本发明涉及纺织品处理设备及纺织品处理调度方法，特别是一种织造车间智能落布与搬运系统。
背景技术
织造车间的落布任务较为繁重，耗时费力。现在已经有了利用电动机械进行落布的相关专利，例如专利号cn105692289b的《层叠式电动落布贮运车及其使用方法》。但是现有的落布车仍然依靠人工割布，依靠人力推动其移动和定位。单个布卷重量约70kg，一个落布车满载时通常有4-6个布卷，再加上车体的重量，总体重量极大，且落布车体积较大,人力推动小车时极其不灵活，而且不方便对多个落布车进行统一规划调度。目前也没有对落布车进行调度和路径规划的系统。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种织造车间智能落布与搬运系统。
本发明采用的技术方案为：
一种织造车间智能落布与搬运系统，包括织机、自动多载落布小车、验布架和总控中心，所述织机用于生产布匹并将布匹卷绕成布卷，所述自动多载落布小车用于移动到织机前方与织机自动对正并将布卷从织机上取下，每个自动多载落布小车上均可装载多个布卷，所述自动多载落布小车还用于在满载布卷后将布卷搬运至验布架前方并自动对正，所述验布架用于将布卷从自动多载落布小车转移至自身上并贮存布卷等待验布和后续处理；所述总控中心用于获取织机的织布进度、自动多载落布小车的装载情况、自动多载落布小车的位置和验布架的装载情况，并对自动多载落布小车进行调度和路径规划。
进一步的，所述自动多载落布小车包括机架、自动行走装置、割布装置、落布提升装置、布卷贮存装置和具有无线通讯功能的控制器，所述机架设置在自动行走装置上，所述割布装置和落布提升装置均设置在机架上，所述割布装置用于将织机上的布匹割断，所述机架左右两侧设置有落布提升装置，所述落布提升装置上设置有布卷贮存装置，所述落布提升装置用于从织机上落布并将布卷向上方提升后放置到布卷贮存装置上；所述布卷贮存装置用于贮存提升后的布卷；所述自动行走装置用于带动自动多载落布小车沿指定路径移动，所述具有无线通讯功能的控制器用于接收总控中心的控制指令并对自动行走装置、割布装置、落布提升装置和布卷贮存装置进行控制。
进一步的，所述落布提升装置包括链轮组，所述链轮组包括落布主动链轮、第一从动链轮和第二从动链轮，所述落布主动链轮设置在机架的上端，所述第一从动链轮和第二从动链轮设置于机架的下端，且第二从动链轮设置在机架的外侧，所述落布主动链轮、第一从动链轮,第二从动链轮外侧设置有张紧的落布链条；所述机架包括与所述链轮组和落布链条匹配的轨道支撑装置，所述轨道支撑装置包括垂直轨道、设置于垂直轨道末端的过渡轨道和设置于过渡轨道下方机架上的轨道支架；所述轨道支撑装置朝向机架外侧的一面设置有开口槽，所述落布链条嵌入在开口槽内，还包括落布钩，所述落布钩的一端连接在所述落布链条的一个销轴上且自由端设置在所述开口槽外侧，所述落布钩的自由端下方设置有落布钩滚轮，所述落布钩滚轮与所述轨道支撑装置外侧表面滚动配合，所述机架的前后两侧的两组落布提升装置中，每组落布提升装置的两个落布主动链轮均通过落布驱动轴连接，所述落布驱动轴由落布驱动电机驱动，对应设置在机架左右两侧的两个落布主动链轮均通过落布驱动轴连接，所述落布驱动轴由落布驱动电机驱动。
进一步的，所述自动多载落布小车两侧还设置有行程开关，所述行程开关用于检测自动多载落布小车与织机/验布架的相对位置并将位置检测结果发送到具有无线通讯功能的控制器，所述具有无线通讯功能的控制器用于根据位置检测结果对自动多载落布小车的位置进行控制和调整，使自动多载落布小车正对织机/验布架。
进一步的，所述落布提升装置上安装有落布提升检测装置，所述落布提升检测装置包括安装在落布主动链轮上的第一编码器和安装在第一原点位置的第一原点开关，所述第一编码器用于计算落布链条的移动长度，所述第一原点开关用于在落布链条带动落布钩到达第一原点位置时向具有无线通讯功能的控制器发送落布钩位置信号，所述具有无线通讯功能的控制器用于利用第一编码器计算落布链条的移动长度和落布钩的位置，利用第一原点开关的检测数据进行落布钩位置初始化，并根据落布链条的移动长度和位置确定每个布卷贮存装置的被占用情况，并将检测结果发送总控中心。
进一步的，所述自动多载落布小车上还设置有条码打印装置，所述具有无线通讯功能的控制器用于接收总控中心发送的落布布匹信息并控制条码打印装置将包含落布布匹信息的条码打印出来。
进一步的，所述自动多载落布小车上还设置有布辊架，所述布辊架用于放置空布辊。
进一步的，所述自动行走装置为agv小车或轨道运输车，所述落布提升装置外侧还设置有限位导向装置，所述限位导向装置用于对自动多载落布小车靠近织机/验布架时的路径进行导向和限定，所述限位导向装置为斜面上设置有多个滚轮的楔形导向装置。
进一步的，所述验布架包括支架和卸载提升装置，所述卸载提升装置对称设置在机架两侧，所述卸载提升装置用于将布卷从自动多载落布小车转移至验布架上。
进一步的，所述卸载提升装置包括设置在上方的卸布主动链轮落布驱动电机和设置在下方的卸布从动链轮，卸布主动链轮落布驱动电机和卸布从动链轮外侧套有卸布链条落布驱动电机，所述卸布链条落布驱动电机嵌入在支架落布驱动电机上的卸布链条导向槽内；所述卸布链条落布驱动电机上设置有卸布钩落布驱动电机，所述卸布链条落布驱动电机用于通过带动卸布钩落布驱动电机移动带动布卷移动，且所述支架落布驱动电机两侧的卸布钩落布驱动电机等高设置且数量相等，对应设置在支架左右两侧的两个卸布主动链轮均通过卸布驱动轴连接，所述卸布驱动轴由卸布驱动电机驱动。
进一步的，所述卸载提升装置上安装有卸布提升检测装置，所述卸布提升检测装置包括安装在卸布主动链轮上的第二编码器和安装在第二原点位置的第二原点开关，所述第二编码器用于计算卸布链条的移动长度，所述第二原点开关用于在卸布链条带动卸布钩到达第二原点位置时向具有无线通讯功能的控制器发送卸布钩位置信号，所述具有无线通讯功能的控制器用于利用第二编码器计算卸布链条的移动长度和卸布钩的位置，利用第二原点开关的检测数据进行卸布钩位置初始化，并根据卸布链条的移动长度和卸布钩位置确定每个卸布钩的被占用情况，并将检测结果发送总控中心。
本发明的有益效果为：本发明可以获取织机的织布进度、自动多载落布小车的装载情况、自动多载落布小车的位置和验布架的装载情况，对自动多载落布小车进行合理分配和调度，并对自动多载落布小车的路径进行规划，并在自动多载落布小车满载后控制自动多载落布小车将布卷送往落布车进行验布，实现落布和运布环节全自动化，可大大减轻工人的工作量，同时提高作业效率。本发明的系统中的自动多载落布小车利用agv小车对现有的落布装置进行了改进，将电动提升装置的动力与传动装置放到了落布装置的上方，同时设置了多种检测与控制装置，实现了落布和搬运布卷过程的高度自动化；在落布车宽度一定的情况下，将过渡轨道的形状设计为两端为圆弧，中间为直线，可以给agv预留更多的空间,以避免布卷在提升过程中与agv发生干涉，通过离合器可以在两侧的落布提升装置之间进行切换，通过一个落布驱动电机对两侧落布提升装置进行驱动，本发明的系统中的自动多载落布小车上还设置有行程开关和限位导向装置，具有二次定位功能，可自动对正织机/验布架，可以确保落布时自动多载落布小车正对织机，使落布时落布钩正位于布卷轴径下方，确保卸布和装载空布辊时自动多载落布小车正对验布架，确保落布、卸布和装载空布辊时落布小车位置的精确性。主动链轮上设置有落布提升检测装置，agv具有无线通讯功能的控制器可根据落布提升检测装置的计算链条的移动长度，并根据链条的移动长度确定每个布卷贮存装置的被占用情况，并将检测结果发送总控中心，以便于总控中心将不同的自动多载落布小车上的布卷贮存装置的被占用情况进行储存，并在下次调度时进行参考和合理调配。本发明的系统中的自动多载落布小车上还设置有条码打印装置，agv具有无线通讯功能的控制器可接收总控中心发送的落布布匹信息并控制条码打印装置将包含落布布匹信息的条码打印出来，落布完成后，工人可将条码贴在布卷上，便于后续处理。本发明的的自动多载落布小车可以进行自动割布，自动落布，自动搬运布卷，便于进行调度和路径规划，合理利用资源，节约等待时间。
附图说明
图1为本发明的总体示意图；
图2为验布架和自动多载落布小车结构示意图；
图3为验布架的结构示意图；
图4为限位导向装置结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、织机；2、自动多载落布小车；3、验布架；21、机架；22、自动行走装置；23、割布装置；24、落布提升装置；25、布卷贮存装置；26、行程开关；27、第一编码器；28、条码打印装置；29、布辊架；30、限位导向装置；31、支架；32、卸布主动链轮；33、卸布链条；34、卸布钩；35、第二原点开关；36、第二编码器；37、验布导向装置
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1-图3所示，一种织造车间智能落布与搬运系统，包括织机1、自动多载落布小车2、验布架3和总控中心，所述织机1用于生产布匹并将布匹卷绕成布卷，所述自动多载落布小车2用于移动到织机前方与织机自动对正并将布卷从织机1上取下，每个自动多载落布小车2上均可装载多个布卷，所述自动多载落布小车2还用于在满载布卷后将布卷搬运至验布架3前方并自动对正，所述验布架3用于将布卷从自动多载落布小车2转移至自身上并贮存布卷等待验布和后续处理；所述总控中心用于获取织机的织布进度、自动多载落布小车2的装载情况、自动多载落布小车2的位置和验布架的装载情况，并对自动多载落布小车2进行调度和路径规划。
所述自动多载落布小车2包括机架21、自动行走装置22、割布装置23、落布提升装置24、布卷贮存装置25和具有无线通讯功能的控制器，所述机架21设置在自动行走装置22上，所述割布装置23和落布提升装置24均设置在机架21上，所述割布装置23用于将织机1上的布匹割断，所述机架21左右两侧设置有落布提升装置24，所述落布提升装置24上设置有布卷贮存装置25，所述落布提升装置24用于从织机1上落布并将布卷向上方提升后放置到布卷贮存装置25上；所述布卷贮存装置25用于贮存提升后的布卷；所述自动行走装置22用于带动自动多载落布小车沿指定路径移动，所述具有无线通讯功能的控制器用于接收总控中心的控制指令并对自动行走装置22、割布装置23、落布提升装置24和布卷贮存装置25进行控制。
所述落布提升装置24包括链轮组，所述链轮组包括落布主动链轮、第一从动链轮和第二从动链轮，所述落布主动链轮设置在机架的上端，所述第一从动链轮和第二从动链轮设置于机架的下端，且第二从动链轮设置在机架的外侧，所述落布主动链轮、第一从动链轮,第二从动链轮外侧设置有张紧的落布链条；所述机架包括与所述链轮组和落布链条匹配的轨道支撑装置，所述轨道支撑装置包括垂直轨道、设置于垂直轨道末端的过渡轨道和设置于过渡轨道下方机架上的轨道支架；所述轨道支撑装置朝向机架外侧的一面设置有开口槽，所述落布链条嵌入在开口槽内，还包括落布钩，所述落布钩的一端连接在所述落布链条的一个销轴上且自由端设置在所述开口槽外侧，所述落布钩的自由端下方设置有落布钩滚轮，所述落布钩滚轮与所述轨道支撑装置外侧表面滚动配合，所述机架的前后两侧的两组落布提升装置中，每组落布提升装置的两个落布主动链轮均通过落布驱动轴连接，对应设置在机架21左右两侧的两个落布主动链轮均通过落布驱动轴连接，所述落布驱动轴由落布驱动电机驱动。
所述落布驱动电机6设置在机架上方且通过离合器分别与机架前后两侧的两组落布提升装置的落布驱动轴连接。通过控制离合器，可切换电机与机架前后两侧的两组落布提升装置的落布驱动轴的连接状态，使电机按需分别对两侧落布提升装置进行驱动。
本实施例中，所述落布驱动电机通过减速装置连接于左右两个落布提升装置的落布驱动轴的中端，所述落布驱动轴的两端分别与所述机架同侧的两个主动链轮卡接。本实施例中，减速装置为具有自锁功能的蜗轮蜗杆减速机。
本实施例中，所述机架1的前后两侧各设置有一组落布提升装置4，每组落布提升装置4均包括对称设置在机架1左右两侧的两个落布提升装置4，所述机架1的前后两侧的每组落布提升装置4上都设置有至少一组布卷贮存装置5。
本实施例中，每组布卷贮存装置均包括对称等高设置于机架左右两侧的轨道支撑装置上的两个储料钩，所述储料钩通过销轴连接在轨道支撑装置上，所述轨道支撑装置上设置有使储料钩钩体沿铅垂线方向受力的限位装置，还包括驱动储料钩的自由端向所述限位装置上方旋转的蓄能装置。所述蓄能装置可使用设置在销轴与储料钩之间的拉簧。上述结构使得储料钩与限位装置配合，默认为可承载负荷状态，当下方有动力向上推移储料钩时，其可以旋转让位。本实施例中，机架的前后两侧都设置有两组布卷贮存装置，小车满载时可贮存四个布卷，实际可根据需要进行增减。
本实施例中，所述落布链条上通过落布链条销轴间隔地设置有落布链条滚轮。所述落布链条滚轮成组地设置于落布链条销轴两端，从而使得落布链条在轨道支撑装置内行走顺畅。
所述过渡轨道46的两端为圆弧，中间为直线，且两端圆弧的的圆心位于直线同一侧。
本实施例中，所述割布装置包括平移装置和割刀，所述平移装置与机架左右两侧的落布提升装置垂直，所述平移装置用于带动割刀移动对布匹进行切割，所述割刀可绕平移装置旋转且可分别对机架前后两侧的布匹进行切割。
所述自动多载落布小车2两侧还设置有行程开关26，所述行程开关26用于检测自动多载落布小车与织机1或验布架3的相对位置并将位置检测结果发送到具有无线通讯功能的控制器，所述具有无线通讯功能的控制器用于根据位置检测结果对自动多载落布小车的位置进行控制和调整，使自动多载落布小车正对织机/验布架。
所述落布提升装置24上安装有落布提升检测装置，所述落布提升检测装置包括安装在落布主动链轮上的第一编码器27和安装在第一原点位置的第一原点开关，本实施例中，第一原点开关设置在机架前后两侧最上方的一个布卷贮存装置附近的第一原点位置上，所述第一编码器27用于计算落布链条的移动长度，所述第一原点开关用于在落布链条带动落布钩到达第一原点位置时向具有无线通讯功能的控制器发送落布钩位置信号，所述具有无线通讯功能的控制器用于利用第一编码器计算落布链条的移动长度和落布钩的位置，利用第一原点开关的检测数据进行落布钩位置初始化，并根据落布链条的移动长度和位置确定每个布卷贮存装置5的被占用情况，并将检测结果发送总控中心。
所述自动多载落布小车2上还设置有条码打印装置28，所述具有无线通讯功能的控制器用于接收总控中心发送的落布布匹信息并控制条码打印装置28将包含落布布匹信息的条码打印出来。
所述自动多载落布小车2上还设置有布辊架29，所述布辊架29用于放置空布辊。
如图4所示，所述自动行走装置22为agv小车或轨道运输车，所述落布提升装置外侧还设置有限位导向装置30，所述限位导向装置30用于对自动多载落布小车靠近织机/验布架时的路径进行导向和限定，所述限位导向装置为斜面上设置有多个滚轮的楔形导向装置。本实施例中，斜面设置在楔形导向装置内侧，自动多载落布小车对正织机/验布架时，楔形导向装置卡在织机/验布架外侧。本实施例中，所述验布架上外侧两侧还设置有与楔形导向装置配合的验布导向装置37。
所述验布架3包括支架31和卸载提升装置，所述卸载提升装置对称设置在机架两侧，所述卸载提升装置用于将布卷从自动多载落布小车2转移至验布架3上。
所述卸载提升装置包括设置在上方的卸布主动链轮32落布驱动电机和设置在下方的卸布从动链轮，卸布主动链轮32落布驱动电机和卸布从动链轮外侧套有卸布链条33落布驱动电机，所述卸布链条33落布驱动电机嵌入在支架31落布驱动电机上的卸布链条导向槽内；所述卸布链条33落布驱动电机上设置有卸布钩34落布驱动电机，所述卸布链条33落布驱动电机用于通过带动卸布钩34落布驱动电机移动带动布卷移动，且所述支架31落布驱动电机两侧的卸布钩34落布驱动电机等高设置且数量相等，对应设置在支架31左右两侧的两个卸布主动链轮均通过卸布驱动轴连接，所述卸布驱动轴由卸布驱动电机驱动。
本实施例中，所述卸布驱动电机通过减速装置连接于卸布驱动轴的中端，本实施例中，减速装置为具有自锁功能的蜗轮蜗杆减速机。
所述卸载提升装置上安装有卸布提升检测装置，所述卸布提升检测装置包括安装在卸布主动链轮上的第二编码器36和安装在第二原点位置的第二原点开关35，所述第二编码器36用于计算卸布链条的移动长度，所述第二原点开关35用于在卸布链条带动卸布钩到达第二原点位置时向具有无线通讯功能的控制器发送卸布钩位置信号，所述具有无线通讯功能的控制器用于利用第二编码器计算卸布链条的移动长度和卸布钩的位置，利用第二原点开关的检测数据进行卸布钩位置初始化，并根据卸布链条的移动长度和卸布钩位置确定每个卸布钩的被占用情况，并将检测结果发送总控中心。
本发明的工作过程包括以下步骤：
本实施例中，自动多载落布小车前后两侧均设置有一组落布提升装置和两组布卷贮存装置，因此自动多载落布小车前后两侧均可贮存2个布卷，一台自动多载落布小车满载后可贮存4个布卷，实际使用时可根据需要进行调整，落布时，总控中心根据自动多载落布小车上空闲布卷贮存装置的位置，调整自动多载落布小车的方向，使空闲布卷贮存装置朝向目标织机。
本发明的工作过程如下：
自动多载落布小车上电后，自动初始化控制系统，对各项参数复位为初始值,通过原点开关对自动提升装置中的布卷挂钩进行初始定位。
当总控中心接收到某台织机发出即将织布完成的信号后，通过无线通讯给离这台织机最近的且尚未满载布卷的自动多载落布小车发送准备落布指令，并将最合理的行走路径和布卷的各项标识信息发送给agv，agv就驱动自动多载落布小车按照指定的路径移动，同时自动多载落布小车上的打印机开始打印标签。当自动多载落布小车移动到这台织机的正前方时，自动多载落布小车上的控制系统就会发出指令，控制落布提升装置上方的落布驱动电机减速机带动链条上的落布钩移动，同时主动链轮上的编码器开始计算链条移动的距离，当距离等于某一设定值时，表明落布钩已经到达最低位置。这时agv就驱动自动多载落布小车开始横移向织机靠近，落布提升装置两侧的限位导向装置与织机上的布卷辊支架配合，agv自动调整自动多载落布小车与织机的相对位置，实现精确定位。当行程开关与织机上的布卷辊支架接触发出信号表明小车横移完成，具有无线通讯功能的控制器控制割布装置的割刀自动旋转并对准织机上的布料，割刀移动装置带动割刀移动，完成布料的切割，然后割刀返回原点。这时自动多载落布小车上的控制系统就发出指令，控制落布提升装置上方的落布驱动电机减速机带动链条上的落布钩向上移动，同时主动链轮上的编码器开始计算链条移动的距离，当布卷轴碰到落布提升装置上的储料钩时，储料钩会向上旋转避让布卷轴，当布卷轴通过之后，储料钩在拉簧的拉力作用下自动返回原位置。当编码器计算的距离等于某一设定值时，表明落布钩已经到达最上层储料位置，这时落布驱动电机减速机带动链条上的落布钩向下移动将布卷放置在储料钩上，agv就驱动自动多载落布小车开始横移返回，然后将电子标签贴在布卷上，完成第一次落布。
自动多载落布小车上的控制系统会记录落布钩移动的距离，以此作为条件来判断布卷的储存情况，并通过无线通讯的方式将信息发送给总控中心，方便总控中心下达下次落布指令。
当自动多载落布小车上储存满布卷，总控中心就会发送给某台验布架配送布卷的指令，同时将最佳的路径信息发送给agv，agv就驱动自动多载落布小车按照指定的路径移动，当移动到这台验布架的正前方时，agv就驱动自动多载落布小车开始横移向验布架靠近，落布提升装置两侧的限位导向装置与验布架上的限位导向装置配合，agv自动调整自动多载落布小车与织机的相对位置，实现精确定位。当行程开关与验布架的支架接触发出信号表明小车横移完成，验布架上的链条带动挂钩向下移动将空布辊放置在自动多载落布小车上的布辊架上，然后继续向下移动，当验布架上的挂钩处于自动多载落布小车储料钩的下方时，验布架上的链条开始向上移动，带动挂钩将布卷勾起完成卸布，验布架上的布卷就待人工或机器处理。自动多载落布小车前后两侧的布卷全部都被卸下之后，总控中心接到卸布完成信号；总控中心再根据织机的工作情况向自动多载落布小车分派下一次落布任务。
本发明可以获取织机的织布进度、自动多载落布小车的装载情况、自动多载落布小车的位置和验布架的装载情况，对自动多载落布小车进行合理分配和调度，并对自动多载落布小车的路径进行规划，并在自动多载落布小车满载后控制自动多载落布小车将布卷送往落布车进行验布，实现落布和运布环节全自动化，可大大减轻工人的工作量，同时提高作业效率。本发明的系统中的自动多载落布小车将常规落布车与agv小车进行了结合，由于agv小车需要占用落布车底部的空间，且织机之间的巷道宽度有限，，因此过渡轨道的形状为两端为圆弧，中间为直线，给agv预留了足够的空间的同时又可以确保落布车可以在织机之间的巷道内无障碍穿梭移动，本发明的的自动多载落布小车可以进行自动割布，自动落布，便于进行调度和路径规划，合理利用资源，节约等待时间。通过离合器可以在两侧的落布提升装置之间进行切换，通过一个落布驱动电机对机架前后两侧落布提升装置进行驱动，本发明的系统中的自动多载落布小车上还设置有行程开关和限位导向装置，具有二次定位功能，可自动对正织机/验布架，可以确保落布时自动多载落布小车正对织机，使落布时落布钩正位于布卷轴径下方，确保卸布和装载空布辊时自动多载落布小车正对验布架，确保落布、卸布和装载空布辊时落布小车位置的精确性。主动链轮上设置有落布提升检测装置，agv具有无线通讯功能的控制器可根据落布提升检测装置的计算链条的移动长度，并根据链条的移动长度确定每个布卷贮存装置的被占用情况，并将检测结果发送总控中心，以便于总控中心将不同的自动多载落布小车上的布卷贮存装置的被占用情况进行储存，并在下次调度时进行参考和合理调配。本发明的系统中的自动多载落布小车上还设置有条码打印装置，agv具有无线通讯功能的控制器可接收总控中心发送的落布布匹信息并控制条码打印装置将包含落布布匹信息的条码打印出来，落布完成后，工人可将条码贴在布卷上，便于后续处理。
以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。