一种自动成球机及其运行方法

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，具体为一种自动成球机及其运行方法。

背景技术

纺织原意是取自纺纱与织布的总称，但是随着纺织知识体系和学科体系的不断发展和完善，特别是非织造纺织材料和三维复合编织等技术产生后，现在的纺织已经不仅是传统的手工纺纱和织布，也包括无纺布技术，现代三维编织技术，现代静电纳米成网技术等生产的服装用、产业用、装饰用纺织品。

传统的纺织过程为绞纱→染色→倒筒→成球→贴标，整个工艺过程的工序较多，生产效率较低。其中，传统成球机的结构如图1所示，其具有诸多缺点，具体如下：

1)机器虽然具有多工位，但是所有工位都是统一工作的，无法独立运行。当一轮成球工序完成后，需要人为地将所有成球的纱线取下后才能进行下一轮成球工序，期间所有工位都只能停止运行，整体工作效率较低。

2)机器的工作面为平面，且机器的前后宽度较大，通常需要至少2个操作员前后进行操作，一人在机器前端将倒筒上纱线的线头导入机器内，另一人在机器后端将线头穿过缠绕器并缠绕在缠绕芯棒上，人工操作较多，人工成本较高，且进一步降低了工作效率。

3)在机器前端工作的操作员需要额外的吹气枪才能将线头吹入机器内。

4)缠绕芯棒由气缸控制，只能有两个角度的调整，可控性较低。

5)无法对成球纱线进行精准的定重控制。

因此，急需一种自动化程度高、工作效率高、工序步骤简单、能够对成球纱线进行精准定重控制的自动成球机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动成球机，通过将进线机构、缠绕管和缠绕芯棒设置在竖直工作面内，解决了操作人员需要前后跑的问题，简化了人工操作，提高了工作效率；本发明通过放线机构的重量减量来对成球纱线进行定重控制，实现了对成球纱线进行精准定重控制；本发明从纱线进线到最后成球可实现完成自动化，自动化程度高，甚至能够直接将麻袋中的大量纱线直接加工成定重的成球纱线，而完全不需要人工参与。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种自动成球机，包括机架、放线机构和控制器，所述机架上设置有进线机构、缠绕管和缠绕芯棒，所述缠绕管与所述进线机构连通，所述缠绕芯棒通过角度调节机构与所述机架连接，所述放线机构的纱线从所述进线机构进入所述缠绕管，并在所述缠绕芯棒上绕卷成球，所述放线机构包括称重传感器，所述控制器分别与所述进线机构、缠绕管、缠绕芯棒、角度调节机构、称重传感器电性连接，所述控制器根据所述称重传感器的重量减量计算成球纱线的重量。

优选的，所述进线机构、缠绕管、缠绕芯棒上下设置，处于一竖直工作面内，操作人员可一人完成操作，不再需要前后跑动，缠绕管直接与进线机构连通，简化了进线过程。

优选的，还包括放线机构，所述放线机构上的纱线从所述进线机构进入所述缠绕管，并在所述缠绕芯棒上绕卷成球。本发明不对放线机构的设置位置进行限定，本领域技术人员可根据需要设置放线机构的位置，放线机构可以设置在机架上，也可以通过其他机构设置在机架附近，只要放线机构上的纱线能够从进线机构进入缠绕管即可。

优选的，所述进线机构包括进线管和吹气孔，所述吹气孔开设在所述进线管的内壁上，所述吹气孔倾斜向下设置。所述吹气孔通过气管与气源连接，气源与控制器电性连接实现了自动吹气，不再需要额外的吹气枪进行吹气进线。

优选的，所述进线机构还包括第一红外线传感器，所述第一红外线传感器用于检测是否有沙线进入所述进线管。

优选的，所述缠绕管与所述进线机构之间设置有缠绕管驱动机构，所述缠绕管驱动机构驱动所述缠绕管旋转。所述缠绕管驱动机构为本领域技术人员的常用技术手段，通常包括驱动电机和传动带，通过驱动电机带动传动带，传动带再带动缠绕管转动。较佳地，所述缠绕管绕着竖直的旋转轴旋转。

优选的，所述角度调节机构包括角度调节架和角度调节电机，所述缠绕芯棒设置在所述角度调节架上，所述缠绕芯棒的底部设置有芯棒电机。所述缠绕芯棒设置在所述缠绕管的下方。

优选的，所述自动成球机还包括夹持机构，所述夹持机构设置在所述缠绕管出口端的下方位置，所述夹持机构与所述控制器电性连接，所述夹持机构包括两个夹持爪。

优选的，所述夹持机构还包括第二红外线传感器，所述第二红外线传感器用于检测所述缠绕管的出口端是否有沙线外露。

优选的，所述夹持爪的内侧设置有锯齿，以提高与纱线之间的摩擦力，保证能够抓牢纱线。

优选的，所述自动成球机还包括剪断机构，所述剪断机构设置在所述夹持机构远离所述缠绕管的一端。

优选的，放线机构为倒筒或者麻袋。倒筒和麻袋中的纱线均为连续不断的纱线，通过称重传感器实现了对成球纱线的定重，又通过剪断机构配合夹持机构实现了纱线自动剪断和纱线自动捆绑在缠绕芯棒上，即夹持机构在上一个成球纱线剪断时的夹持动作，恰好又可以作为下一个成球纱线绕卷在缠绕芯棒上的开始，实现了重复循环的自动化工作。

其中，放线机构为麻袋时，自动成球机甚至能够直接将整个麻袋中的纱线自动化地加工成为定重的成球纱线，而不需要进行绞纱、倒筒的步骤。

本发明另一方面还提供了一种自动成球机的运行方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将所述放线机构的纱线的线头放入所述进线管内；

(2)所述第一红外线传感器检测到所述进线管内有纱线后，所述控制器启动所述吹气管进行吹气，将所述纱线吹入所述缠绕管内；

(3)所述第二红外传感器检测到所述缠绕管出口端有纱线外露后，所述控制器控制所述夹持机构夹持住纱线，同时所述控制器关闭所述吹气管；

(4)所述控制器启动所述缠绕管驱动机构，以使所述缠绕管驱动机构带动所述缠绕管转动，将纱线绕卷在位于初始位置的所述缠绕芯棒上，之后所述夹持机构放开纱线；

(5)所述控制器启动所述角度调节电机调节所述缠绕芯棒的角度，并且启动所述芯棒电机驱动所述缠绕芯棒转动；本领域技术人员可根据需要设置缠绕芯棒的角度位置，例如通过将缠绕芯棒调节至内层角度位置和外层角度位置，来实现纱线成球后的不同纹路。

(6)所述控制器根据所述称重传感器的重量减量计算成球纱线的重量，当所述成球纱线的重量达到预设重量时，所述芯棒电机和缠绕管驱动机构停止工作；

(7)所述夹持机构夹持纱线，所述剪断机构将纱线剪断，将成球纱线取下，之后重复步骤(4)。当然地，本领域技术人员可根据需要设置自动化机构用于将成球纱线自动取下。

优选的，在步骤(2)之前，还包括：将所述缠绕管调节至初始位置，调节所述角度调节机构以使所述缠绕芯棒处于初始位置。较佳地，缠绕芯棒的初始位置为竖直位置，缠绕管的初始位置为最接近夹持机构的位置。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明通过将进线机构、缠绕管和缠绕芯棒设置在竖直工作面内，解决了操作人员需要前后跑的问题，简化了人工操作，提高了工作效率。

(2)本发明通过放线机构的重量减量来对成球纱线进行定重控制，实现了对成球纱线进行精准定重控制。

(3)本发明能够将大量连续不断的纱线不断的自动加工成定重的成球纱线，在此过程中完全不需要人为操作，实现完全的自动化。

(4)本发明也可设置多个工位，每个工位之间不会相互影响，可有效提供工作效率。

附图说明

图1为现有技术中传统成球机的结构示意图；

图2为本发明一实施例的结构示意图；

图3为本发明一实施例的进线机构的结构示意图；

图4为本发明一实施例的纱架阻尼器的结构示意图；

图5为本发明一实施例的夹持机构的结构示意图；

图6为本发明一实施例的电连接框图；

图7为本发明一实施例的运行方法的流程图。

图中：100、机架；110、纱架阻尼器；120、放置槽；200、控制器；210、第一红外线传感器；220、第二红外线传感器；300、称重传感器；400、进线机构；410、线管；420、吹气孔；510、缠绕管；520、缠绕芯棒；530、缠绕管驱动机构；540、芯棒电机；600、角度调节机构；610、角度调节架；620、角度调节电机；700、夹持机构；710、夹持爪；800、剪断机构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2示出了本发明一实施例的自动成球机的结构示意图，包括机架100、放线机构和控制器200，机架100上设置有进线机构400、缠绕管510和缠绕芯棒520，缠绕管510与进线机构400连通，缠绕芯棒520通过角度调节机构600与机架100连接，放线机构包括称重传感器300，控制器200分别与进线机构400、缠绕管510、缠绕芯棒520、角度调节机构600、称重传感器300电性连接，控制器200根据称重传感器300的重量减量计算成球纱线的重量。

在一较佳地实施例中，进线机构400、缠绕管510、缠绕芯棒520从上至下依次设置，处于一竖直工作面内，操作人员可一人完成操作，不再需要前后跑动，缠绕管510直接与进线机构400连通，简化了进线过程。需要注意的是，本发明实施例仅为示例作用，不对放线机构的设置位置进行限定，本领域技术人员可根据需要设置放线机构的位置，放线机构可以设置在机架100上，也可以通过其他机构设置在机架100附近，只要放线机构上的纱线能够从进线机构400进入缠绕管510即可。在其他实施例中，进线机构400、缠绕管510、缠绕芯棒520也可以设置在一水平工作面上。

如图3所示，进线机构400包括进线管410和吹气孔420，吹气孔420开设在进线管410的内壁上，吹气孔420倾斜向下设置。吹气孔420通过气管与气源连接，气源与控制器200电性连接实现了自动吹气，不再需要额外的吹气枪进行吹气进线。

进线机构400还包括第一红外线传感器210，第一红外线传感器210用于检测是否有沙线进入进线管410。

缠绕管510与进线机构400之间设置有缠绕管驱动机构530(图中未示出)，缠绕管驱动机构530驱动缠绕管510旋转，缠绕管驱动机构530与控制器200电性连接。缠绕管驱动机构530为本领域技术人员的常用技术手段，通常包括驱动电机和传动带，通过驱动电机带动传动带，传动带再带动缠绕管510转动。较佳地，缠绕管510绕着竖直的旋转轴旋转。

角度调节机构600包括角度调节架610和角度调节电机620(图中未示出)，缠绕芯棒520设置在角度调节架610上，缠绕芯棒520的底部设置有芯棒电机540(图中未示出)，缠绕芯棒520设置在缠绕管510的下方，角度调节电机620和芯棒电机540分别与控制器200电性连接。其中，缠绕芯棒520的伞状结构的启闭为本领域技术人员的常用技术手段，在此不再详述。

如图4所示，机架100的顶部设置有纱架阻尼器110，纱架阻尼器110与放线机构的转轴连接。放线机构在纱线的带动下被动旋转，在纱线的拉扯下，由于惯性，放线机构的转速很容易超过纱线拉扯的速度，使得纱线提前脱离放线机构而积压在进线机构400处，导致堵塞。本发明通过在放线机构的转轴连接处设置纱架阻尼器110，以避免上述纱线提前脱离情况的发生。

放线机构可拆卸地设置在机架100的顶部，机架100顶部设置有放置放线机构转轴的放置槽120。放线机构转轴的一端与纱架阻尼器110上分别设置有磁吸，以相互吸引。磁吸结构便于放线机构的更换。上述磁吸机构能够在纱线交错卡死等极端情况下相互脱离，防止设备损坏。

如图5所示，自动成球机还包括夹持机构700，夹持机构700设置在缠绕管510出口端的下方位置，夹持机构700与控制器200电性连接，夹持机构700包括两个夹持爪710。夹持爪710的内侧设置有锯齿，以提高与纱线之间的摩擦力，保证能够抓牢纱线。

夹持机构700还包括第二红外线传感器220，第二红外线传感器220用于检测缠绕管510的出口端是否有沙线外露。

自动成球机还包括剪断机构800(图中未示出)，剪断机构800设置在夹持机构700远离缠绕管510的一端。

图7示出了本实施例的自动成球机的运行方法，包括如下步骤：

(1)将放线机构上的纱线的线头放入进线管410内；

(2)第一红外线传感器210检测到进线管410内有纱线后，控制器200启动吹气管进行吹气，将纱线吹入缠绕管510内；

(3)第二红外传感器检测到缠绕管510出口端有纱线外露后，控制器200控制夹持机构700夹持住纱线，同时控制器200关闭吹气管；

(4)控制器200启动缠绕管驱动机构530，以使缠绕管驱动机构530带动缠绕管510转动，将纱线绕卷在位于初始位置的缠绕芯棒520上，之后夹持机构700放开纱线；

(5)控制器200启动角度调节电机620调节缠绕芯棒520的角度，并且启动芯棒电机540驱动缠绕芯棒520转动，在此过程中缠绕管驱动机构530持续带动缠绕管510转动。本领域技术人员可根据需要设置缠绕芯棒520的角度位置，例如通过将缠绕芯棒520调节至内层角度位置和外层角度位置，来实现纱线成球后的不同纹路。

(6)控制器200根据称重传感器300的重量减量计算成球纱线的重量，当成球纱线的重量达到预设重量时，芯棒电机540和缠绕管驱动机构530停止工作；

(7)夹持机构700夹持纱线，剪断机构800将纱线剪断，将成球纱线取下，之后重复步骤(4)。当然地，本领域技术人员可根据需要设置自动化机构用于将成球纱线自动取下。剪断机构800配合夹持机构700实现了纱线自动剪断和纱线自动捆绑在缠绕芯棒520上，即夹持机构700在上一个成球纱线剪断时的夹持动作，恰好又可以作为下一个成球纱线绕卷在缠绕芯棒520上的开始，实现了重复循环的自动化工作。

其中，在步骤(2)之前，还包括：将缠绕管510调节至初始位置，调节角度调节机构600以使缠绕芯棒520处于初始位置。较佳地，缠绕芯棒520的初始位置为竖直位置，缠绕管510的初始位置为最接近夹持机构700的位置。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。