纺织学报 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (07): 178-185.doi: 10.13475/j.fzxb.20201205708

• 机械与器材 • 上一篇    下一篇

圆纬机纱架自动换筒技术

屠佳佳1,2, 孙磊1, 毛慧敏1, 戴宁1, 朱婉珍1, 史伟民1()   

  1. 1.浙江理工大学 浙江省现代纺织装备技术重点实验室, 浙江 杭州 310018
    2.浙江机电职业技术学院 自动化学院, 浙江 杭州 310053
  • 收稿日期:2020-12-21 修回日期:2022-03-13 出版日期:2022-07-15 发布日期:2022-07-29
  • 通讯作者: 史伟民
  • 作者简介:屠佳佳(1987—),男,讲师,博士生。主要研究方向为纺织智能检测与控制。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目(2017YFB1304000)

Automatic bobbin changing technology for circular weft knitting machines

TU Jiajia1,2, SUN Lei1, MAO Huimin1, DAI Ning1, ZHU Wanzhen1, SHI Weimin1()   

  1. 1. Key Laboratory of Modern Textile Machinery & Technology of Zhejiang Province, Zhejiang Sci-Tech University,Hangzhou, Zhejiang 310018, China
    2. College of Automation, Zhejiang Institute of Mechanical and Electrical Engineering, Hangzhou, Zhejiang 310053, China
  • Received:2020-12-21 Revised:2022-03-13 Published:2022-07-15 Online:2022-07-29
  • Contact: SHI Weimin

摘要:

针对传统人工换筒的圆纬机存在生产自动化程度低、劳动强度大、人力成本高等问题,提出一种基于桁架机器人和换筒机械手的自动换筒方案。根据人工更换纱筒仿生工艺,结合圆纬机生产车间布局、纱架结构、纱筒类型以及换筒周期等因素,设计了桁架机器人和换筒机械手的机械结构,以及自动换筒的工艺流程和电气原理图等,并研制了实验室测试机构。最后研究了基于AS320T模块和伺服电动机的纱筒更换控制算法,实现了利用触摸屏作为人机交互界面的自动换筒功能。测试结果表明,采用此控制技术满足了圆纬机纱架自动换筒的准度、稳定性以及重复性要求,实现了以“机器换筒、人工接头”的方式为圆纬机续线,对解决传统人工换筒存在的问题具有重要意义。

关键词: 圆纬机, 自动换筒, 纱架, 纱筒, 桁架机器人, 换筒机械手

Abstract:

Facing the problems such as low automation, high labor intensity and high labor cost associated with traditional manual cylinder changing, a new automatic cylinder changing scheme based on truss robot and bobbin changing manipulator was proposed. According to the bionic technology of manual changing the bobbin, the mechanical structure of the truss robot and the bobbin changing manipulator was designed and a laboratory testing machine was developed, taking in to considerations of the factors such as the layout of the production workshop, the structure of the bobbin, the type of the bobbin and the changing period, the process flow and the electrical principle diagram of the automatic bobbin changing. The control algorithm of bobbin change based on AS320T module and servo motor was established, and the function of automatic bobbin change was achieved by using a touch-screen as man-machine interface. The research results show that the control technology can meet the requirements on precision, stability and repeatability of the automatic bobbin changing of the circular weft knitting machine, and realize the function of "automatic bobbin changing with manual thread joining" for the circular weft knitting machine, which is significant in solving the problems in traditional manual bobbin changing.

Key words: circular weft knitting machine, automatic bobbin changing, bobbin holder, bobbin, truss robot, bobbin changing manipulator

中图分类号: 

  • TP103.7

图1

纱架结构图"

图2

圆纬机纱架自动换筒系统结构框图"

图3

桁架机器人仿真结构"

图4

换筒机械手结构图 1—撑爪;2—顶杆;3—导向盘;4—刹车盘;5—撑爪座;6—驱动盘; 7—齿轮;8—刹车气缸;9—顶杆气缸;10—翻转座;11—旋转座; 12—翻转气缸;13—并联气缸;14—推杆。"

图5

主控模块接线图"

表1

伺服电机的型号及参数"

序号 名称 电动机型号 输入电源
(220 V)
额定输出/
kW
1 X GYH302C6-TC2 三相 3.0
2 Y GYB751D5-RC2 单相 0.75
3 Z GYG152C5-RG2-B 三相 1.5
4 A、B位 GYB751D5-RC2 单相 0.75
5 撑爪 GYB201D5-RC2-B 单相 0.2

图6

圆纬机纱架自动换筒流程"

图7

换筒机人机交互界面"

图8

圆纬机纱架换筒机构实物图"

表2

X轴、Y轴和Z轴测试数据"

序号 脉冲数/个 测量距离/mm 理论距离/mm 误差/mm
X Y Z X Y Z X Y Z X Y Z
1 0 0 0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.2 -0.2 0.0 -0.2 0.2
2 50 100 100 14.5 2.0 10.0 14.8 2.1 10.0 -0.3 -0.1 0.0
3 100 200 200 29.5 4.0 21.0 29.6 4.1 20.2 -0.1 -0.1 0.8
4 150 300 300 45.5 6.0 30.5 44.4 6.0 30.4 1.1 0.0 0.1
5 200 400 400 59.0 8.0 40.5 59.2 7.9 40.6 -0.2 0.1 -0.1
6 250 500 500 74.0 10.0 50.5 74.0 9.8 50.8 0.0 0.2 -0.3
7 300 600 600 89.0 12.0 60.8 88.8 11.7 61.0 0.2 0.3 -0.2
8 350 700 700 105.0 14.5 70.7 103.6 13.7 71.2 1.4 0.8 -0.5
9 400 800 800 117.5 16.0 81.0 118.4 15.6 81.4 -0.9 0.4 -0.4
10 450 900 900 134.0 17.0 92.0 133.2 17.5 91.6 0.8 -0.5 0.4
11 500 1 000 1 000 148.0 19.0 103.0 148.0 19.4 101.7 0.0 -0.4 1.3
12 550 2 000 2 000 161.0 38.0 202.0 162.8 38.6 203.6 -1.8 -0.6 -1.6
13 600 3 000 3 000 178.0 57.5 306.5 177.6 57.8 305.5 0.4 -0.3 1.0
14 650 4 000 4 000 191.0 76.0 407.5 192.4 77.0 407.4 -1.4 -1.0 0.1
15 700 5 000 5 000 206.0 97.0 508.8 207.2 96.2 509.3 -1.2 0.8 -0.5
16 750 6 000 6 000 221.5 115.0 611.8 222.0 115.4 611.2 -0.5 -0.4 0.6
17 800 7 000 7 000 237.0 135.5 712.5 236.8 134.6 713.1 0.2 0.9 -0.6
18 850 8 000 8 000 253.0 153.5 815.0 251.6 153.8 815.0 1.4 -0.3 0.0
19 900 9 000 9 000 267.0 172.5 918.0 266.3 173.0 916.9 0.7 -0.5 1.1
20 1 000 10 000 10 000 296.0 192.0 1 019.0 295.9 192.2 1 018.8 0.1 -0.2 0.2
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