内纱上纱系统及方法与流程

1.本发明涉及捻线机领域，尤其是涉及一种内纱上纱系统及方法。


背景技术：

2.现有技术中，汽车轮胎帘子线或地毯线以及工业线绳等加捻操作通常采用直捻机来完成。但喂入原丝卷装很大，通常有10公斤左右，使得现有直捻设备的外纱，即纱架纱和内纱，即锭子纱的上纱和下纱工作强度很高。拟改进现有加捻设备，使其适宜于由机器人替代人工进行上纱、下纱等之类的高强度、重复性劳动，成为当前直捻机设计改进的一个重要任务。
3.中国专利文献cn212223191u公开了直捻机外纱（纱架纱）上纱系统，能够实现智能化上纱操作，大幅提高操作效率，降低劳动强度，减少人工操作。但该直捻机结构对于内纱（锭子纱）上纱工作仍需由人工手工完成。如cn102212905a公开的现有直捻机，其锭子纱位于锭罐内，锭罐通常由上、中、下三部分组成，内纱张力器固定在上罐盖内。锭子纱上纱时，需手工移走锭罐、再把原丝卷装放到锭子上。显然，内纱上纱工作很繁琐，并且因为直捻机锭子安装位置很低，需要人工搬纱弯腰完成上纱工作，对于多工位的加捻设备挡车工而言，劳动强度相当大。现有技术中尚未见内纱的自动上纱方案。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于提供一种内纱上纱系统及方法，能够实现内纱的自动上纱，降低劳动强度，提高智能化水平。
5.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种内纱上纱系统，它包括用于避让机械臂的避让机构、锭罐和上纱机器人；所述的避让机构的摆动座与捻线机机架固定连接，摆动座与摆臂可转动的连接，在摆臂的自由端设有匀捻器，避让机构使匀捻器在与锭罐轴线对齐和离开锭罐外缘的两种状态之间切换；所述的锭罐与捻线机机架连接，锭罐位于匀捻器一个极限位置的下方，锭罐的顶部开放以便于能够放入内纱卷装；所述的上纱机器人设有avg小车，avg小车的顶部设有机械臂，机械臂用于抓取内纱卷装，在避让机构使匀捻器离开锭罐外缘时，将内纱卷装放入到锭罐内。
6.优选的方案中，匀捻器的结构为：第一并捻座与摆臂固定连接，第一并捻架与第一并捻座可转动的连接，第一并捻座上设有第一并捻盘，在第一并捻盘的外缘位置设有用于穿入外纱的第一外纱瓷眼，在第一并捻盘的中心位置设有用于穿入内纱的第一内纱瓷眼，在第一并捻架的顶部位置设有用于合捻的导纱管；内纱张力座与第一并捻盘可转动的连接，内纱张力器与内纱张力座固定连接，在内纱张力座上设有第二磁吸块；在摆臂上通过固定架设有第一磁吸块，第一磁吸块与第二磁吸块构成具有间隙的
磁吸固定结构。
7.优选的方案中，匀捻器的结构为：第二并捻座与摆臂固定连接，第二并捻架与第二并捻座可转动的连接，在第二并捻架的底部设有第二并捻盘，在第二并捻盘的外缘位置设有用于穿入外纱的第二外纱瓷眼，在第二并捻盘的中心位置设有用于穿入内纱的第二内纱瓷眼；在第二并捻盘的上方设有第二并捻立柱，第二并捻立柱的上方设有导纱管；在第二并捻立柱设有可转动的内纱绕线轮和可转动的外纱绕线轮。
8.优选的方案中，在内纱绕线轮内设有阻尼结构，所述的阻尼结构包括毛毡轴套结构，滑动轴套结构或磁阻尼结构；或者第二内纱瓷眼为单向阀式内纱张力器。
9.优选的方案中，在内纱绕线轮内设有阻尼结构，销与第二并捻立柱连接，在销上设有第一轴套，在内纱绕线轮内设有第二轴套，第二轴套与第一轴套套接并设有间隙，在第二轴套上设有磁吸组，在第一轴套上设有磁吸层，磁吸组与磁吸层之间构成磁阻尼结构。
10.优选的方案中，在摆臂旋转极限位置附近的捻线机机架上设有电磁擒纵机构，电磁擒纵机构用于暂时的吸附摆臂或匀捻器，并在一段时间后释放摆臂或匀捻器；摆臂通过转轴与摆动座连接，在转轴设有复位弹簧，用于使摆臂自由端的匀捻器复位至锭罐的正上方；还设有接近传感器，接近传感器用于检测摆臂的旋转位置。
11.优选的方案中，在摆动座上还设有限位块，限位块用于将匀捻器的摆动位置限定在锭罐的正上方；在摆动座上还设有缓冲气弹簧，用于缓冲摆臂的转动冲击。
12.优选的方案中，摆臂与转轴固定连接，转轴与摆动座可转动的连接，在摆动座或捻线机机架上设有电机，电机通过传动机构与转轴连接，以驱动摆臂旋转；还设有接近传感器，接近传感器用于检测上纱机器人、机械臂或内纱卷装的接近；或者还设有称重传感器，称重传感器用于检测内纱卷装的重量，当低于预设值，则用于启动电机，驱动摆臂旋转。
13.一种采用上述的内纱上纱系统的上纱方法，包括以下步骤：s1、上纱机器人获取上纱指令，移动至捻线机的相应工位；s2、机械臂抓取内纱卷装，移动至工位的锭罐上方；s3、机械臂推动摆臂旋转，直至摆臂被电磁擒纵机构吸附；s4、机械臂将内纱卷装放入到锭罐内；s5、上纱机器人离开当前工位，电磁擒纵机构释放摆臂，直至匀捻器复位至锭罐的正上方；通过以上步骤实现内纱卷装的自动上纱。
14.一种采用上述的内纱上纱系统的上纱方法，包括以下步骤：s01、上纱机器人获取上纱指令，移动至捻线机的相应工位；s02、机械臂抓取内纱卷装，移动至工位的锭罐上方；s031、接近传感器检测到上纱机器人、机械臂或内纱卷装的接近，电机驱动摆臂旋转，匀捻器避开锭罐顶部的空间位置；
s032、或者与s31并列的，称重传感器检测内纱卷装的重量，当低于预设值，电机驱动摆臂旋转，匀捻器避开锭罐顶部的空间位置；s04、机械臂将内纱卷装放入到锭罐内；s05、上纱机器人离开当前工位，电机驱动摆臂旋转，直至匀捻器复位至锭罐的正上方；通过以上步骤实现内纱卷装的自动上纱。
15.本发明提供了一种内纱上纱系统及方法，通过采用以上的方案，能够实现利用上纱机器人自动上纱，通过设置的避让机构克服了现有技术中匀捻器和内纱张紧器安装在锭罐顶部给内纱上纱带来的技术难题。设置的电磁擒纵机构结构简单方便，大幅降低控制难度。设置的电机驱动装置，能够实现自动化的驱动摆臂摆动。
附图说明
16.下面结合附图和实施例作进一步说明。
17.图1为本发明的整体结构示意图。
18.图2为本发明的捻线机的结构示意图。
19.图3为本发明的避让机构的结构示意图。
20.图4为本发明的避让机构的另一优选的结构示意图。
21.图5为图4中匀捻器的侧视图。
22.图6为本发明的避让机构的另一优选的结构示意图。
23.图7为图5的a-a剖视示意图。
24.图8为本发明的内纱绕线轮的横截面示意图。
25.图9为本发明的避让机构的俯视图。
26.图10为本发明的避让机构另一优选结构的俯视图。
27.图中：捻线机机架1，避让机构2，摆动座201，摆臂202，固定架203，第一磁吸块204，复位弹簧205，限位块206，缓冲气弹簧207，转轴208，第一齿轮209，同步带210，第二齿轮211，霍尔电机212，匀捻器3，内纱张力器301，第一并捻座302，导纱管303，第一并捻立柱304，第一并捻盘305，内纱张力座306，第二磁吸块307，第二并捻座308，第二并捻盘309，内纱绕线轮310，外纱绕线轮311，第二并捻立柱312，第一外纱瓷眼313，第一内纱瓷眼314，第二外纱瓷眼315，第二内纱瓷眼316，第一轴套317，第二轴套318，磁吸组319，磁吸层320，销321，单向阀式内纱张力器322，压簧323，压球324，螺纹端盖325，第一并捻架31，第二并捻架32，锭罐4，捻线锭子机构5，内纱6，外纱7，机械臂8，内纱卷装9，avg小车10，外纱张力器11，超喂装置12，外纱卷装13，电磁擒纵机构14，接近传感器15，捻线机16，上纱机器人17。
具体实施方式
28.实施例1：如图1~4、6、8~9中，一种内纱上纱系统，它包括用于避让机械臂8的避让机构2、锭罐4和上纱机器人17；所述的避让机构2的摆动座201与捻线机机架1固定连接，摆动座201与摆臂202可转动的连接，在摆臂202的自由端设有匀捻器3，避让机构2使匀捻器3在与锭罐4轴线对齐和
离开锭罐4外缘的两种状态之间切换；所述的锭罐4与捻线机机架1连接，锭罐4位于匀捻器3一个极限位置的下方，锭罐4的顶部开放以便于能够放入内纱卷装9；所述的上纱机器人17设有avg小车10，avg小车10的顶部设有机械臂8，机械臂8用于抓取内纱卷装9在避让机构2使匀捻器3离开锭罐4外缘时，将内纱卷装9放入到锭罐4内。由此结构，实现利用上纱机器人17给锭罐4自动上纱。降低劳动强度，提高智能化程度。使用时，上纱机器人17运行到捻线机的工位附近，避让机构2摆动使匀捻器3离开锭罐4的顶部，上纱机器人17先从锭罐4取出卷筒，然后将内纱卷装9放入锭罐4。
29.实施例2：在实施例1的基础上，优选的方案如图3中，匀捻器3的结构为：第一并捻座302与摆臂202固定连接，第一并捻架31与第一并捻座302可转动的连接，第一并捻座302上设有第一并捻盘305，在第一并捻盘305的外缘位置设有用于穿入外纱7的第一外纱瓷眼313，在第一并捻盘305的中心位置设有用于穿入内纱6的第一内纱瓷眼314，在第一并捻架31的顶部位置设有用于合捻的导纱管303；内纱张力座306与第一并捻盘305可转动的连接，内纱张力器301与内纱张力座306固定连接，在内纱张力座306上设有第二磁吸块307；在摆臂202上通过固定架203设有第一磁吸块204，第一磁吸块204与第二磁吸块307构成具有间隙的磁吸固定结构。第一磁吸块204和第二磁吸块307为一组环形或条形的磁铁，在互相吸引的两端，第一磁吸块204和第二磁吸块307各自的磁性相反。由此结构，匀捻器3能够跟随摆臂202一起位移，从而避开对内纱上纱的干涉。而且在匀捻器3即可完成对内纱6的张力加持，以及内纱6和外纱7的合捻，如图1~3中所示。在捻线时，外纱7从第一外纱瓷眼313穿入，内纱6绕过内纱张力器301被施加张力后从第一内纱瓷眼314穿入，在第一并捻立柱304的位置合捻，外纱7在捻线锭子机构5的带动下以3000~10000转/分钟的速度旋转。并带动第一并捻架31旋转，而第一磁吸块204和第二磁吸块307互相吸引，使内纱张力座306固定不旋转。内纱张力器301为现有技术。例如中国专利文献 cn201883208u一种内纱张力器与锭子的组件中记载的结构。由于内纱张力器301都集成在匀捻器3上，使避让机构2的动作能够实现。
30.实施例3：在实施例1的基础上，优选的方案如图4、5中，匀捻器3的结构为：第二并捻座308与摆臂202固定连接，第二并捻架32与第二并捻座308可转动的连接，在第二并捻架32的底部设有第二并捻盘309，在第二并捻盘309的外缘位置设有用于穿入外纱7的第二外纱瓷眼315，在第二并捻盘309的中心位置设有用于穿入内纱6的第二内纱瓷眼316；在第二并捻盘309的上方设有第二并捻立柱312，第二并捻立柱312的上方设有导纱管303；在第二并捻立柱312设有可转动的内纱绕线轮310和可转动的外纱绕线轮311。由此结构，与实施例2的结构相比，无需额外的设置内纱张力座306和第一磁吸块204、第二磁吸块307的结构，简化了结构。
31.优选的方案中，在内纱绕线轮310内设有阻尼结构，所述的阻尼结构包括毛毡轴套结构，滑动轴套结构或磁阻尼结构；设置的阻尼结构，用于将张力施加在内纱6上。
32.或者第二内纱瓷眼316为单向阀式内纱张力器322。单向阀式内纱张力器322是设置在第二内纱瓷眼316内的椭圆形或圆形的压球324，压球之后设有压簧323，还设有螺纹端盖325，用于调节压簧的压力，内纱6从单向阀式内纱张力器322的瓷眼穿入后，压球压在内纱6上，并将张力施加给内纱6。该方案的优点是结构更加简单，而且张力可调。
33.优选的方案如图7、8中，在内纱绕线轮310内设有阻尼结构，销321与第二并捻立柱312连接，在销321上设有第一轴套317，在内纱绕线轮310内设有第二轴套318，第二轴套318与第一轴套317套接并设有间隙，在第二轴套318上设有磁吸组319，在第一轴套317上设有磁吸层320，磁吸组319与磁吸层320之间构成磁阻尼结构。由此结构，能够获得较为平滑的阻尼。
34.实施例4：在实施例1~3的基础上，优选的方案如图1、2、9中，在摆臂202旋转极限位置附近的捻线机机架1上设有电磁擒纵机构14，本例中的电磁擒纵机构14为电磁铁，在电磁擒纵机构14的壳体设有与摆臂202或匀捻器3相耦合的结构，电磁擒纵机构14用于暂时的吸附摆臂202或匀捻器3，并在一段时间后释放摆臂202或匀捻器3；所述的一段时间足以上纱机器人17完成取出卷筒并放入内纱卷装9的操作。
35.摆臂202通过转轴208与摆动座201连接，在转轴208设有复位弹簧205，用于使摆臂202自由端的匀捻器3复位至锭罐4的正上方；还设有接近传感器15，接近传感器15用于检测摆臂202的旋转位置。接近传感器15可选的采用光电传感器、磁传感器或接触开关，用于根据接近传感器15的信号启用电磁擒纵机构14。
36.优选的方案中，在摆动座201上还设有限位块206，限位块206用于将匀捻器3的摆动位置精确的限定在锭罐4的正上方；在摆动座201上还设有缓冲气弹簧207，用于缓冲摆臂202的转动冲击。该方案的优势在于控制较为简单，电磁擒纵机构14的控制信号为开关信号，配合设置延时断电，即可完成避让机构2的避让操作。具体的操作方法见实施例6。
37.实施例5：在实施例1~3的基础上，优选的方案如图1、2、10中，摆臂202与转轴208固定连接，转轴208与摆动座201可转动的连接，在摆动座201或捻线机机架1上设有电机，电机通过传动机构与转轴208连接，以驱动摆臂202旋转；优选的，电机采用霍尔电机212，通过电机内置的霍尔传感器，反馈电机的转角，从而控制摆臂202的转动角。传动机构包括固定安装在转轴208上的第一齿轮209，安装在电机上的第二齿轮211，第一齿轮209与第二齿轮211之间通过同步带210连接。
38.还设有接近传感器15，接近传感器15用于检测上纱机器人17、机械臂8或内纱卷装9的接近；接近传感器15优选采用光电传感器或磁传感器。
39.或者还设有称重传感器，称重传感器用于检测内纱卷装9的重量，当低于预设值，则用于启动电机，驱动摆臂202旋转。
40.优选的方案中，在摆动座201上还设有限位块206，限位块206用于将匀捻器3的摆动位置限定在锭罐4的正上方；在摆动座201上还设有缓冲气弹簧207，用于缓冲摆臂202的转动冲击。
41.实施例6：在实施例4的基础上，如图9所示，一种采用上述的内纱上纱系统的上纱方法，包括以下步骤：s1、上纱机器人17获取上纱指令，可以是由捻线机发出的，也可以是现场总控服务器发出的，上纱机器人17移动至捻线机16的相应需要上内纱卷装9的工位；s2、优选的，机械臂8先取出之前的内纱管筒，可以在该步骤时，即推动摆臂202旋转，直至摆臂202被电磁擒纵机构14吸附；机械臂8抓取内纱卷装9，移动至工位的锭罐4上方；s3、机械臂8推动摆臂202旋转，直至摆臂202被电磁擒纵机构14吸附；另一可选的方案中，在机械臂8的前端，设有两个机械爪，分别用于抓取内纱管筒，和抓取内纱卷装9。由此方案，仅需一次动作，即可同时完成推动摆臂202旋转、拿取内纱管筒，放入内纱卷装9的操作。
42.s4、机械臂8将内纱卷装9放入到锭罐4内；s5、上纱机器人17离开当前工位，在一个预设时间段之后，电磁擒纵机构14释放摆臂202，直至匀捻器3复位至锭罐4的正上方；另一可选的方案，也可以通过设置的接近传感器15来检测摆臂202的靠近或离开，以控制电磁擒纵机构14的得电吸附，失电释放。
43.通过以上步骤实现内纱卷装9的自动上纱。
44.实施例7：在实施例5的基础上，如图10所示，一种采用上述的内纱上纱系统的上纱方法，包括以下步骤：s01、上纱机器人17获取上纱指令，移动至捻线机16的相应工位；机械臂8先取出之前的内纱管筒。另一可选的方案中，在机械臂8的前端，设有两个机械爪，分别用于抓取内纱管筒，和抓取内纱卷装9。
45.s02、机械臂8抓取内纱卷装9，移动至工位的锭罐4上方；s031、接近传感器15检测到上纱机器人17、机械臂8或内纱卷装9的接近，电机驱动摆臂202旋转，匀捻器3避开锭罐4顶部的空间位置；s032、或者与s31并列的，称重传感器检测内纱卷装9的重量，当低于预设值，电机驱动摆臂202旋转，匀捻器3避开锭罐4顶部的空间位置；优选的，电机为霍尔电机212，能够控制摆臂202旋转预设的转角。采用称重的方式，能够减少因人员移动导致的接近传感器15的误触发，而影响生产。
46.s04、机械臂8将内纱卷装9放入到锭罐4内；s05、上纱机器人17离开当前工位，电机驱动摆臂202旋转，直至匀捻器3复位至锭罐4的正上方；通过以上步骤实现内纱卷装9的自动上纱。
47.上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。