1.本发明涉及纺织设备技术领域，具体为一种圆纬机自动落布机及控制方法。
背景技术：
2.纺织工业作为我国的基础产业，日益向集群化发展，所以对纺织生产自动化的要求越来越高，在圆纬机纺织车间工作流程中包括：圆纬机织布工序、割布工序、落满布辊工序以及上空布辊工序。
3.传统的工作流程是：圆纬机先进行织布，双层布料不断的在布辊上缠绕，当布辊已经缠满布料时，机器停止，人工进行布料切割，然后经人工或agv小车托运布辊，最后人工上空辊，这一过程需要人工干预，会造成工作过程较为繁琐、效率低且工作强度大的问题。
技术实现要素：
4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种圆纬机自动落布机及控制方法，解决了上述背景技术中提出的传统的落户过程，需要人工干预，会造成工作过程较为繁琐、效率低且工作强度大的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
8.一种圆纬机自动落布机，包括滑轨结构、升降结构和机械臂结构；
9.所述滑轨结构包括四个滑轨基座，750瓦带减速器电机一，减速电机支架和移动底座，所述滑轨基座上方对称布置两条滑轨，滑轨上安装四个滚珠滑块，四个滚珠滑块安装在移动底座底面四角，750瓦带减速器电机一通过减速电机支架与移动底座固定安装，750瓦带减速器电机一输出轴上安装有齿轮，滑轨基座焊接有齿条，齿轮与齿条啮合；
10.所述升降结构包括升降底板，升降底板与滑轨结构之间固定安装有四根4040铝型材，升降底板上方从下到上顺次设有上升降板，下升降板，中部固定方板和顶部方板，所述升降底板螺纹连接有四根光轴，下升降板和上升降板之间设有直线轴承，直线轴承供光轴穿过，升降底板中部配套安装有圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承固定安装有丝杠，丝杠上装有滚珠滑块，滚珠滑块与上升降板固定安装，上升降板与下升降板之间连接有三个六棱柱，750瓦带减速器电机二安装在上升降板上，顶部方板中央固定安装有400瓦带减速器电机一，400瓦带减速器电机一输出轴与丝杆顶端连接，400瓦带减速器电机一用于带动丝杠转动；
11.所述机械臂结构包括轴一，第一滚轮，第二滚轮，第三滚轮和轴二，所述轴一通过轴承和端盖安装在上升降板、下升降板之间，轴一通过键连接安装有下铝型材支臂，轴一上端固定安装有上铝型材支臂，上铝型材支臂与下铝型材支臂之间固定安装有2020铝型材，下铝型材支臂固定安装有400瓦带减速器电机二，支臂末端固定安装装有上轴承座和下轴承座，所述轴二通过轴承和端盖固定安装在上轴承座和下轴承座之间，轴二通过键连接固
定安装有第一滚轮，400瓦带减速器电机二输出轴上固定安装安装有第二滚轮，轴一固定安装有第三滚轮，下铝型材支臂通过螺栓与第三滚轮螺纹连接，第三滚轮与下铝型材支臂同步转动，轴二固定安装有托辊臂，托辊臂上方两端设有托辊手爪，托辊手爪一端固定安装有直流电机，直流电机输出轴焊接有割刀，托辊手爪固定安装有罩壳。
12.优选地，所述托辊臂靠近割刀一端设有两个支杆，两个支杆对称固定安装在托辊臂上下两侧，所述支杆连接有电推杆，电推杆伸长端设有连接板，连接板连接有马达，马达输出轴连接有牵引辊，所述支杆相对侧连接有弹簧，弹簧远离支杆一端连接有热熔板，所述连接板设有气囊。
13.优选地，所述滑轨两端安装有弹性防撞块，并配备有接近开关。
14.优选地，所述升降底板与中部固定方板上装有防撞弹性块，同时安装有npn型接近开关。
15.优选地，所述割刀罩壳采用扭簧装置并配备张力传感器进行检测。
16.优选地，所述托辊手爪内侧装有压力传感器。
17.优选地，还包括运动控制系统，所述运动控制系统由一体化工控机、运动控制板、驱动器、伺服电机、直流电机、继电器、传感器、微动开关和电源模块组成。
18.本发明还提供一种圆纬机自动落布机控制方法：
19.步骤一，检测圆纬机布料是否生产结束，若生产结束，则发送割布信号给圆纬机自动落布机；
20.步骤二，圆纬机自动落布机动作，由零位行走至割布初始位置，直流电机启动，割刀转动，待转到预设速度，走割布直线运动，割布结束，直流电机关闭，割刀停转，退回至割布初始位置；
21.步骤三，割布完成后，圆纬机自动落布机发送托辊信号，agv小车托运满布辊，agv小车将满布辊托运走后，升降结构下降至托辊高度，开始从空辊架上托运空辊，自动落布机托辊动作完成，然后把空辊放入圆纬机内部，自动落布机开始回归零位；
22.步骤四，当线未割断时，微动开关常闭触点断开，机器急停、报警，人工干预，直至割布动作完成；
23.步骤五，自动落布机整个托辊过程，托辊手爪上压力传感器会自动监测压力值的变化情况，验证空辊是否顺利托起，以及空辊是否顺利落下。
24.有益效果
25.本发明提供了一种圆纬机自动落布机及控制方法。具备以下有益效果：
26.1、该种圆纬机自动落布机，以scara机器人为原型，设计用于圆纬机生产布料时的自动割布、上空辊工具-自动落布机，将传统的人工割布、上空辊变成了自动割布、自动落布、自动上空辊的操作，解决了人工劳动强度大、工作效率不高的问题，真正实现了机器换人。
27.2、该种圆纬机自动落布机，通过牵引辊与气囊配合，在切割布匹前先夹持住布匹，且割刀移动时跟随移动，始终保证割刀四周布匹处于受力均匀。以此避免切割面不整齐。再通过热熔板作为二级防护，进一步加强布匹切割端的稳定性，防止纱线扯出。
附图说明
28.图1为本发明结构示意图；
29.图2为本发明结构滑轨结构示意图；
30.图3为本发明结构升降结构示意图；
31.图4为本发明结构机械臂结构示意图；
32.图5为本发明结构运动控制板示意图；
33.图6为本发明结构工作流程图；
34.图7为本发明结构工作状态图；
35.图8为本发明局部结构工作状态图；
36.图9为本发明局部结构展示图；
37.图中：1滑轨结构、1-1滑轨基座、1-2减速电机支架、1-3弹性防撞块、1-4 750瓦带减速器电机一、1-5 4040铝型材、1-6移动底座、1-7滚珠滑块、1-8滑轨、1-9齿条、2升降结构、2-1圆锥滚子轴承、2-2直线轴承、2-3丝杠、2-4中部固定方板、2-5顶部方板、2-6 400瓦带减速器电机一、2-7锁轴器、2-8 750瓦带减速器电机二、2-9上升降板、2-10六棱柱、2-11下升降板、2-12光轴、2-13升降底板、3机械臂结构、3-1直流电机、3-2托辊臂、3-3第一滚轮、3-4上轴承座、3-5下轴承座、3-6第二滚轮、3-7 400瓦带减速器电机二、3-8下铝型材支臂、3-9第三滚轮、3-10上铝型材支臂、3-112020铝型材、3-12托辊手爪、3-13割刀和罩壳、4轴一、5轴二、6支杆、6-1连接板、6-2弹簧、6-3热熔板、7电推杆、8马达、9牵引辊、10气囊。
具体实施方式
38.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。
39.一种圆纬机自动落布机，如图1-9所示，包括滑轨结构1、升降结构2和机械臂结构3。滑轨结构1上方与升降结构2连接，机械臂3与升降结构2滑动配合。
40.滑轨结构1包括四个滑轨基座1-1，750瓦带减速器电机一1-4，减速电机支架1-2和移动底座1-6。滑轨基座1-1采用地脚螺栓固定在地面上。滑轨基座1-1上方对称固定安装有两条滑轨1-8，滑轨1-8上滑动配合有四个滚珠滑块1-7，四个滚珠滑块1-7分别对应移动底座1-6底面四角。750瓦带减速器电机一1-4通过减速电机支架1-2与移动底座1-6固定安装，750瓦带减速器电机一1-4输出轴上安装有齿轮，滑轨基座1-1焊接有齿条，齿轮与齿条啮合。
41.升降结构2包括升降底板2-13，升降底板2-13与滑轨结构1之间固定安装有四根4040铝型材1-5，升降底板2-13上方从下到上顺次设有上升降板2-9，下升降板2-11，中部固定方板2-4和顶部方板2-5。升降底板2-13螺纹连接有四根光轴2-12，下升降板2-11和上升降板2-9之间固定安装有直线轴承2-2，直线轴承2-2供光轴2-12穿过，升降底板2-13中部配套安装有圆锥滚子轴承2-1，圆锥滚子轴承2-1固定安装有丝杠2-3，丝杠2-3上滑动配合有滚珠滑块1-7，滚珠滑块1-7与上升降板2-9固定安装，上升降板2-9与下升降板2-11之间采用螺栓螺纹连接有三个六棱柱2-10。
42.750瓦带减速器电机二2-8固定安装在上升降板2-9上，电机输出轴固定安装有带轮。顶部方板2-5中央固定安装有400瓦带减速器电机一2-6，400瓦带减速器电机一2-6输出
轴与丝杆2-3顶端焊接，400瓦带减速器电机一2-6用于带动丝杠2-3转动。通过带动丝杠2-3旋转，使得上升降板2-9、下升降板2-11做升降运动。
43.升降结构2还包括锁轴器2-7，通过圆锥滚子轴承2-1与锁轴器2-7对丝杠2-3进行辅助定位，四根光轴2-12穿过顶部方板2-5，通过锁轴器2-7固定位置。
44.机械臂结构3包括轴一4，第一滚轮3-3，第二滚轮3-6，第三滚轮3-9和轴二5。轴一4通过轴承和端盖安装在上升降板2-9、下升降板2-11之间，轴一4通过键连接安装有下铝型材支臂3-8，轴一4上端固定安装有上铝型材支臂3-10，上铝型材支臂3-10与下铝型材支臂3-8之间固定安装有2020铝型材3-11，下铝型材支臂3-8固定安装有400瓦带减速器电机二3-7。支臂末端固定安装装有上轴承座3-4和下轴承座3-5，轴二5通过轴承和端盖固定安装在上轴承座3-4和下轴承座3-5之间，轴二5通过键连接固定安装有第一滚轮3-3。
45.400瓦带减速器电机二3-7输出轴上固定安装安装有第二滚轮3-6，轴一4固定安装有第三滚轮3-9，下铝型材支臂3-8通过螺栓与第三滚轮3-9螺纹连接，第三滚轮3-9与下铝型材支臂3-8同步转动，轴二5固定安装有托辊臂3-2，托辊臂3-2上方两端固定安装有托辊手爪3-12，托辊手爪3-12一端固定安装有直流电机3-1，直流电机3-1输出轴焊接有割刀，托辊手爪3-12固定安装有罩壳3-13。
46.上述第三滚轮3-9除了与下铝型材支臂3-8做同步转动，还与升降部分的带轮传动连接。第一滚轮3-3与第二滚轮3-6通过皮带传动连接。
47.在工作过程中，由于割刀切割布匹，处于割断处下方的布匹垂落导致受力不均匀。且布匹本身具有一定弹性，故垂落的布匹拉扯切割处，导致切割面不整齐。切割面不整齐易导致纱线扯出。
48.为此，在托辊臂3-2靠近割刀一端设有两个支杆6，两个支杆6对称固定安装在托辊臂3-2上下两侧。支杆6固定安装有电推杆7，电推杆7伸长端焊接有连接板6-1，连接板6-1固定安装有马达8。马达8输出轴焊接有牵引辊9。连接板6-1固定粘接有气囊10。气囊10一端连通有气泵。通过气泵往气囊10内充气，使得气囊10膨胀。气囊10膨胀与牵引辊9抵触，从而夹住布匹。
49.工作时，将布匹侧边穿过气囊10与牵引辊9，两者将布匹夹持住。切割过程中，随着割刀移动，马达8带动牵引辊9转动。通过牵引辊9与气囊10配合，起到夹持割刀附近的布匹。从而防止切割后布匹垂落，而导致受力不均匀。避免布匹垂落使得切割面不整齐。避免切割面不整齐使得纱线易扯出。
50.在支杆6相对侧固定安装有弹簧6-2，弹簧6-2远离支杆6一端固定安装有热熔板6-3。热熔板6-3紧贴牵引辊9。当布匹经过热熔板6-3加热，布匹中的纱线与热熔板6-3接触区域烧结在一起。从而起到二级防护效果。即便切割处纱线扯出，但由于烧结处纱线粘结在一起。故起到阻止纱线继续扯出的目的。
51.滑轨两端安装有弹性防撞块1-3，并配备有接近开关。
52.升降底板2-13与中部固定方板2-4上装有防撞弹性块，同时安装有npn型接近开关，防止升降带来的误撞，对升降动作进行安全限位。
53.割刀和罩壳3-13采用扭簧装置并配备张力传感器进行检测，当检测到有张力输出时，张力传感器传给运动控制板，机器报警。
54.托辊手爪3-12内侧装有压力传感器，会实时监测压力变化情况，保证空辊的顺利
托起和落下。
55.本实施例中机械臂结构3通过关节1转动安装在升降结构2的上升降板2-9、下升降板上2-11，以关节1为基点做水平关节运动，升降结构2安装在滑轨结构1的移动底座1-6上方，移动底座1-6主要带动升降结构2和机械臂结构3做沿着滑轨1-8方向的直线运动。
56.滑轨结构1、升降结构2和机械臂结构3分别做直线运动、升降运动和水平关节运动，以满足割布和托辊的工作需求。
57.整个方案还包括运动控制系统，运动控制系统由一体化工控机、运动控制板、驱动器、伺服电机、直流电机、继电器、传感器、微动开关和电源模块组成。
58.电源模块给控制系统供电，一体化工控机主要下发程序给运动控制板，运动控制板发脉冲给驱动器，进而带动各个电机转动，中间继电器可以给各个传感器分配常开和常闭触点，限位传感器起到保护机器人的作用，当机器过行程时，传感器被触发，常闭触点断开，常开触点闭合，机器出现保护性的急停、报警，或某一关节急停、报警，微动开关主要监测割布动作是否顺利完成，压力传感器主要监测空布辊是否顺利托起以及是否顺利落下。
59.如图5所示，运动控制板包含：cpu、晶振电路、复位按钮、485通讯端口、开关量和脉冲输出端口，其中cpu做中央处理单元，晶振电路主要给控制板提供时间基准让控制板实现基本功能，485通讯端口主要作用是与一体化工控机相连，开关量控制割布电机，脉冲输出控制各电机动作。
60.一种圆纬机自动落布机控制方法：
61.步骤一，检测圆纬机布料是否生产结束，若生产结束，则发送割布信号给圆纬机自动落布机；
62.步骤二，圆纬机自动落布机动作，由零位行走至割布初始位置，直流电机3-1启动，割刀转动，待转到预设速度，走割布直线运动，割布结束，直流电机3-1关闭，割刀停转，退回至割布初始位置；
63.步骤三，割布完成后，圆纬机自动落布机发送托辊信号，agv小车托运满布辊，agv小车将满布辊托运走后，升降结构下降至托辊高度，开始从空辊架上托运空辊，自动落布机托辊动作完成，然后把空辊放入圆纬机内部，自动落布机开始回归零位；
64.步骤四，当线未割断时，微动开关常闭触点断开，机器急停、报警，人工干预，直至割布动作完成；
65.步骤五，自动落布机整个托辊过程，托辊手爪3-12上压力传感器会自动监测压力值的变化情况，验证空辊是否顺利托起，以及空辊是否顺利落下。
66.综上所述，本发明实施例提供的一种圆纬机自动落布机及控制方法，自动落布机以scara机器人为原型，设计用于圆纬机生产布料时的自动割布、上空辊工具-自动落布机，将传统的人工割布、上空辊变成了自动割布、自动落布、自动上空辊的操作，解决了人工劳动强度大、工作效率不高的问题，真正实现了机器换人。
67.并且，通过牵引辊9与气囊10配合，在切割布匹前先夹持住布匹，且割刀移动时跟随移动，始终保证割刀四周布匹处于受力均匀。以此避免切割面不整齐。再通过热熔板6-3作为二级防护，进一步加强布匹切割端的稳定性，防止纱线扯出。
68.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。