉花加工企业普遍采用人工作业的棉包唰唛模式，即由工人将棉包的基本信息用油墨通过镂板刷到棉包上。由于每包棉花的包号、重量、质量等级以及生产日期等信息各不相同，每包棉花哇头的内容会不断改变，人工唰唛要及时准确完成这项工作，不仅劳动强度大，而且差错率高，结果会形成棉包唰唛信息不清，唰唛成本越来越高，同时还容易造成棉包的污染，越来越难以适应现代化棉花加工工艺与技术的要求，因此,自动唰唛势应运而生。但是目前市场上的自动唰唛只是喷头单体结构，无法控制棉包与喷头之间的准确位置，因而无法保证棉包两端清晰、完整的唰唛效果，更无法保证所有棉包唛头位置的一致，结果限制了自动唰唛技术的应用。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种可以实现棉包自动定位、校正、自动旋转和自动输送的喷头平台一体机高效棉包唰唛系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种喷头平台一体机高效棉包唰唛系统，其特征在于，该系统包括转包平台和位于所述转包平台一侧或两侧的自动唰唛装置；所述转包平台包括一平台支撑框架，一转动安装于所述平台支撑框架上的转包装置，一安装于所述输包装置上的输包装置，一安装于所述输包装置上的校包装置，以及一平台自动控制装置；棉包进入所述输包装置后，所述平台自动控制装置启动所述输包装置实时检测棉包的位置，待棉包到达指定位置后，控制所述输包装置停止运动并启动所述校包装置开始校包动作，校包完成后，所述平台自动控制装置启动所述转包机构开始转包动作，等待所述自动唰唛装置完成棉包两侧同时唰唛。

在一个优选的实施例中，所述转包装置包括旋转机构和转包驱动机构；所述旋转机构由主动旋转齿轮和被动旋转齿轮组成，所述主动旋转齿轮和被动旋转齿轮转动安装在所述平台支撑框架的水平板的轴承座上；所述转包驱动机构安装在所述平台支撑框架的底部，其输出轴与所述主动旋转齿轮相连，所述转包驱动机构通过所述主动旋转齿轮带动与之啮合的所述被动旋转齿轮转动；所述被动旋转齿轮上固定有防止其顺着一个方向旋转的限位块。

在一个优选的实施例中，所述转包装置包括旋转机构和转包驱动机构；所述旋转机构由主动旋转链轮、被动旋转齿轮链轮和传动链条组成，所述主动旋转链轮和被动旋转链轮转动安装在所述平台支撑框架的水平板的轴承座上；所述转包驱动机构安装在所述平台支撑框架的底部，其输出轴与所述主动旋转链轮相连，所述转包驱动机构通过所述主动旋转链轮带动所述被动旋转齿轮链轮；所述被动旋转链轮上固定有防止其顺着一个方向旋转的限位块。

在一个优选的实施例中，所述输包装置包括输包侧板、输包机构、输包驱动机构、平台骨架、输包传动机构和输包旋转支撑机构；所述平台骨架固定在所述转包装置的被动旋转齿轮上，两所述输包侧板固定在所述平台骨架两侧，所述输包机构安装在两所述输包侧板之间；所述输包驱动机构安装在所述平台骨架底部的水平板上，所述输包驱动机构通过所述输包传动机构带动所述输包机构完成输包或停包动作；所述输包旋转支撑机构安装在所述平台骨架底部，用来支撑所述平台骨架并使其在所述平台支撑框架上转动。

在一个优选的实施例中，所述校包装置包括校包板、校包传动机构、校包驱动机构和校包连接机构；所述校包驱动机构安装在所述输包装置的平台骨架底部的水平板上，所述校包传动机构的传动轴与所述校包驱动机构相连；所述校包传动机构的传动轴两端为T型螺纹，其上螺纹各连接一T型螺纹轴套，两所述T型螺纹轴套分别与两所述校包连接机构相连，两所述校包板分别安装在两所述校包连接机构上；所述校包驱动机构通过所述校包传动机构带动所述校包连机构水平滑动，从而带动两所述校包板水平向内移动完成校包动作。

在另一个优选的实施例中，所述校包装置包括校包板、校包驱动机构和校包连接机构；所述校包驱动机构安装在所述输包装置的平台骨架底部的水平板上，所述校包驱动机构包括一减速电机，所述减速电机的输出轴上安装齿轮，并通过齿条连接两所述校包连接机构，两所述校包板分别安装在两校包连接机构上；所述减速电机通过齿轮齿条带动所述校包连接机构水平滑动，从而带动两所述校包板水平向内移动完成校包动作。

在一个更优选的实施例中，所述校包装置还包括由滑块和滑轨组成的导向机构，所述导向机构的滑块安装在所述校包连接机构上，所述导向机构的滑轨安装在所述输包装置的平台骨架上。

在一个优选的实施例中，所述自动控制装置为设置在所述平台支撑结构内的控制柜，所述控制柜内设置有电机控制器、转包电机驱动器、输包电机驱动器和校包电机驱动器；所述自动控制装置还包括安装在所述平台支撑框架顶部的转包零位传感器，安装在所述平台骨架前后两端的棉包位置传感器，以及安装在所述平台骨架顶部的校包零位传感器；

所述转包零位传感器标识所述被动旋转齿轮的零点位置，并将采集所述被动旋转齿轮的转动角度发送给所述电机控制器，所述电机控制器根据接收到的转动角度信息通过所述转包电机驱动器控制所述转包驱动机构的启停，从而控制所述转包装置的旋转；

所述棉包位置传感器将采集所述输包装置上棉包的位置信息发送给所述电机控制器，所述电机控制器根据接收到的棉包位置信息通过所述输包电机驱动器控制所述输包驱动机构的启停，从而精确调整棉包的位置；

所述校包零位传感器标识所述校包板的零点位置，并将采集所述校包板的移动距离信息发送给所述电机控制器，所述电机控制器根据接收到移动距离信息通过所述校包电机驱动器控制所述校包驱动机构的启停，从而控制所述校包装置的校包动作。

在一个优选的实施例中，所述自动唰唛装置包括唰唛喷头、沉入式喷头驱动机构、唰唛自动控制单元和信息采集传输单元；所述沉入式喷头驱动机构数量为一个或两个，相对地安装在所述转包平台一侧或两侧；所述唰唛喷头安装在所述沉入式喷头驱动机构上，所述沉入式喷头驱动机构驱动所述唰唛喷头垂直升降和水平移动；所述唰唛自动控制单元分别与所述唰唛喷头、沉入式喷头驱动机构和信息采集传输单元可通信地连接。

在一个优选的实施例中，所述自动唰唛装置包括唰唛喷头、悬挂式喷头驱动机构、唰唛自动控制单元和信息采集传输单元；所述悬挂式喷头驱动机构数量为一个或两个，相对地安装在所述转包平台一侧或两侧；所述唰唛喷头安装在所述悬挂式喷头驱动机构上，所述悬挂式喷头驱动机构驱动所述唰唛喷头垂直升降和水平移动；所述唰唛自动控制单元分别与所述唰唛喷头、悬挂式喷头驱动机构和信息采集传输单元可通信地连接。

在一个优选的实施例中，所述悬挂式喷头驱动机构主要由固定框架、X向滑台机构、Y向滑台机构、Y轴电机以及X轴电机组成；其中，所述X向滑台机构和Y向滑台机构结构相同，均由框架、导轨、丝杠和载物支架组成；所述导轨和丝杠安装在所述框架上，分别起导向和传动作用；所述载物支架分别通过滑块和丝母与所述导轨和丝杠相连；所述X向滑台机构安装在所述固定框架上，所述X轴电机与其相连，起水平方向的驱动作用；所述Y向滑台机构的载物支架与所述X向滑台机构的载物支架相连，所述Y轴电机安装在其上，起竖直方向的驱动作用；所述固定框架上还安装有X轴零位开关和Y轴零位开关，分别起确定所述X向滑台机构、Y向滑台机构零位的作用；所述唰唛喷头安装在所述Y向滑台机构的下端。

在一个优选的实施例中，所述唰唛自动控制单元包括唰唛喷头控制器和唰唛电机控制器，所述唰唛喷头控制器与所述唰唛喷头、唰唛电机控制器和信息采集传输单元可通信地连接，通过与所述唰唛电机控制器的配合，控制所述唰唛喷头完成唰唛：当所述唰唛电机控制器将所述唰唛喷头定位到唰唛版面每一行的原点位置时，所述唰唛喷头控制器控制所述唰唛喷头开始喷印当前一行的内容，当所述唰唛喷头运动到本行结尾位置时结束喷印并准备下一行的内容；所述唰唛喷头控制器的喷印内容来自于所述信息采集传输单元，当一组数据喷印完成即完成一个棉包的唰唛工作时，所述唰唛喷头控制器与所述信息采集传输单元通信并读入新一包棉包的数据，然后等待所述唰唛电机控制器准备唰下一棉包；

所述唰唛电机控制器与所述唰唛喷头控制器以及沉入式喷头驱动机构/悬挂式喷头驱动机构中的Y轴电机、X轴电机、Y轴零位开关、X轴零位开关可通信地连接；当系统启动后，沉入式喷头驱动机构/悬挂式喷头驱动机构的Y轴零位开关、X轴零位开关用于定位零点，如果系统找零成功，才能执行以后的工作过程；Y轴电机、X轴电机在所述唰唛电机控制器的控制下，以一定的速度、距离、方向进行运动，以实现所述唰唛喷头的设定运动轨迹。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明在转报平台的两侧均设置有自动唰唛装置，可以实现棉包两侧同时唰唛，能够满足超高产量(大于40包/小时)生产工艺要求。2、本发明的转包平台可以实现棉包自动定位、校正、自动旋转和自动输送。3、本发明的转包平台可以实现自动任意角度旋转，方便工人安全缝包，不仅可以直线输包，而且可满足90度转角流水线输送棉包的要求。4、本发明的转包平台可以实现棉包精确水平移动和精确任意角度旋转，采用自动唰唛时，能够确保每一包棉花唰唛头位置一致。

附图说明

图1是本发明转包平台的结构示意图；

图2是本发明自动唰唛装置的结构示意图；

图3是本发明转包装置的结构示意图；

图4是本发明输包装置的结构示意图；

图5是本发明输包传动机构的结构示意图；

图6是本发明校包机构的结构示意图；

图7是本发明转包零位传感器的位置示意图；

图8是本发明棉包位置传感器和校包零位传感器的位置示意图；

图9是本发明平台自动控制装置的结构框图；

图10是本发明悬挂式喷头驱动机构的结构框图；

图11是图10的局部放大示意图；

图12是本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。

实施例一：

如图1、图2所示，本实施例提供的双喷头快速棉包唰唛系统包括转包平台100和位于转包平台100一侧或两侧的自动唰唛装置200。

转包平台100包括平台支撑框架11、转包装置12、输包装置13、校包装置14和自动控制装置15。校包装置14安装在输包装置13上，输包装置13安装在转包装置12上，转包装置12安装在平台支撑框架11上。棉包进入输包装置13后，平台自动控制装置15启动输包装置13实时检测棉包的位置，待棉包到达指定位置后，输包装置13停止运动；平台自动控制装置15启动校包装置14开始校包动作，校包完成后，平台自动控制装置15启动转包装置12开始转包动作，等待唰唛。

在一个优选的实施例中，如图3所示，转包装置12包括旋转机构201和转包驱动机构202。旋转机构201为齿轮传动机构，即旋转机构201由主动旋转齿轮203和被动旋转齿轮204组成，主动旋转齿轮203和被动旋转齿轮204转动安装在平台支撑框架1的水平板101的轴承座上；转包驱动机构202安装在平台支撑框架1的底部，其输出轴与主动旋转齿轮203相连，转包驱动机构202通过主动旋转齿轮203带动与之啮合的被动旋转齿轮204转动，以满足高精度定位的要求；或者，旋转机构201为链条传动机构，即将主动旋转齿轮203和被动旋转齿轮204替换为链轮，两链轮之间采用链条传动，以适用于低精度的定位要求。

在一个更优选的实施例中，被动旋转齿轮204或被动旋转链轮上固定有限位块205，以防止被动旋转齿轮204或被动旋转链轮一直顺着一个方向旋转，造成信号线缆过渡缠绕损坏。

在一个优选的实施例中，如图4、5所示，输包装置3包括输包侧板301、输包辊302、输包驱动机构303、平台骨架304、输包辊传动机构305和输包旋转支撑机构306。平台骨架304固定在转包装置12的被动旋转齿轮204上，两输包侧板301固定在平台骨架304两侧，若干输包辊302转动安装在两输包侧板301之间。输包驱动机构303安装在平台骨架304底部的水平板上，输包驱动机构303通过输包辊传动机构305带动各输包辊302转动，从而达到输包或停包的目的。输包旋转支撑机构306安装在平台骨架304底部，用来支撑平台骨架304并使其在平台支撑框架11上转动。

在一个更优选的实施例中，输包驱动机构303为齿轮传动机构，即相邻输包辊302之间以及输包驱动机构303与输包辊302之间均采用齿轮传动，以满足高精度定位的要求；或者，输包驱动机构303为链条传动机构或传送带传动机构，即相邻输包辊302之间以及输包驱动机构303与输包辊302之间均采用链条传动或传送带传动，以适用于低精度定位要求。

在一个优选的实施例中，输包辊302也可以被宽输送带、多排链板或多排链条代替。

在一个优选的实施例中，如图6所示，校包装置14包括校包板401、校包传动机构402、校包驱动机构403和校包连接机构404。校包驱动机构403安装在输包装置3的平台骨架304底部的水平板上，校包传动机构402的传动轴与校包驱动机构403相连。校包传动机构402的传动轴两端为T型螺纹，其上螺纹各连接一T型螺纹轴套，两T型螺纹轴套分别与两校包连接机构404相连，两校包板401分别安装在两校包连接机构404上。校包驱动机构403通过校包传动机构402带动校包连机构404水平滑动，从而带动两校包板401水平向内移动完成校包动作。

在一个更优选的实施例中，校包装置14也可以包括校包板401、校包驱动机构403和校包连接机构404组成。此时，校包驱动机构403包括一减速电机(图中未示出)，减速电机的输出轴上安装齿轮，并通过齿条连接校包连接机构404，两校包板401分别安装在两校包连接机构404上。减速电机通过齿轮齿条带动校包连接机构404水平滑动，从而带动两校包板401水平向内移动完成校包动作。

在一个更优选的实施例中，校包装置14还包括由滑块和滑轨组成的导向机构405，导向机构405的滑块安装在校包连接机构404上，导向机构404的滑轨安装在输包装置3的平台骨架304上。

在一个优选的实施例中，如图1、图9所示，平台自动控制装置15可以为设置在平台支撑结构11内的控制柜，控制柜内设置有电机控制器501、转包电机驱动器502、输包电机驱动器503和校包电机驱动器504。自动控制装置还包括安装在平台支撑框架11顶部的转包零位传感器505(如图7所示)，安装在平台骨架304前后两端的棉包位置传感器506(如图4、图8所示)，以及安装在平台骨架304顶部的校包零位传感器507(如图8所示)。

转包零位传感器505标识被动旋转齿轮204的零点位置(即原始位置)，并将采集被动旋转齿轮204的转动角度发送给电机控制器501，电机控制器501根据接收到的转动角度信息通过转包电机驱动器502控制转包驱动机构202的启停，从而控制转包装置12的旋转。

棉包位置传感器506将采集输包装置13上棉包的位置信息发送给电机控制器501，电机控制器501根据接收到的棉包位置信息通过输包电机驱动器503控制输包驱动机构303的启停，从而精确调整棉包的位置。

校包零位传感器507标识校包板401的零点位置(即原始位置)，并将采集校包板401的移动距离信息发送给电机控制器501，电机控制器501根据接收到移动距离信息通过校包电机驱动器504控制校包驱动机构404的启停，从而控制校包装置14的校包动作。

在一个更优选的实例中，控制柜内还可以安装一加热装置508，用于为电机控制器501、转包电机驱动器502、输包电机驱动器503和校包电机驱动器504提供热源，保证它们能够在低温环境中正常工作。加热装置508可以采用电阻丝加热器或PTC加热元器件。

在一个优选的实例中，平台支撑框架11主要由方管、槽钢或角钢焊接组成，平台支撑框架11顶部中间固定一个水平板101，水平板101前后各开一个通孔，并在通孔中间安装轴承座，分别用于安装转包装置12的主动旋转齿轮203和被动旋转齿轮204的旋转轴。

如图2所示，自动唰唛装置200包括唰唛喷头21、沉入式喷头驱动机构22、唰唛自动控制单元23和信息采集传输单元24。沉入式喷头驱动机构22数量为一个或两个，相对地安装在转包平台100一侧或两侧。唰唛喷头21安装在沉入式喷头驱动机构22上，沉入式喷头驱动机构22驱动唰唛喷头21垂直升降和水平移动。唰唛自动控制单元23分别与唰唛喷头21、沉入式喷头驱动机构22和信息采集传输单元24可通信地连接。

在一个优选的实施例中，沉入式喷头驱动机构22与申请号为201510346265.1，发明名称为：“一种棉包自动唰唛系统及方法”中公开的沉入式唰唛喷头驱动装置的结构相同，故在此不再赘述。

在一个优选的实施例中，如图2所示，唰唛自动控制单元23包括唰唛喷头控制器231和唰唛电机控制器232，唰唛喷头控制器231与唰唛喷头21、唰唛电机控制器232和信息采集传输单元24可通信地连接，通过与唰唛电机控制器232的配合，控制唰唛喷头21完成唰唛：当唰唛电机控制器232将唰唛喷头21定位到唰唛版面每一行的原点位置时，唰唛喷头控制器231控制唰唛喷头21开始喷印当前一行的内容，当唰唛喷头21运动到本行结尾位置时结束喷印并准备下一行的内容。唰唛喷头控制器231的喷印内容来自于信息采集传输单元24，当一组数据喷印完成即完成一个棉包的唰唛工作时，唰唛喷头控制器231与信息采集传输单元24通信并读入新一包棉包的数据，然后等待唰唛电机控制器232准备唰下一棉包。

唰唛电机控制器232与唰唛喷头控制器231以及沉入式喷头驱动机构22中的Y轴电机、X轴电机、Y轴零位开关、X轴零位开关可通信地连接。当系统启动后，沉入式喷头驱动机构22中的Y轴零位开关、X轴零位开关用于定位零点，如果系统找零成功，才能执行以后的工作过程；Y轴电机、X轴电机在唰唛电机控制器232的控制下，以一定的速度、距离、方向进行运动，以实现唰唛喷头21的设定运动轨迹。

在一个优选的实施例中，如图1所示，信息采集传输单元24是现有的产品，用于采集并生成唰唛信息包括重量、包号、批号、生产日期、异纤含量等，准备好数据后在唰唛喷头控制器231发送读取指令时发送出去。

如图12所示，本发明在工作时，其完整工作流程如下：

1、棉包生产出来后首先经过信息采集传输单元24，信息采集传输单元24将采集唰唛信息包括重量、包号、生产日期、批号、异纤含量等信息；

2、启动设备，转包装置11和校包装置14按照指定的方向回到零点位置，输包装置13的输包辊302开始转动，等待棉包到达；

3、采集完成后棉包被送上转包平台100，待唰唛的棉包进入到输包装置13，输包装置13上有棉包位置传感器506，棉包到达指定位置以后，输包装置13的输包驱动机构303停止运动；启动校包装置14，校包装置14的校包板401将棉包水平移动到输包装置13的中间，在水平移动的过程中，通过夹紧作用将棉包较正，然后校包装置14回到零点位置；

4、启动转包装置12，转包装置12带动安装在其上部的输包装置13旋转，棉包两个端面被转动到两侧(任意角度旋转)，停止旋转，以使每包棉包都以相同的姿态停止并等待唰唛；

5、唰唛喷头控制器231会发送数据请求指令，信息采集传输单元24收到指令后会将唰唛信息发送给唰唛喷头控制器231；

6、棉包停稳后唰唛电机控制器232通过控制沉入式喷头驱动机构22中的Y轴电机、X轴电机运行设定的距离使两端的唰唛喷头21停止在版面的零点(一般是版面左上角)；

7、沉入式喷头驱动机构22中的X轴电机运行带动唰唛喷头21做水平运动，在运动前唰唛电机控制器232向唰唛喷头控制器231发送控制信号，使其将第一行的喷印指令发送给两端的唰唛喷头21，这样唰唛喷头21在被沉入式喷头驱动机构22带动下做水平运动的同时喷印第一行内容，实现第一行唰唛；

8、唰唛电机控制器232向沉入式喷头驱动机构22中的Y轴电机发送信号，使沉入式喷头驱动机构22带动唰唛喷头21竖直运动设定的距离以进入第二行起始位置；

9、沉入式喷头驱动机构22中的X轴电机运行带动唰唛喷头21做水平运动，同样，在运动前唰唛电机控制器232向唰唛喷头控制器231发送控制信号，使其将第二行的喷印指令发送给两端的唰唛喷头21，这样唰唛喷头21在被沉入式喷头驱动机构22带动下做水平运动的同时喷印第二行内容，实现第二行唰唛；

10、依次类推，直到沉入式喷头驱动机构22带动唰唛喷头21完成设定的运动行数，喷印完所有唰唛信息，然后回到喷头零点位置；

11、唰唛完成后，转包装置12将旋转将输包装置13转正，启动输包装置13的输包驱动机构303将棉包输送走，等待下一个棉包的到来。

在一个优选的实施例中，唰唛信息的行数可以根据用户需要定制，通常为5行、6行或7行。

实施例二：

本实施例提供的快速棉包自动唰唛系统与实施例一结构基本相同，不同之处在于：实施例一采用的是沉入式喷头驱动机构22，而本实施例中的悬挂式喷头驱动机构300。

如图10、图11所示，悬挂式喷头驱动机构300主要由固定框架311、X向滑台机构312、Y向滑台机构313、Y轴电机314以及X轴电机315组成。其中，X向滑台机构312和Y向滑台机构313结构相同，均由框架401、导轨402、丝杠403和载物支架404组成。导轨402和丝杠403安装在框架401上，分别起导向和传动作用。载物支架404分别通过滑块和丝母与导轨402和丝杠403相连。

X向滑台机构312安装在固定框架311上，X轴电机315与其相连，起水平方向的驱动作用。Y向滑台机构313的载物支架404与X向滑台机构312的载物支架404相连，Y轴电机314安装在其上，起竖直方向的驱动作用。固定框架311上还安装有X轴零位开关407和Y轴零位开关408，分别起确定X向滑台机构312、Y向滑台机构313零位的作用。唰唛喷头21安装在Y向滑台机构313的下端。

本实施例提供的快速棉包自动唰唛系统与实施例一的工作流程基本相同，不同之处在于：实施例一中的唰唛喷头21零点位置在棉包下方，工作时唰唛喷头21向上运动以达到版面零点，然后向下逐行进行唰唛工作。而本实施例唰唛喷头21零点位置在棉包上方，工作时喷头向下运动以达到版面零点，然后向下逐行进行唰唛工作。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。