一种基于坩埚架协同控制的纤维质量检测系统及方法与流程

1.本发明属于纤维质量检测技术领域，尤其涉及一种基于坩埚架协同控制的纤维质量检测系统及方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.纤维质量检测的检测项目包括品级、含水率、含杂率、异性纤维含量等等。目前仅仅采用人工方式进行这些项目的检测，而且这些工作存在高重复、高强度、高危险的特性，使得纤维质量检测的速度慢、效率低且自动化水平差的问题。


技术实现要素：

4.为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于坩埚架协同控制的纤维质量检测系统及方法，其能够实现多个坩埚架在这些工位的转运，同时控制机械臂抓取坩埚架在多个工位间流转，通过各工位之间的协同控制，实现多坩埚架的循环高效实用，提高原丝纤维质检的速度和自动化水平。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.本发明的第一个方面提供了一种基于坩埚架协同控制的纤维质量检测系统，其包括抓取机构、坩埚架转运线体和控制系统；所述抓取机构和坩埚架转运线体均与控制系统相连；所述控制系统用于控制承载有纤维样品的坩埚架在坩埚架转运线体上运动，且控制抓取机构抓取承载有纤维样品的坩埚在多个工位间流转，以协同控制坩埚架协来实现纤维质量检测的目的。
7.作为一种实施方式，所述工位包括风冷工位，所述风冷工位上设置有风冷设备及温度自动检测装置。
8.作为一种实施方式，所述工位还包括暂存工位，所述暂存工位是由多层坩埚架工位组成。
9.作为一种实施方式，所述抓取机构包括第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂和第二机械臂均为多轴机械臂。
10.作为一种实施方式，所述第一机械臂用于将到达坩埚架转运线体上第一设定位置的坩埚运送至称重设备进行称重处理。
11.作为一种实施方式，所述第二机械臂用于将到达坩埚架转运线体上第二设定位置的坩埚运送至干燥设备进行干燥处理。
12.作为一种实施方式，所述坩埚架转运线体包括若干个分节输送线体和若干个升降旋转对接线体，所述坩埚架通过当前分节输送线体转运至与其连接的当前升降旋转对接线体，然后通过当前升降旋转对接线体传输至下一分节输送线体，下一分节输送线体与下一升降旋转对接线体对接，再由下一升降旋转对接线体传输至当前分节输送线体，自动完成
坩埚架的循环使用。
13.本发明的第二个方面提供了一种基于坩埚架协同控制的纤维质量检测系统的检测方法，其包括：
14.控制系统控制承载有纤维样品的坩埚架在坩埚架转运线体上运动；
15.控制系统控制抓取机构抓取承载有纤维样品的坩埚在多个工位间流转，以协同控制坩埚架协来实现纤维质量检测的目的。
16.作为一种实施方式，所述检测方法，还包括：
17.控制系统控制坩埚架从当前分节输送线体转运至与其连接的当前升降旋转对接线体，然后通过当前升降旋转对接线体传输至下一分节输送线体，下一分节输送线体与下一升降旋转对接线体对接，再由下一升降旋转对接线体传输至当前分节输送线体，自动完成坩埚架的循环使用。
18.作为一种实施方式，控制系统还控制抓取机构抓取承载有纤维样品的坩埚将到达坩埚架转运线体上第一设定位置的坩埚运送至称重设备进行称重处理，以及将到达坩埚架转运线体上第二设定位置的坩埚运送至干燥设备进行干燥处理。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.本发明将纤维质量检测的整个质检流程融为一体，利用控制系统控制承载有纤维样品的坩埚架在坩埚架转运线体上运动，且控制抓取机构抓取承载有纤维样品的坩埚在多个工位间流转，以协同控制坩埚架协来实现纤维质量检测的目的，解决了原来玻纤质检过程中存在的工人工作强度大、现场高温危险、人工称重数据易出错、现场需要工人多，效率较低等问题，实现了用自动化代替人工来完成高重复的质量检测；使得原丝质检过程对工人的专业性降低许多，且提高了质检的效率，促进了企业走向自动化的进程。
21.本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
22.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
23.图1为本发明实施例的基于坩埚架协同控制的纤维质量检测系统布局图；
24.图2为本发明实施例的升降旋转对接线体图；
25.图3为本发明实施例的多层风冷工位和暂存工位结构示意图；
26.其中：1第一分节输送线体；11第二分节输送线体；2升降旋转对接线体；21第一升降旋转对接线体；22第二升降旋转对接线体；3风冷工位；31第一风冷工位；32第二风冷工位；33第一暂存工位；34第二暂存工位；41第一原丝质检工位；4第三分节输送线体；42第二原丝质检工位；43第三原丝质检工位；44第四原丝质检工位；51第一称重位置处的第一机械臂；52第二称重位置处的第一机械臂；53第二机械臂；211皮带输送机；212升降旋转对接线体上旋转机构；213升降旋转对接线体上升降机构。
具体实施方式
27.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
28.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
29.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
30.本实施例提供了一种基于坩埚架协同控制的纤维质量检测系统，其包括抓取机构、坩埚架转运线体和控制系统；所述抓取机构和坩埚架转运线体均与控制系统相连；所述控制系统用于控制承载有纤维样品的坩埚架在坩埚架转运线体上运动，且控制抓取机构抓取承载有纤维样品的坩埚在多个工位间流转，以协同控制坩埚架协来实现纤维质量检测的目的。
31.例如：坩埚架中放置30个坩埚，用于盛放原丝纤维。
32.其中，如图3所示，所述工位包括风冷工位，所述风冷工位上设置有风冷设备(如：风冷风扇)及温度自动检测装置。所述工位还包括暂存工位，所述暂存工位是由多层坩埚架工位组成。在图3中可看出，31为第一风冷工位，33为第一暂存工位。
33.在具体实施过程中，所述抓取机构包括第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂和第二机械臂均为多轴机械臂。这样可实现横向大范围运动。
34.其中，所述第一机械臂用于将到达坩埚架转运线体上第一设定位置的坩埚运送至称重设备进行称重处理。所述第二机械臂用于将到达坩埚架转运线体上第二设定位置的坩埚运送至干燥设备进行干燥处理。
35.在具体实施过程中，所述坩埚架转运线体包括若干个分节输送线体和若干个升降旋转对接线体，所述坩埚架通过当前分节输送线体转运至与其连接的当前升降旋转对接线体，然后通过当前升降旋转对接线体传输至下一分节输送线体，下一分节输送线体与下一升降旋转对接线体对接，再由下一升降旋转对接线体传输至当前分节输送线体，自动完成坩埚架的循环使用。
36.例如：坩埚架转运线体13节线体，是皮带输送机，其中如图2所示，升降旋转对接旋转线体，既包括旋转功能又包括皮带输送机211，皮带输送机能够通过电机驱动回转支撑带动输送线体旋转达到与相邻线体的对接，其中，212为升降旋转对接线体上旋转机构，213为升降旋转对接线体上升降机构。第一机械臂为坩埚架内的坩埚称重使用。
37.在一些实施例中，控制系统采用三菱品牌plc作为主控制器，用于现场多点的位置检测、温度测量监控、干燥箱及灼烧炉的开关门到位信号检测、干燥箱及灼烧炉的温度检测配方方案设定、干燥箱和灼烧炉温度的远程启停控制检测、电动推杆控制、皮带机控制以及与三台机器人的通信等功能。
38.其中，分节输送线体中输送带电机可选用sew品牌、皮带选用德国西格林品牌。
39.此处需要说明的是，输送带电机也可采用其他现有型号的产品，此处不再详述。
40.plc可编程控制器通过接收传感器反馈回来的信号判断该位置是否有托盘，当有托盘时，plc将信号与系统交互，将多余的托盘放置到暂存区域。当检测到没有托盘时，plc与系统交互，通知机器人进行托盘的配送，或者通过控制传送带电机控制器控制传送带运
转，将托盘整体向下一步转运。
41.在具体实施过程中，基于坩埚架协同控制的纤维质量检测系统的检测方法，其包括：
42.控制系统控制承载有纤维样品的坩埚架在坩埚架转运线体上运动；
43.控制系统控制抓取机构抓取承载有纤维样品的坩埚在多个工位间流转，以协同控制坩埚架协来实现纤维质量检测的目的。
44.在一个或多个实施例中，所述检测方法，还包括：
45.控制系统控制坩埚架从当前分节输送线体转运至与其连接的当前升降旋转对接线体，然后通过当前升降旋转对接线体传输至下一分节输送线体，下一分节输送线体与下一升降旋转对接线体对接，再由下一升降旋转对接线体传输至当前分节输送线体，自动完成坩埚架的循环使用。
46.在一些实施例中，控制系统还控制抓取机构抓取承载有纤维样品的坩埚将到达坩埚架转运线体上第一设定位置的坩埚运送至称重设备进行称重处理，以及将到达坩埚架转运线体上第二设定位置的坩埚运送至干燥设备进行干燥处理。
47.参照图1，各工位间的协同控制逻辑如下：
48.步骤1：坩埚架在第一分节输送线体1处接收原丝放入空的坩埚内，然后将坩埚按顺序码放在坩埚架上，所有的坩埚内放入原丝纤维；
49.步骤2：坩埚架被分节输送线体经过升降旋转对接线体2输送至风冷工位3处后，然后由第一称重位置处的第一机械臂51在最短时间内进行第一次快速称重。第一称重位置处的第一机械臂51从坩埚架上依次取出每个坩埚，放入电子称中进行第一次称重，每个坩埚称重后再放回坩埚架内。为了尽快进行初始称重，系统如果检测到第四原丝质检工位44的第二称重位置处的第一机械臂52有空闲，则将第一盘转运至第四原丝质检工位44处测量，第二盘在第一原丝质检工位41处完成测量。系统如果检测到第二原丝质检工位42或第三原丝质检工位43的第二称重位置处的第一机械臂52有空闲，则将第一盘转运至相应原丝质检工位处测量。
50.步骤3：第一次称重完毕后，由直线轨道机上的第二机械臂53完成对原丝质检工位处坩埚架的转运，转运的具体目标位置根据系统当前的干燥箱空闲情况决定，第一种情况如果有空闲干燥箱，机器人将坩埚架放入空闲的干燥箱内。第二种情况如果干燥箱都占用，则该坩埚架被转运至第一暂存工位33处区域。等待干燥箱有空闲位置，第二机械臂53打开空闲的干燥箱门，然后从暂存工位33处处将坩埚架托起，放入干燥箱内，机器人关闭干燥箱门。
51.步骤4：待干燥箱工作结束后，第二机械臂53运动至对应的干燥箱位置，打开干燥箱门，将坩埚架取出，放置在第一风冷工位31处。风冷工位上每个工位都设置有温度自动检测装置。
52.步骤5：待控制系统检测到风冷工位上的坩埚冷却至室温时，控制系统自动通知第二机械臂53将坩埚架放置在第四原丝质检工位44处。
53.步骤6：第二称重位置处的第一机械臂52从坩埚架上依次取出每个坩埚，放入电子称中进行第二次称重，每个坩埚称重后再放回坩埚架内。
54.步骤7：第二次称重完毕后，第一种情况如果灼烧炉有空闲的，机器人将坩埚架放
入灼烧炉中。第二种情况如果灼烧炉没有空闲，则第二机械臂53将坩埚架转运至第二暂存工位34。待灼烧炉有空闲后，电气控制系统通过控制电动推杆将空闲的灼烧炉门打开，第二机械臂53将第二暂存工位34处的坩埚架托起，并放入灼烧炉内，控制系统控制灼烧炉门自动关闭。
55.步骤8：待灼烧炉工作结束后，控制系统控制灼烧炉门打开，第二机械臂53将坩埚架取出，放置在第二风冷工位32处。
56.步骤9：通过第二风冷工位32处的温度自动检测装置检测风冷区的温度，待坩埚冷却至室温时，第二机械臂53将坩埚架放置在第四原丝质检工位44处。
57.步骤10：第二称重位置处第一机械臂52从坩埚架上依次取出每个坩埚，放入电子称中进行第三次称重，每个坩埚称重后，机器人将原丝丢弃。第二称重位置处第一机械臂52将空的坩埚重新放入电子称，空坩埚重量测量完毕后再放回坩埚架内。
58.步骤11：完成了第三次称重的空坩埚架由第二机械臂53转运至第二分节输送线体11处，通过第二分节输送线体11转运至第二升降旋转对接线体22，然后通过第二升降旋转对接线体22传输至第三分节输送线体4，然后与第一升降旋转对接线体21对接，然后由第一升降旋转对接线体21传输至第一分节输送线体1，自动完成了坩埚架的循环使用。
59.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。