本发明属于纺织机械及自动化领域，尤其涉及一种筒纱翻转装置及工作方法。
背景技术：
筒纱由于锥度外形的特点，封装时需间隔掉头排列以节省占用空间。传统的包装为手工翻转，一旦操作失误必须重新拆袋检查，效率低下，可靠性差。现使用的筒纱夹持翻转装置，功能单一或效率较低。专利号cn201521077617.x公开夹纱机械手及筒纱夹持移动装置，利用固定夹持条和电机导轨，实现筒纱的夹持移动，没有翻转功能，且夹持条形状固定，仅适合特定大小和锥度的筒纱的夹持，电机带动导轨运动效率较低；且夹持臂手与夹持作用力不同心，力矩较大，夹持不稳定。中国专利文件cn201510730351.2提供一种筒纱通用夹持、翻转机构采用“v”型抓手和双向气缸连接夹持臂及末端摆动气缸实现夹持旋转，其“v”型抓手形状固定仅适合特定大小和锥度的筒纱夹持，夹持臂手与夹持作用力不同心，力矩较大，夹持不稳定，摆动气缸轴直接作用在夹持物体上，结构不合理，气缸使用寿命较短；且装置整体重心在上，而下面安装抬升气缸，整体稳定性差。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理，运行高效，维护方便，适用于多型号型筒纱的自动夹持翻转提升装置。
本发明还提供上述装置的工作方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种筒纱翻转装置，包括传送带和至少一个翻转装置；
翻转装置包括翻转安装架，翻转安装架为凸形架，翻转安装架跨设于传送带上方，翻转安装架顶端设有提升气缸和竖直导轨，提升气缸一端连接设有提升安装架，提升安装架通过滑块与竖直导轨相连；
提升安装架一端设有夹持安装板，夹持安装板上对称设有两个夹持气缸，两个夹持气缸通过水平夹持导轨各自连接一个夹持连接板，两个夹持连接板相向一侧设有夹持板；
提升安装架另一端设有旋转气缸，旋转气缸一端与夹持安装板相连。旋转气缸用于控制夹持安装板的旋转。夹持气缸控制夹持板相向移动、夹持筒纱。
优选的，夹持安装板与提升安装架相连的一端设有连接轴，连接轴贯穿提升安装架的一侧框架，连接轴在贯穿处通过轴承与提升安装架相连，连接轴通过联轴器与旋转气缸的转轴相连。旋转气缸工作时，气缸的转轴转动，通过联轴器带动连接轴转动，从而使夹持安装板发生旋转。
进一步优选的，提升安装架为矩形框架，提升安装架顶端与提升气缸连接，联轴器设于提升安装架的内部矩形空间内，夹持安装板与旋转气缸对称设于提升安装架的两端外侧。
优选的，竖直导轨包括相互平行的两条导轨。两条导轨利于在上升回落过程中保持稳定。
优选的，旋转气缸与夹持气缸位于统一水平面内。便于维持重心稳定。
优选的，夹持板上设有至少一个半圆锥胶棒。半圆锥胶棒用于更稳固的夹持筒纱。
进一步优选的，夹持板上对称设有两个半圆锥胶棒，半圆锥胶棒与夹持板螺栓连接。便于更换拆卸。
进一步优选的，半圆锥胶棒的锥度与筒纱锥度一致。以便更换后可以适应不同规格的筒纱。
一种筒纱翻转装置的工作方法，包括步骤如下：
①夹紧过程：当筒纱到达预定工位后，传送带停止运动，夹持气缸电磁换向阀通电，两个夹持气缸分别驱动活塞、带动夹持板做缩回运动，将筒纱夹紧，完成夹持动作；
②提升过程：夹持完成后，提升气缸电磁阀通电，提升气缸做缩回运动，带动提升安装架及上面的所有固定件及筒纱，一起沿竖直导轨向上运动至指定位置，完成提升动作；
③翻转过程：提升完成后，旋转气缸控制阀接收到信号后通电，旋转气缸控制转轴旋转180°，旋转气缸的转轴轴端通过联轴器和夹持安装板连接，带动筒纱实现掉头翻转，完成翻转动作；
④下落过程：翻转完成后，提升气缸电磁阀断电，提升气缸伸出到指定位置，夹持气缸伸出，完成翻转的筒纱平稳落在传送带上，完成下落过程；
⑤复位过程：下落完成后，提升气缸电磁阀通电，提升气缸做缩回运动，旋转气缸反向旋转180°，传送带启动，待已翻转的筒纱通过后，提升气缸电磁阀断电，提升气缸伸出到下一待夹持工位，装置复位，等待下一次命令的执行。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的装置中夹持板对称安装的锥形胶棒结构，简便可调、易于拆卸，可以适应不同规格筒纱的稳定夹持。夹持板和旋转气缸通过轴承和联轴器连接有效避免了旋转气缸轴的径向力，大大延长了旋转气缸的使用寿命。夹持运动采用左右夹持气缸缩回实现，使得不同规格筒纱的夹持力相同，有效避免了待夹筒纱的受力变形。由于装置整体重心在下，设计中竖直运动采用上提升气缸的伸缩实现，稳定性更好，同时高速、高频旋转的旋转气缸会产生较大的震荡，因此两个竖直导轨可有效消除摆动扭矩产生的这种震荡。另外夹持和旋转机构同水平安装，使得夹持过程中不会产生水平不平衡扭矩。只采用一个旋转气缸，结构更为简单，整个装置所占空间小，成本低，经济性好。
附图说明
图1为本发明的筒纱翻转装置结构示意图；
图2为本发明夹持和旋转的结构示意图；
图3位本发明的安装布局示意图。
其中，1-传送带，2-筒纱，3-夹持气缸，4-夹持安装板，5-提升安装架，6-提升气缸，7-竖直导轨，8-旋转气缸，9-翻转安装架，10-联轴器，11-水平夹持导轨，12-夹持板，13-夹持连接板，14-半圆锥胶棒，15-翻转装置，16-连接轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步描述，但不限于此。
实施例1：
一种筒纱翻转装置，包括传送带1和一个翻转装置15，如图1所示；翻转装置15包括翻转安装架9，翻转安装架为凸形架，翻转安装架材料为钢合金结构板，翻转安装架9跨设于传送带1上方，翻转安装架9的两侧板通过螺栓连接安装在传送带1两侧。
翻转安装架9顶端设有提升气缸6和竖直导轨7，提升气缸6一端连接设有提升安装架5，提升安装架5通过滑块与竖直导轨7相连；提升安装架5一端设有夹持安装板4，夹持安装板4上对称设有两个夹持气缸3，两个夹持气缸3通过水平夹持导轨11各自连接一个夹持连接板13，两个夹持连接板13相向一侧设有夹持板12；提升安装架5另一端设有旋转气缸8，旋转气缸8一端与夹持安装板4相连。旋转气缸8用于控制夹持安装板4的旋转。夹持气缸3控制夹持板12相向移动、夹持筒纱2。旋转气缸8与夹持气缸3位于统一水平面内，便于维持重心稳定。
夹持安装板4与提升安装架5相连的一端设有连接轴，如图2所示，连接轴贯穿提升安装架5的一侧框架，连接轴在贯穿处通过轴承与提升安装架5相连，连接轴通过联轴器10与旋转气缸8的转轴相连。旋转气缸8工作时，气缸的转轴转动，通过联轴器10带动连接轴转动，从而使夹持安装板4发生旋转。
实施例2：
一种筒纱翻转装置，其结构如实施例1所述，所不同的是，提升安装架5为矩形框架，提升安装架5顶端与提升气缸6连接，联轴器10设于提升安装架5的内部矩形空间内，夹持安装板4与旋转气缸8对称设于提升安装架5的两端外侧。
实施例3：
一种筒纱翻转装置，其结构如实施例2所述，所不同的是，竖直导轨7包括相互平行的两条导轨。两条导轨利于在上升回落过程中保持稳定。
实施例4：
一种筒纱翻转装置，其结构如实施例3所述，所不同的是，每个夹持板12上均设有两个半圆锥胶棒14，半圆锥胶棒14对称设置在夹持板12上，半圆锥胶棒14与夹持板12螺栓连接，便于更换拆卸，半圆锥胶棒用于更稳固的夹持筒纱。半圆锥胶棒的锥度与筒纱锥度一致，以便更换后可以适应不同规格的筒纱。
实施例5：
一种筒纱翻转装置，其结构如实施例1所述，所不同的是，旋转气缸8用步进或伺服电机代替，其他同实施例1。
实施例6：
一种筒纱翻转装置的工作方法，装置结构如实施例4所述，包括步骤如下：
①夹紧过程：当筒纱2到达预定工位后，传送带1停止运动，翻转装置15上设有光电检测器，光电检测器接受信号，并启动夹持气缸电磁换向阀通电，两个夹持气缸3分别驱动活塞、带动夹持板12做缩回运动，夹持板相向移动，将筒纱2夹紧，完成夹持动作；
②提升过程：夹持完成后，提升气缸电磁阀通电，提升气缸6做缩回运动，带动提升安装架5及上面的所有固定件及筒纱，一起沿竖直导轨7向上运动，至提升气缸的最小伸出位移处停止动作，完成提升动作；
③翻转过程：提升完成后，旋转气缸控制阀接收到信号后通电，控制旋转气缸8旋转180°，由于旋转气缸8的转轴轴端通过联轴器10和夹持安装板4连接，将带动筒纱2实现掉头翻转，完成翻转动作；
④下落过程：翻转完成后，提升气缸电磁阀断电，提升气缸6伸出到指定位置，夹持气缸3伸出，完成翻转的筒纱2平稳落在传送带1上，完成下落过程；
⑤复位过程：下落完成后，提升气缸电磁阀通电，提升气缸6做缩回运动，旋转气缸8反向旋转180°，传送带启动，带已翻转的筒纱通过后，提升气缸电磁阀断电，提升气缸6伸出到下一待夹持工位，装置复位，等待下一次命令的执行。
实施例7：
一种筒纱翻转装置，其结构如实施例1所述，所不同的是，对翻转装置组合使用，传送带上设置两个翻转装置，当翻转速度达不到送纱的速度要求时，可以将翻转装置以线性阵列的方式进行排列，如图3所示。