專利名稱：機電一體化經(jīng)紗穿綜穿筘機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機電一體化紡織機械，主要應用于化纖織造中將一個
經(jīng)軸中約8000-15000根左右的經(jīng)紗纖維按一定規(guī)律自動化對應穿過織布機上的 每根綜絲及打緯鋼筘的每個筘縫，從而供給織布機織布。
二背景技術：
每臺織布機織布前，需要將約8000-15000根左右的原材料經(jīng)紗纖維按某一 規(guī)律先對應穿過織布機上的每根綜絲，然后再按另一規(guī)律穿過打緯鋼筘上的每個 筘縫，每一根都不能穿錯。國內(nèi)織布廠目前普遍采用手工鉤穿，主要存在以下缺 點-
1. 工藝落后作為紡織業(yè)大國，目前我國的織布廠在織布的前道工序穿綜 穿筘中，仍然普遍采用手工鉤穿，其工藝水平已嚴重落后于織造行業(yè)整體技術水 平的進步與發(fā)展。
2. 穿錯率高因為一個經(jīng)軸中包含經(jīng)紗的根數(shù)很多，且非常細滑，要將它
們按一定的規(guī)律手工穿過對應的綜絲及鋼筘筘縫，且一根都不能穿錯，難度很大， 因而穿錯率高。
3. 效率低下以某經(jīng)軸中包含10000根經(jīng)紗為例， 一個熟練操作工完成整 個穿綜穿筘，至少需要6-8個小時，該前道工序往往跟不上后道織布機織布進度 的需要，因而效率低下。
4. 成本較高以某織布廠有100臺噴水織機為例，則每年用于人工穿綜穿 筘的工資費用至少需15萬元左右，因而該道工序的生產(chǎn)成本較高。在我國江蘇、 浙江一帶，中等規(guī)模的織布廠的織機數(shù)量都在幾百臺左右，每年用于該道工序的 工資費用都需幾十萬元。且隨著勞動力成本的不斷升高，該項工資費用還在持續(xù) 增加。
5. 勞動強度大由于一個經(jīng)軸中包含的經(jīng)紗數(shù)量很多，要將它們按一定的 規(guī)律對應穿過每根綜絲及鋼筘筘縫， 一根又不能穿錯，這就需要操作工操作時長 時間保持注意力高度集中，思維異常清晰，動作飛快協(xié)調(diào)，因而精神高度緊張， 工作異常辛苦，身心極度疲勞。
6. 管理難度大手工穿綜穿筘對操作者的技術水平、熟練程度、勞動態(tài)度
7.等要求較高，故織布廠該工種的人手都較為緊缺，又因該工種的平均工 資水平較髙， 一般中小規(guī)模的織布廠養(yǎng)不起該工種的固定工人，而在我國紡織業(yè) 規(guī)模較大、較為發(fā)達的江蘇、浙江一帶的織布廠里，工人又多數(shù)是外地打工者。 基于以上幾點原因，該工種的工人來去流動性較大，隊伍很不穩(wěn)定，因而管理難 度大。
三
實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術問題是針對手工穿綜穿筘中穿綜、穿筘工序須 按不同的規(guī)律分兩步進行，穿錯率高，錯誤識別及糾錯困難，速度慢，效率低下， 勞動強度大等主要技術問題，提供一種機電一體化經(jīng)紗穿綜穿筘機，其將穿綜、 穿筘合為一步進行，并大幅度降低穿錯率及糾錯難度，提高穿經(jīng)速度及工作效率， 減輕勞動強度，從而實現(xiàn)該工種由復雜落后的手工操作向機電一體化的自動化操 作的根本性轉(zhuǎn)變；此外，本實用新型還提供了一種將經(jīng)紗自動穿綜穿筘的方法。
以下結(jié)合附圖2和圖3說明本實用新型的技術方案
該機電一體化經(jīng)紗穿綜穿筘機包括平臺6、綜絲掛架2、移綜設備、移筘 設備、分紗設備、穿綜穿筘設備、卸紗設備以及控制上述設備工作的控制器；
懸掛多條綜絲的綜絲掛架2、移綜設備、移筘設備、分紗設備、穿綜穿筘設 備和卸紗設備都設置在平臺6上，平臺6由平臺移動裝置7驅(qū)動可以向待穿經(jīng)紗 18方向移動及復位；
移綜設備設在綜絲掛架2的一側(cè)，它包括同列取綜電機8、取綜搖桿9、異 列取綜電機10以及取綜爪11，用于拾取綜絲掛架2上待穿綜絲的取綜爪11安 裝在異列取綜電機10上，并由其驅(qū)動完成異列綜絲的拾取。異列取綜電機10 安裝在取綜搖桿9上，取綜搖桿9安裝在同列取綜電機8上并由其驅(qū)動完成擺動 移綜；同列取綜電機8驅(qū)動移綜設備沿綜絲掛架2平行方向移動實現(xiàn)將拾取的綜 絲移至穿經(jīng)位置A;
移筘設備設在綜絲掛架2的另一側(cè)，它包括鋼筘移動裝置5和鋼筘3,鋼筘 3安裝在鋼筘移動裝置5上，鋼筘移動裝置5在控制器的控制下驅(qū)動鋼筘3移動 到穿經(jīng)位置A;
分紗設備包括分紗電機12、分紗爪13和傳感器14,分紗爪13安裝在分紗 電機12上并由其驅(qū)動作水平面的旋轉(zhuǎn)運動鉤取進入范圍的經(jīng)紗，由傳感器14
識別分紗爪13是否有經(jīng)紗分出；
穿綜穿筘設備包括穿經(jīng)電機15、穿經(jīng)搖桿16、穿經(jīng)刀17，穿經(jīng)搖桿16的 一端安裝在穿經(jīng)電機15上，另一端安裝用于鉤取由分紗爪13分出的經(jīng)紗并將經(jīng) 紗相繼穿過綜絲中部的小孔及鋼筘縫隙的經(jīng)紗穿經(jīng)刀17;
卸紗設備包括卸紗電機20和卸紗爪21,用于將穿過綜絲與鋼筘的經(jīng)紗由穿 經(jīng)刀上卸下的卸紗爪21安裝在卸紗電機20上。
本實用新型的工作過程四列綜絲1分別由一對綜絲掛架2懸掛，異列取 綜電機10在控制器19的控制下，驅(qū)動取綜爪11移動到待取綜絲所在列；控制 器19控制同列取綜電機8驅(qū)動取綜搖桿9完成取綜爪11的取綜以及整個移綜裝 置(由同列取綜電機8、取綜搖桿9、異列取綜電機10以及取綜爪11構成)的 移綜動作，最后將綜絲移動到穿經(jīng)位置A,該綜絲成為待穿綜絲，實際中需要將 經(jīng)紗從其中部的小孔穿過。
控制器19控制鋼筘移動裝置5驅(qū)動鋼筘3，使鋼筘3上的待穿位置(筘齒 4間的縫隙)移動到穿經(jīng)位置A，該鋼筘上筘齒4間縫隙成為待穿鋼筘縫隙，實
際中需要將經(jīng)紗從其中穿過。
控制器19控制平臺移動裝置7驅(qū)動平臺6向待穿經(jīng)紗18所在方向移動， 驅(qū)動平臺6將帶動除待穿經(jīng)紗18以及控制器19外的所有機構一起移動，當移動 位置大于一根經(jīng)紗直徑而小于一根經(jīng)紗直徑與經(jīng)紗間距2/3的和時，控制器19 控制分紗電機12動作，分紗爪13在分紗電機12的驅(qū)動下作垂直于待穿經(jīng)紗18 所在面的旋轉(zhuǎn)運動，鉤取進入范圍的經(jīng)紗，由傳感器14識別分紗爪13是否有經(jīng) 紗分出；當傳感器14檢測到分紗爪13成功分出單根經(jīng)紗時，向控制器19發(fā)出 信號；控制器19向穿經(jīng)電機15發(fā)出穿經(jīng)指令，穿經(jīng)電機15驅(qū)動穿經(jīng)搖桿16、 穿經(jīng)搖桿16驅(qū)動穿經(jīng)刀17向已經(jīng)移至穿經(jīng)位置A處的待穿綜絲方向移動，穿經(jīng) 刀17首先與由分紗爪13分出并旋轉(zhuǎn)到穿經(jīng)位置A的經(jīng)紗接觸，利用穿經(jīng)刀17 刀背上的鋸齒口，鉤取住經(jīng)紗后，攜帶經(jīng)紗一起繼續(xù)向待穿綜絲方向移動，先遇 到綜絲中部的小孔并穿過，再遇到待穿鋼筘縫隙并穿過。在穿經(jīng)刀17移動過程 中，其刀背上鋸齒鉤取住的經(jīng)紗將一起移動，并隨穿經(jīng)刀17—起穿過綜絲中部 的小孔以及鋼筘3上筘齒4間的縫，此時經(jīng)紗與穿經(jīng)刀呈一體的繃緊狀態(tài)。
控制器19在穿經(jīng)刀17攜經(jīng)紗穿過綜絲及鋼筘后，繼續(xù)控制穿經(jīng)電機15驅(qū) 動穿經(jīng)刀17繼續(xù)前移，約4厘米左右，再控制穿經(jīng)電機15驅(qū)動穿經(jīng)刀17后移，
約3厘米左右，經(jīng)紗將在與鋼筘筘齒的摩擦力作用下與穿經(jīng)刀17間出現(xiàn)相對運 動，并呈懸垂狀態(tài)；控制器19緊接著發(fā)出卸紗指令，控制卸紗電機20驅(qū)動卸紗 爪21在垂直于穿經(jīng)刀運動方向旋轉(zhuǎn)，鉤取住穿過了綜絲與鋼筘的經(jīng)紗，并繼續(xù) 旋轉(zhuǎn)，直至轉(zhuǎn)至與卸紗爪21原始位置的對稱位置(以穿經(jīng)位置A為對稱軸)。 經(jīng)紗將在卸紗爪21的旋轉(zhuǎn)作用下，與穿經(jīng)刀17分離、其1端也從鋼筘筘齒縫中 脫出并懸垂于鋼筘的一邊，從而結(jié)束一次單根經(jīng)紗的分紗、穿綜、穿筘動作。
最后控制器19控制穿經(jīng)電機15驅(qū)動搖桿16使穿經(jīng)刀17后退復位、控制 卸紗電機20驅(qū)動卸紗爪21復位、控制移綜裝置再次取綜移綜、根據(jù)實際是"幾 穿"的要求確定是否移動鋼筘、控制平臺移動裝置7繼續(xù)驅(qū)動平臺6向待穿經(jīng)紗 18所在方向移動，為下一次的分紗、穿綜、穿筘作準備，直至完成所有經(jīng)紗的 穿綜與穿筘。
本實用新型用機電一體化代替手工操作，實現(xiàn)穿綜穿筘自動化，主要產(chǎn)生 了以下有益效果
1、 降低了穿錯率經(jīng)紗穿錯后，糾錯異常麻煩。不僅工作量大，而且會 在織布機織布時形成經(jīng)紗外掛，嚴重影響織布效率。手工穿綜穿筘，每穿10000 根經(jīng)紗， 一般要穿錯4-5根，而采用該設備，由于采用了智能識別技術，每穿 10000根經(jīng)紗，穿錯不大于1根。這就極大地降低了糾錯給織布帶來的嚴重影響。
2、 提高了生產(chǎn)效率以某個經(jīng)軸中包含10000根經(jīng)紗為例， 一個熟練操 作工完成整個穿綜穿筘，至少需要6-8個小時。而采用該設備操作，只需2-3 個小時，且可1天24小時連續(xù)工作。以某織布廠有100臺噴水織機為例，采用 手工鉤穿，至少需要熟練操作工6-8人，每人每天至少需工作10小時左右，而 采用該設備，只需1臺設備、2.5小時內(nèi)即可完成一個經(jīng)軸中全部經(jīng)紗的穿綜穿 筘，且由于該設備采用了智能識別及微機控制技術，因而操作異常簡便，能夠輕 松滿足后道織布進度的需要，從而極大地提高了生產(chǎn)效率。
3、 降低了生產(chǎn)成本以某織布廠有100臺噴水織機為例，則每年用于人 工穿綜穿筘的工資費用至少需15萬元左右，因而該道工序的生產(chǎn)成本較高。在 我國江蘇、浙江一帶，中等規(guī)模的織布廠的織機數(shù)量都在幾百臺左右，每年用于 該道工序的工資費用都需幾十萬元。且隨著勞動力成本的不斷升高，該項工資費 用還在持續(xù)增加。而采用該設備，每100臺左右噴水織機只需1臺即可，l年不 到即可收回設備投資，以后每年只需極少量的費用即可維持設備的正常運轉(zhuǎn)。從
而極大地降低了生產(chǎn)成本。
4、實現(xiàn)了技術更新該設備的實用新型使用，使穿綜穿筘由復雜落后的
手工操作完成了向機電一體化的自動化操作的根本性轉(zhuǎn)變，從而將工人從復雜艱 苦的體力勞動中解放出來，實現(xiàn)了該工種的技術更新，為我國紡織行業(yè)整體技術 進步做出了一份貢獻。
四

圖1是機電一體化經(jīng)紗穿綜穿筘機原理圖2是本實用新型主視圖3是圖2的俯視圖。
圖中l(wèi)為綜絲(中部有一用于穿經(jīng)紗的小孔)，2為綜絲掛架，3為鋼筘， 4為筘齒，5為鋼筘移動裝置，6為平臺，7為平臺移動裝置，8為同列取綜電機， 9為取綜搖桿，IO為異列取綜電機，ll為取綜爪，12為分紗電機，13為分紗爪， 14為傳感器，15為穿經(jīng)電機，16為穿經(jīng)搖桿，17為穿經(jīng)刀(背部帶一鋸齒口)， 18為待穿經(jīng)紗，19為控制器，20為卸紗電機，21為卸紗爪，A為穿經(jīng)位置。
五具體實施方式
機電一體化經(jīng)紗穿綜穿筘機主要由移綜部分、移筘部分、分紗部分、穿綜 穿筘部分、卸紗部分以及控制器組成，其相互關系參見圖l。
移綜部分主要實現(xiàn)綜絲的移動。實際綜絲有8000-15000根，通常分為四列， 有固定的穿綜順序。移綜部分在獲得控制器的移綜指令后，能夠按照穿綜順序， 取、移綜絲到固定位置(穿經(jīng)位置)，為穿經(jīng)作準備。
移筘部分主要實現(xiàn)鋼筘的移動。鋼筘上筘齒之間的縫隙是實際穿經(jīng)沙位置， 工作中的"幾穿"就是在每個縫隙中穿入幾根經(jīng)紗。移筘部分在控制器發(fā)出的指 令控制下，能夠按照"幾穿"的要求，移動筘齒縫到固定的位置(穿經(jīng)位置)， 等待經(jīng)紗的通過。
分紗部分能夠在控制器提供的協(xié)調(diào)指令控制下，從待穿的8000余根經(jīng)紗中， 分出要穿的那根經(jīng)紗，并提供已經(jīng)分出單根經(jīng)紗的信號。
穿綜與穿筘部分在控制器的穿經(jīng)指令下，能夠?qū)⒎旨啿糠址殖龅膯胃?jīng)紗 穿過綜絲及鋼筘上的筘齒間縫隙，實現(xiàn)經(jīng)紗的穿綜與穿筘。
卸紗部分將穿綜穿筘后的經(jīng)沙從穿綜穿筘部分卸下，結(jié)束一根經(jīng)紗的穿綜 與穿筘過程。 控制器能夠接收信號、協(xié)調(diào)各部分動作以及發(fā)出各種指令，完成一系列動 作。在發(fā)出移綜指令、移筘指令后，等待分紗部分提供的分紗成功信號；當接收 到分紗部分發(fā)出的已經(jīng)分出單根經(jīng)紗信號后，控制器發(fā)出相應的穿經(jīng)信號以及卸 紗信號，實現(xiàn)一次經(jīng)紗的穿綜與穿筘。
本實用新型實施簡單，按照機電一體化經(jīng)紗穿綜穿筘機原理圖中的組成部 分，增加協(xié)作件后，逐一實現(xiàn)即可。其具體實現(xiàn)如下
移綜部分綜絲1及綜絲掛架2為既有成品，采用轉(zhuǎn)速高于400轉(zhuǎn)/分、直
線運動精度大于0. 05mm、扭矩大于3N m的步進電機(或伺服電機)作為同列 取綜電機8，采用轉(zhuǎn)速高于400轉(zhuǎn)/分、直線運動精度大于0. 05mm、扭矩大于IN mi 的步進電機(或伺服電機)作為異列取綜電機IO，用鋁合金(或強度大于20MPa 的金屬材料)制成取綜搖桿9，用鋁合金(或塑料、或尼龍)制成取綜爪ll，各 部分按照示意圖組合即可獲得移綜部分。
移筘部分鋼筘為既有成品，采用轉(zhuǎn)速高于400轉(zhuǎn)/分、直線運動精度大于 0. Olmm、扭矩大于5N m的步進電機(或伺服電機)配合導程為6mm-18mm的4 級滾珠絲杠或采用速度高于5m/s、精度大于0.01mm、扭矩大于5N，m的直線電 機作為鋼筘移動裝置5，獲得移筘部分。
分紗部分采用轉(zhuǎn)速高于400轉(zhuǎn)/分、步距角小于1. 8° 、扭矩大于0. 3N *m 的步進電機作為分紗電機12，釆用鋁合金(或塑料、或尼龍)制成分紗爪13， 按示意圖組合即可獲得分紗部分。
穿綜穿筘部分采用轉(zhuǎn)速高于400轉(zhuǎn)/分、直線運動精度大于0. lmm、扭矩 大于3N"m的步進電機(或伺服電機)作為穿經(jīng)電機15，采用鋁合金(或強度 大于20MPa的金屬材料、或尼龍)制成穿經(jīng)搖桿16，采用鋁合金(或塑料、或 尼龍)制成穿經(jīng)刀17，各部分按照示意圖組合即可獲得穿綜穿筘部分。
卸紗部分采用轉(zhuǎn)速高于400轉(zhuǎn)/分、步距角小于1. 8° 、扭矩大于0. 3N ，m 的步進電機作為卸紗電機20，采用鋁合金(或塑料、或尼龍)制成卸紗爪21， 按示意圖組合即可獲得卸紗部分。
協(xié)作件
傳感器采用能夠?qū)㈤g距小于0. 08mm、直徑小于0.12腿的經(jīng)紗分辨出的光 電傳感器(或超聲波傳感器、或紅外傳感器、或激光傳感器、或光纖傳感器)作 為傳感器14。
平臺采用厚度大于10mm、小于30mm的鋼板制成平臺6。
平臺移動裝置采用轉(zhuǎn)速范圍為0. 5轉(zhuǎn)/分-3轉(zhuǎn)/分、扭矩大于10N ，m的減
速電機或調(diào)速電機、配合螺距為6mm-18mm的4級滾珠絲杠，組合成平臺移動裝置7。
控制器以單片機(或ARM7、或ARM9)為核心，設計滿足本實用新型中機 電一體化經(jīng)紗穿綜穿筘機功能要求的微機化測控系統(tǒng)硬件，配以自行研制的、 協(xié)調(diào)各部分工作的軟件，組合成控制器。
上述幾步實現(xiàn)了本實用新型原理圖中的各組成部分，并獲得了各協(xié)作件， 可以組成機電一體化經(jīng)紗穿綜穿筘機。
在實驗室中獲得的機電一體化經(jīng)紗穿綜穿筘機的性能如下
移綜正確率100%移筘正確率100%
分紗成功率99.93%分紗失敗識別率100%
卸紗正確率100%穿綜穿筘效率60根/分-120根/分
穿綜穿筘正確率99.999%。
權利要求1、一種機電一體化經(jīng)紗穿綜穿筘機，其特征是它包括平臺(6)、綜絲掛架(2)、移綜設備、移筘設備、分紗設備、穿綜穿筘設備、卸紗設備以及控制上述設備工作的控制器；懸掛多條綜絲的綜絲掛架(2)、移綜設備、移筘設備、分紗設備、穿綜穿筘設備和卸紗設備都設置在平臺(6)上，平臺(6)由平臺移動裝置(7)驅(qū)動可以向待穿經(jīng)紗(18)方向移動及復位；移綜設備設在綜絲掛架(2)的一側(cè)，它包括同列取綜電機(8)、取綜搖桿(9)、異列取綜電機(10)以及取綜爪(11)，用于拾取綜絲掛架(2)上待穿綜絲的取綜爪(11)安裝在異列取綜電機(10)上，并由其驅(qū)動完成異列綜絲的拾取。異列取綜電機(10)安裝在取綜搖桿(9)上，取綜搖桿(9)安裝在同列取綜電機(8)上并由其驅(qū)動完成擺動移綜；同列取綜電機(8)驅(qū)動移綜設備沿綜絲掛架(2)平行方向移動實現(xiàn)將拾取的綜絲移至穿經(jīng)位置(A)；移筘設備設在綜絲掛架(2)的另一側(cè)，它包括鋼筘移動裝置(5)和鋼筘(3)，鋼筘(3)安裝在鋼筘移動裝置(5)上，鋼筘移動裝置(5)在控制器的控制下驅(qū)動鋼筘(3)移動到穿經(jīng)位置(A)；分紗設備包括分紗電機(12)、分紗爪(13)和傳感器(14)，分紗爪(13)安裝在分紗電機(12)上并由其驅(qū)動作水平面的旋轉(zhuǎn)運動鉤取進入范圍的經(jīng)紗，由傳感器(14)識別分紗爪(13)是否有經(jīng)紗分出；穿綜穿筘設備包括穿經(jīng)電機(15)、穿經(jīng)搖桿(16)、穿經(jīng)刀(17)、穿經(jīng)搖桿(16)的一端安裝在穿經(jīng)電機(15)上，另一端安裝用于鉤取由分紗爪(13)分出的經(jīng)紗并將經(jīng)紗相繼穿過綜絲中部的小孔及鋼筘縫隙的經(jīng)紗穿經(jīng)刀(17)；卸紗設備包括卸紗電機(20)和卸紗爪(21)，用于將穿過綜絲與鋼筘的經(jīng)紗由穿經(jīng)刀上卸下的卸紗爪(21)安裝在卸紗電機(20)上。
專利摘要本實用新型公開了一種機電一體化經(jīng)紗穿綜穿筘機，該設備包括平臺、綜絲掛架、移綜設備、移筘設備、分紗設備、穿綜穿筘設備、卸紗設備以及控制上述設備工作的控制器；懸掛多條綜絲的綜絲掛架、移綜設備、移筘設備、分紗設備、穿綜穿筘設備和卸紗設備都設置在平臺上，平臺由平臺移動裝置驅(qū)動可以向待穿經(jīng)紗方向移動及復位，而平臺上各設備則在控制器的協(xié)調(diào)下自動完成經(jīng)紗的穿綜穿筘工序。本實用新型采用了智能識別及微機控制技術，因而操作異常簡便，能夠輕松滿足后道織布進度的需要，從而極大地提高了生產(chǎn)效率。其還降低了生產(chǎn)成本，并使穿綜穿筘由復雜落后的手工操作完成了向機電一體化的自動化操作的根本性轉(zhuǎn)變。
文檔編號D03J1/00GK201010749SQ20072003640
公開日2008年1月23日 申請日期2007年3月22日 優(yōu)先權日2007年3月22日
發(fā)明者洪 王 申請人:洪 王