一种粗纱机自动落纱机器人.docx

产品开发一种粗纱机自动落纱机器人北京众仁智杰科技发展有限公司 毕丽蕴 刘广喜/文关键词：粗纱机自动落纱时序控制系统1.引言目前，带有自动落纱系统的粗纱机已不鲜见，但各粗纱机生产商的自动落纱系统完全是为各自所生产的粗纱机定制的配套系统。而且，与标准的独立粗纱机相比，带有自动落纱系统的粗纱机机械结构发生了很大改动，以适应自动落纱系统的需求。也就是说，带有自动落纱系统的粗纱机是一种全新的纺机设备，其自动落纱系统与已经装机的普通粗纱机没有兼容性。无锥轮的粗纱机自 2000年进入市场以来，已经成为纺织厂的首选机型，到 2012 年之前，市场销售国产粗纱机都是不带自动落纱系统的。因此，目前纺织厂运转的粗纱机绝大多数不具备自动落纱系统。基于上述两个方面的现状，虽然目前的粗细络联自动生产线技术已经成熟，在新建工厂也容易实现，但是对于纺纱设备使用年限还不长、生产工艺先进、产品质量较高的纺纱企业而言，实现粗细络联还有许多工作要做。近几年，细纱机短车自动落纱及粗细联的研发工作取得了很大成果，也已经有不少成功案例，但对现有粗纱机配套自动落纱系统的研制却较少见。为此，基于对粗纱机设计和粗纱工艺的充分理解，研发人员设计了全新的粗纱机自动落纱机器人。该自动落纱机器人可以在不改变粗纱机结构的前提下，与已装机运行的粗纱机配套使用，达到节约人工成本，提高生产效率的目的。2.总体结构粗纱机自动落纱机器人的总体结构如图1所示。 粗纱机自动落纱机器人从功能上可以分为5大部分，分别是：行走系统、取放机械手、满纱吊装机械手、空管输送系统和轨道系统。各个部分之间既相对独立又相互关联，通过网络信息交互构成细化的时序、交叉、关联控制系统，使粗纱机自动落纱机器人能够实现有效、准确、快速的落纱操作。图1粗纱机自动落纱机器人总体结构3.落纱时序分析粗纱机落纱停机时间是重要的粗纱工艺参数，因此必须精确控制落纱机器人的落纱动作，根据落纱机器人的功能结构和控制组合，对落纱部分进行动作节拍分析，优化控制，缩短落纱停机时间。图2为粗纱机自动落纱机器人工作时序图，横轴时间以秒为单位，整个完整落纱循环所用时间为 240秒。图2粗纱机自动落纱机器人工作时序图对照粗纱机自动落纱机器人工作时序图对落纱 动作进行节拍分析如下：0.机器人移动到起始位置，（10s）；1.取放机械手抬起到位置1，同时取放机械本文介绍了一种粗纱机自动落纱机器人及其控制系统，该系统可以与已经装机的普通粗纱机配套使用。根据粗纱机落纱工艺要求，本文在阐述自动落纱机器人的总体结构和时序分析的基础上，从主控系统、行走控制、取放机械手控制、吊装机械手控制、空管输入控制和满纱输送控制六个方面对自动落纱机器人的控制系统进行了分析，提出了相应的实现技术和方法。手旋转 90度，（0.5s）；2.取放机械手推出，（0.5s）；3.取放机械手落下到位置0，（0.5s）；4.取放机械手涨紧，（0.5s）；5.取放机械手抬起到位置1，（0.5s）；6.取放机械手退回，（0.5s）；7.取放机械手回旋 90度，同时取放机械手 抬起到位置3，（0.5s）；8.取放机械手推出，（0.5s），同时空管开始 进入位置；9.取放机械手松开，同时满纱托盘上升到位 置1，（0.5s）；10. 满纱托盘下降到位置0，（0.5s）；11.取放机械手退回，（0.5s），空管进入位置 完成；12. 取放机械手落下到位置2，（0.5s），同时满 纱托盘上升到位置2，（1s）；13.取放机械手涨紧，（0.5s）；14. 取放机械手抬起到位置3，（0.5s）；15. 取放机械手旋转 90度，（0.5s），同时空管 托盘开始退出 ；吊装机械手开始工作；16. 取放机械手落下到位置1，（0.5s）；17.取放机械手推出，（0.5s）；18. 取放机械手落下到位置0，（0.5s）；19.取放机械手松开，（0.5s）；20. 取放机械手抬起到位置1，（0.5s），吊装机械手结束工作，空托盘推出结束，满纱托盘退回到位置 0 开始；机器人移动到下一位置（2s），重复步 骤 2-19，共 19 次 ；21.夹具退回，（0.5s）；22. 夹具回旋 90 度，同时夹具落下到位置0，（0.5s）；23. 机器人移动到停放位置，（10s）。落纱步骤 2 到 20 所需时间为 9.0s，120锭粗纱 机需要重复 20 次共需时间 180s；在落纱期间机器人 移动 19 次，共需时间38s；夹具起始到位所需时间（即步骤 0 到 2）11.0s；夹具返回停放位置时间（即步 骤 21 至 23）11.0s ；这样整个落纱所需时间为：240s（4.0min）。目前市场上几种粗纱机自动落纱机型及其落纱 时间如表 1 所示。对比表 1中的粗纱机自动落纱系统落纱用时，本文所设计的落纱机