一种移动式化纤卷视觉定位落筒换筒装置的制作方法

1.本发明涉化纤、纺织生产技术领域，具体为一种移动式化纤卷视觉定位落筒换筒装置。


背景技术：

2.在化纤和纺织的丝、纱、线的生产过程中，都离不开卷绕成筒的生产工序，卷绕后，就需要进行落筒换筒，传统行业都是采用人工的方法进行，近年来，也出现了一些设备，但是只是一定程度上减轻了工人的劳动强度，没有从根本上解决存在的工效低和质量合格率低的问题。
3.在实际卷绕生产落筒换筒过程中存在以下问题：
4.1、人工落筒换筒，工作效率低，劳动强度大，容易出现差错，比如丝筒的绕丝方向问题、装筒数量问题，如果由于工人疲劳或精力不集中，容易导致出错，会影响后道工序的生产加工。
5.2、无法对卷绕设备进行定位；
6.3、尽管现在行业内不断推出了一些自动化设备来减轻劳动强度。现有的落筒换筒装置没有设置推料装置，仍然需要人工将丝筒拿下。
7.因此，亟需一种新的落筒换筒装置解决以上至少一个问题。


技术实现要素：

8.本发明目的是提供一种移动式化纤卷视觉定位落筒换筒装置，通过视觉定位系统对卷到设备进行定位，通过x向驱动组件、y向驱动组件、z向驱动组件实现x、y、z三个方向的移动，使得接筒管更加精准地对准卷绕设备，并且设置推筒驱动装置将丝筒或空筒推离接筒管，实现了落筒换筒的高度自动化，工作效率高，场地适应性强，进一步的，自动引导运输车用于安装落筒换筒装置，能够自行移动，实现无人化智能操作，进一步提高工作效率。
9.为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本发明所采用的技术方案是：一种移动式化纤卷视觉定位落筒换筒装置，包括移动式载体、设在载体上的落筒换筒装置，所述落筒换筒装置包括机架、调整支架、设在机架上的x向驱动组件、y向支架、设在y向支架的y向驱动组件、z向驱动组件、接筒管支架、设在接筒管支架上的接筒管、设在接筒管支架上的推筒驱动装置、推杆、视觉定位系统；所述调整支架与机架滑动连接，所述x向驱动组件驱动调整支架沿x方向运动；所述机架与y向支架滑动连接，所述y向驱动组件驱动机架沿y方向运动；所述z向驱动组件设在调整支架上，所述z向驱动组件与接筒管支架连接，所述接筒管支架与调整支架滑动连接，所述z向驱动组件驱动接筒管支架沿z方向运动；所述推杆设在推筒驱动装置上，所述推筒驱动装置推动推杆沿接筒管方向移动，所述视觉定位系统设在接筒管的外端面；所述载体上设有落筒换筒控制系统，所述x向驱动组件、y向驱动组件、z向驱动组件、推筒驱动装置和视觉定位系统与落筒换筒控制系统电连。
10.作为优选的技术方案：所述调整支架包括x向板、垂直设在x向板上的z向板，所述x
向板与z向板固定连接。
11.作为优选的技术方案：所述x向驱动组件包括x向驱动电机、与x向驱动电机连接的x向丝杠，所述y向驱动组件包括y向驱动电机、与y向驱动电机连接的y向丝杠，所述z向驱动组件包括z向驱动电机、与z向驱动电机连接的z向丝杠，所述x向驱动电机设在机架上，所述y向驱动电机设在y向支架上，所述x向丝杠与x向板螺纹联接，所述y向丝杠与机架螺纹联接，所述z向驱动电机设在x向板上，所述z向丝杠与接筒管支架螺纹联接。
12.作为优选的技术方案：所述机架朝向x向板的一端设有x向导轨，所述x向板上设有x向滑块，所述x向滑块滑动设在x向导轨上，所述y向支架上设有y向导轨，所述机架朝向y向导轨的一端设有y向滑块，所述y向滑块滑动设在y向导轨上，所述z向板上设有z向导轨，所述接筒管支架朝向z向导轨的一端设有z向滑块，所述z向滑块滑动设在z向导轨上。
13.作为优选的技术方案：所述x向板上设有x向螺纹套，所述x向丝杠与x向螺纹套螺纹联接，所述接筒管支架上设有z向螺纹套，所述z向丝杠与z向螺纹套螺纹联接。
14.作为优选的技术方案：所述机架上设有螺纹板，所述螺纹板上设有螺纹孔，所述y向丝杠与螺纹板螺纹联接。
15.作为优选的技术方案：所述接筒管支架包括第一安装板、垂直设置在第一安装板上的第二安装板，所述接筒管固定设在第一安装板上，所述第二安装板上设有安装槽，所述推筒驱动装置嵌设在安装槽上。
16.作为优选的技术方案：所述视觉定位系统包括视觉摄像头、多个光源装置，所述光源装置围绕视觉摄像头设置。
17.作为优选的技术方案：所述推筒驱动装置为驱动电缸，所述推杆与驱动电缸内的电缸滑块连接。
18.作为优选的技术方案：所述载体为自动引导运输车，所述自动引导运输车包括车头、车身、车尾，所述车头设有整车控制系统，所述落筒换筒控制系统设在车尾，所述落筒换筒装置设在车身上。
19.本发明的有益效果是：一种移动式化纤卷视觉定位落筒换筒装置，与传统方案相比：
20.1)x向驱动组件驱动调整支架在机架上滑动，接筒管支架跟随调整支架沿x方向移动，y向驱动组件驱动机架在y向支架上移动，机架带动调整支架移动，从而带动接筒管支架沿x方向移动，z向驱动组件带动接筒管支架沿z方向移动，这样就实现了接筒管的x、y、z方向上的移动，通过接筒管的外端面上的视觉定位系统实现对卷绕设备的定位，视觉定位系统将信息传输到落筒换筒控制系统，落筒换筒控制系统控制接筒管在x、y、z方向上移动，以精准定位，定位完成后，落筒换筒控制系统控制推筒驱动装置将空筒推到卷绕设备的卷绕管上，卷绕设备完成绕线后，将丝筒推到接筒管上，然后载体移动至堆料处，将丝筒推离接筒管，定位精准，自动化程度高，极大的提高了工作效率；
21.2)优选的，调整支架用于调整x方向和z方向的位置；
22.3)优选的，驱动电机和丝杠结构简单，传动效果好；
23.4)优选的，导轨与滑块配合滑动效果好，结构简单，易于安装和拆卸；
24.5)优选的，驱动电缸精度高、集成性高、强度高、回程间隙小、寿命长、控制性能好、控制精度高、维护成本低；
25.6)优选的，自动引导运输车实现无人化操作，进一步提高工作效率。
附图说明
26.图1为本发明提供的一个实施例的三维图；
27.图2为本发明提供的一个实施例主视图；
28.图3为本发明提供的一个实施例后视图；
29.图4为本发明提供的一个实施例左视图。
30.在图1-4中，1、载体；101、车头；102、车身；1021、工作面；103、车尾；2、机架；201、上板；202、第一侧板；2021、安装侧板；203、底板；204、第二侧板；205、x向导轨；206、y向滑块；3、调整支架；301、x向板；302、z向板；3021、滑孔；303、固定板；304、x向滑块；305、z向导轨；306、加强板；4、y向支架；401、y向导轨；5、x向驱动组件；501、x向驱动电机；502、x向丝杠；503、x向螺纹套；6、y向驱动组件；601、y向驱动电机；602、y向丝杠；603、螺纹板；7、z向驱动组件；701、z向驱动电机；702、z向丝杠；703、z向螺纹套；8、接筒管支架；801、第一安装板；8011、通孔；802、第二安装板；8021、安装槽；803、z向滑块；9、接筒管；10、推筒驱动装置；11、推杆；12、视觉定位系统；1201、视觉摄像头；1202、光源装置；13、丝筒。
具体实施方式
31.下面结合附图对本发明进一步描述。
32.请参照图1-4，一种移动式化纤卷视觉定位落筒换筒装置，包括移动式载体1、设在载体1上的落筒换筒装置，所述落筒换筒装置包括机架2、调整支架3、设在机架2上的x向驱动组件5、y向支架4、设在y向支架4的y向驱动组件6、z向驱动组件7、接筒管支架8、设在接筒管支架8上的接筒管9、设在接筒管支架8上的推筒驱动装置10、推杆11、视觉定位系统12；所述调整支架3与机架2滑动连接，所述x向驱动组件5驱动调整支架3沿x方向运动；所述机架2与y向支架4滑动连接，所述y向驱动组件6驱动机架2沿y方向运动；所述z向驱动组件7设在调整支架3上，所述z向驱动组件7与接筒管支架8连接，所述接筒管支架8与调整支架3滑动连接，所述z向驱动组件7驱动接筒管支架8沿z方向运动；所述推杆11设在推筒驱动装置10上，所述推筒驱动装置10推动推杆11沿接筒管9方向移动，所述视觉定位系统12设在接筒管9的外端面；所述载体1上设有落筒换筒控制系统，所述x向驱动组件5、y向驱动组件6、z向驱动组件7、推筒驱动装置10和视觉定位系统12与落筒换筒控制系统电连。
33.y向驱动组件6驱动机架2沿着y向支架4运动，这样调整支架3和接筒管支架8跟随机架2在y方向运动，从而使得接筒管9在y方向运动，z向驱动组件7驱动接筒管支架8在调整支架3上沿z方向运动，从而使得接筒管9在z方向运动，x向驱动组件5驱动调整支板在机架2上沿x方向运动，接筒管支架8随着调整支架3沿x方向运动，从而使得接筒管9沿x方向运动，这样接筒管9就能在x、y、z三个方向上运动，落筒换筒的灵活性更好，并且设置的推杆11驱动装置带动推杆11运动，将丝筒13推落，无需人工落筒，而移动式载体1能够带动落筒换筒装置进行移动，方便运输丝筒13，场地适用性好，显著提高了工作效率，同时视觉定位系统12对需要对接的设备进行精确定位，然后将信息传递给落筒换筒控制系统，落筒换筒控制系统控制落筒换筒装置进行工作，自动化程度高，定位精准，对接准确，确保换筒顺畅。
34.如图1-4所示，在其中一些实施例中，所述调整支架3包括x向板301、垂直设在x向
板301上的z向板302，所述x向板301与z向板302固定连接，这样就能使得调整支架3在x方向运动，同时又能使得接筒管支架8在调整支架3上沿z方向运动。
35.如图1-4所示，在其中一些实施例中，所述x向驱动组件5包括x向驱动电机501、与x向驱动电机501连接的x向丝杠502，所述y向驱动组件6包括y向驱动电机601、与y向驱动电机601连接的y向丝杠602，所述z向驱动组件7包括z向驱动电机701、与z向驱动电机701连接的z向丝杠702，所述x向驱动电机501设在机架2上，所述y向驱动电机601设在y向支架4上，所述x向丝杠502与x向板301螺纹联接，所述y向丝杠602与机架2螺纹联接，所述z向驱动电机701设在x向板301上，所述z向丝杠702与接筒管支架8螺纹联接。
36.进一步的，x向板301下端固定连接有固定板303，固定板303上固定穿设有x向螺纹套503，所述x向丝杠502与x向螺纹套503螺纹联接，所述接筒管支架8上固定设有z向螺纹套703，所述z向丝杠702与z向螺纹套703螺纹联接，易于安装和拆卸，操作方便。
37.如图1-4所示，在其中一些实施例中，所述机架2为矩形框结构，所述矩形框由上板201、第一侧板202、底板203和第二侧板204连接而成，第一侧板202向下延伸形成安装侧板2021，x向驱动电机501安装在安装侧板2021上，y向驱动电机601安装在底板203上端，z向驱动电机701安装在x向板301下端，y向支架4伸入矩形框中，所述底板203朝向x向板301的一端固定设有x向导轨205，所述x向板301上固定设有x向滑块304，所述x向滑块304滑动设在x向导轨205上，所述y向支架4朝向上板201的一端固定设有y向导轨401，所述上板201朝向y向导轨401的一端固定设有y向滑块206，所述y向滑块206滑动设在y向导轨401上，所述z向板302上固定设有z向导轨305，所述接筒管支架8朝向z向导轨305的一端固定设有z向滑块803，所述z向滑块803滑动设在z向导轨305上，这样就形成一个稳定的移动结构，结构精简却有很好的移动效果，稳定性好，质量轻。
38.如图1-4所示，在其中一些实施例中，所述矩形框前端设有螺纹板603，所述y向丝杠602与螺纹板603螺纹联接，进一步的，y向支架4的数量为2个，并对称设置，螺纹板603设置在2个y向支架4之间，螺纹板603的上端与上板201连接，螺纹板603的下端与底板203连接，2个y向支架4上均设置有y向导轨401，上板201对应设置有2个滑块，2个支架不仅具有更好的支撑性，移动也更加稳定，为了进一步提升移动稳定性，还可加设移动模组，移动模组可与y向支架固定连接，不再赘述，进一步的，y向支架4采用方形管制成，易于制作，质量轻。
39.如图1-4所示，在其中一些实施例中，所述接筒管支架8包括第一安装板801、垂直设置在第一安装板801上的第二安装板802，所述接筒管9固定设在第一安装板801上，所述第二安装板802上设有安装槽8021，所述推筒驱动装置10嵌设在安装槽8021上，z向板302上设置有贯穿的滑孔3021，第一安装板801与z向板302平行设置，z向滑块803设置在第一安装板801朝向z向板302的一端，第一安装板801设有通孔8011，这样推筒驱动装置10穿过通孔8011和滑孔3021，z向驱动电机701能带动推筒驱动装置10在z向板302上运动。
40.如图1-4所示，在其中一些实施例中，所述视觉定位系统12包括视觉摄像头1201、多个光源装置1202，所述光源装置1202围绕视觉摄像头1201设置，视觉摄像头1201对卷绕设备的空卷绕管进行检测，为了确保检测的准确性，由光源装置1202提供足够的光照，然后将检测到的位置信息传递到落筒换筒控制系统，然后落筒换筒控制系统会控制落筒换筒装置进行移动，自动化程度高，定位精准，对接准确，确保换筒顺畅。
41.如图1-4所示，在其中一些实施例中，所述推筒驱动装置10为驱动电缸，所述推杆
11与驱动电缸内的电缸滑块连接，推筒驱动装置10可采用丝杠、链条传动等驱动结构，但驱动电缸自带电缸滑块，与推杆11连接后即可实现推筒作用，噪音小，反应速度快。
42.如图1-4所示，在其中一些实施例中，所述载体1为自动引导运输车，简称为agv，所述自动引导运输车包括车头101、车身102、车尾103，所述车头101设有整车控制系统，所述落筒换筒控制系统设在车尾103，所述落筒换筒装置设在车身102上，车身102的长度方向的两个侧面为工作面1021，这样1台自动引导运输车即可安装2个落筒换筒装置，进一步提高工作效率，自动引导运输车实现了无人驾驶行走，行走平稳，具有智能避障功能，进一步提升了自动化程度，场地适应性强，整车控制系统是自动引导运输车自带的控制系统，而落筒换筒控制系统与视觉定位系统12的联动均能够实现，并且车间的生产调度系统也能与落筒换筒控制系统互联，这样生产调度信息能随时与落筒换筒控制系统进行交互，这样即可实现智能化生产方案，本发明并不对具体的控制单元和程序进行限定，因此不再详细阐述。
43.如图1-4所示，在其中一些实施例中，所述x向板301的两侧设有加强板306，所述x向板301和z向板302与加强板306固定连接，提升整体刚度，从而提升耐冲击性和稳定性。
44.实施例
45.一种移动式化纤卷视觉定位落筒换筒装置，包括自动引导运输车、设在载体1上的落筒换筒装置，落筒换筒装置包括机架2、调整支架3、设在机架2上的x向驱动组件5、y向支架4、设在机架2上的y向驱动组件6、z向驱动组件7、接筒管支架8、设在接筒管支架8上的接筒管9、设在接筒管支架8上的驱动电缸、推杆11、视觉定位系统12；调整支架3与机架2滑动连接，x向驱动组件5驱动调整支架3沿x方向运动；机架2与y向支架4滑动连接，y向驱动组件6驱动机架2沿y方向运动；z向驱动组件7设在调整支架3上，z向驱动组件7与接筒管支架8连接，接筒管支架8与调整支架3滑动连接，z向驱动组件7驱动接筒管支架8沿z方向运动；推杆11与驱动电缸内的电缸滑块连接，驱动电缸推动推杆11沿接筒管9方向移动，视觉定位系统12设在接筒管9的外端面；自动引导运输车上设有落筒换筒控制系统，x向驱动组件5、y向驱动组件6、z向驱动组件7、驱动电缸和视觉定位系统12与落筒换筒控制系统电连，调整支架3包括x向板301、垂直设在x向板301上的z向板302，x向板301与z向板302固定连接。
46.机架2为矩形框结构，矩形框由上板201、第一侧板202、底板203和第二侧板204连接而成，第一侧板202向下延伸形成安装侧板2021，x向驱动组件5包括x向驱动电机501、与x向驱动电机501连接的x向丝杠502，y向驱动组件6包括y向驱动电机601、与y向驱动电机601连接的y向丝杠602，z向驱动组件7包括z向驱动电机701、与z向驱动电机701连接的z向丝杠702，x向驱动电机501安装在安装侧板2021上，x向板301下端固定连接有固定板303，固定板303上固定穿设有x向螺纹套503，所述x向丝杠502与x向螺纹套503螺纹联接，y向驱动电机601安装在底板203上端，y向支架4伸入矩形框中，y向支架4的数量为2个，并对称设置，所述矩形框前端设有螺纹板603，y向丝杠602与螺纹板603螺纹联接，螺纹板603的上端与上板201连接，螺纹板603的下端与底板203连接，2个y向支架4上均设置有y向导轨401，上板201对应设置有2个滑块，z向驱动电机701设在x向板301下端，接筒管支架8上固定设有z向螺纹套703，z向丝杠702与z向螺纹套703螺纹联接，底板203朝向x向板301的一端固定设有x向导轨205，x向板301上固定设有x向滑块304，x向滑块304滑动设在x向导轨205上，y向支架4朝向上板201的一端固定设有y向导轨401，上板201朝向y向导轨401的一端固定设有y向滑块206，y向滑块206滑动设在y向导轨401上，z向板302上固定设有z向导轨305，接筒管支架8朝
向z向导轨305的一端固定设有z向滑块803，z向滑块803滑动设在z向导轨305上，接筒管支架8包括第一安装板801、垂直设置在第一安装板801上的第二安装板802，接筒管9固定设在第一安装板801上，第二安装板802上设有安装槽8021，驱动电缸嵌设在安装槽8021上，z向板302上设置有贯穿的滑孔3021，第一安装板801与z向板302平行设置，z向滑块803设置在第一安装板801朝向z向板302的一端，第一安装板801设有通孔8011，视觉定位系统12包括视觉摄像头1201、多个光源装置1202，光源装置1202围绕视觉摄像头1201设置，自动引导运输车包括车头101、车身102、车尾103，车头101设有整车控制系统，落筒换筒控制系统设在车尾103，2个落筒换筒装置分别安装在车身102两侧的工作面1021上。
47.实施例的工作原理：
48.起始，自动引导运输车接收整车控制系统指令，行走至空筒喂筒机，通过视觉定位系统12检测到空筒的位置，然后将位置信息传递到落筒换筒控制系统，落筒换筒控制系统控制落筒换筒装置调整定位后，空筒喂筒机将空筒装到接筒管9上，在装满所有接筒管9后等待落筒换筒指令，卷绕设备需要落筒时，整车控制系统指挥自动引导运输车到达需换筒的卷绕设备换筒位置，到达换筒位置后，视觉定位系统12的视觉摄像头1201首先对卷绕设备的空卷绕管进行检测，为了确保检测的准确，由光源装置1202提供必需的光照，视觉检测系统将检测的位置信息传递到落筒换筒控制系统，并驱动x向驱动电机501、z向驱动电机701工作，来调整换筒管的位置与卷绕管精确对准，驱动电缸驱动接筒管9与空的卷绕管接近，接筒管9与空的卷绕管精确对准和接近后，驱动电缸驱动推杆11将接筒管9上的空筒推出转移到空的卷绕管上，落筒换筒控制系统发送具备换筒条件的信息给卷绕设备，卷绕管卷绕结束后，卷绕设备将空的卷绕管运行至卷绕位置继续卷绕，已经卷绕结束的卷绕管运行到原来空的卷绕管位置，并将卷绕管上的丝筒13推出转移至落筒换筒装置的接筒管9上，该卷绕设备的落筒换筒工作完毕；控制系统将继续处理其它卷绕设备的落筒换筒，落筒换筒完毕后，自动引导运输车行走至转移机构，按照上述落筒换筒的定位和对准方法，接筒管9与转移机构的丝筒13管精确定位、对准，其后，驱动电缸驱动推杆11将接筒管9上的丝筒13推出转移到转移机构的丝筒13管上，如此依次将接筒管9上所有的丝筒13全部转移出到转移机构上，至此落筒换筒工作完毕，然后自动引导运输车带动落筒换筒装置重新回到空筒喂筒机装满空筒后，等待落筒换筒指令。
49.实施例的有益效果：
50.1、采用视觉定位系统12检测定位，获取落筒换筒装置的接筒管9与卷绕设备卷绕管的位置偏移信息，实现精准定位，然后由视觉定位系统12将位置信息传递到总的控制系统，伺服电机驱动，对接筒管9的x、y、z三个方向进行位置调整，自动化程度高，定位精准，对接准确，确保换筒顺畅；
51.3、不仅可与卷绕设备的卷绕管对接外，也可与转移机构对接，用于将小车上接收的丝筒13送到转移机构，也可与空筒喂料机对接，接收空筒，显著提高工作效率；
52.4、配置有驱动电缸和推杆11，实现对卷绕机的卷绕管无人装筒；
53.5、落筒换筒设备的载体1是具有自动导航装置的自动引导运输车，即agv小车，可无人驾驶行走，且行走平稳，智能避障；
54.6、落筒换筒系统可与卷绕等上下线设备进行信息交互，及时获取生产调度计划、产品、生产过程等方面的信息，充分实现智能数字化生产和管理；
55.7、自动引导运输车的二侧均可工作，工作效率高，场地适应性强。
56.上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的描述，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。