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[摘 要]本文针对整经机落轴自动化程度低、劳动强度大的问题，设计了整经机织轴自动上落车。自动上落车机械部分主要由举升机构、传动机构和行走机构组成；控制系统由PLC控制电机伺服控制器，实现上落车的行走、举升和上、落轴功能。该整经机织轴自动上落车能节省人力成本、降低工人劳动强度、提高工作率。
[关键词]自动上落装置；举升；行走；控制；伺服；PLC
中图分类号：TS103.323 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0200-02
0.引言
整经是将经纱按照一定数量、密度、宽幅和技术要求卷绕成一定长度经轴的工序。国内整经车间内，经轴的上、落、运输仍然依靠人力工作，使得生产效率低、生产成本高、生产风险大[1-2]。
当前我国纺织行业用人成本不断增加，压缩了纺织行业的利润空间，在“中国制造2025”的引领下，纺织车间工艺流程智能化程度仍待提高。针对以上情况，本文对整经机经轴上落运输机器人的落轴机构进行研究[3]。
1.经轴上落运输机器人整体机械结构和工作过程
图1为整经机经轴上落运输机器人的上、落轴工作示意图。机器人整体机构主要分为三个部分：由提升托臂3、提升电机4、货叉机构5组成的空轴上轴机构[4-5]；落轴小车9为落轴机构；由电源6、控制面板7、机器人驱动轮10、落轴小车轨道11、万向轮12及车体组成的机器人整体框架结构。
当整经机经轴满匹时，整经机经轴上落运输机器人自经轴库中通过货叉机构5和提升托臂3动作获取到空轴，机器人借助内置的AGV寻迹驱动装置行进至整经机车头1前，与整经机车头1对接，并将空轴提升至C位置待机；落轴小车9自机器人后方经落轴小车轨道11开行至整经机车头1前D位置，准备接取位于A位置的满轴，整经机车头1内的拍合机构松开，满轴滚落，落轴小车接取满轴后运动至B位置，落轴小车动作完成；提升托臂3将空轴下降至D位置，货叉机构5前伸，将空轴送至整经机车头1内的A位置，拍合机构将空轴咬合，上轴动作完成；机器人借助内置AGV寻迹驱动装置行驶至经轴库，落轴小车9开行至D位置将满轴卸下，全部动作完成。
2.落轴小车运动规划
初始状态时，小车在机器人内部待机；当小车接收到落轴装载信号时，经轨道行驶至机器人与整经机车头对接位置D（如图1）对满轴进行装载，装载后经轨道行驶回初始待机位置B；当机器人行驶至满轴库时，小车接到落轴卸载信号，行驶至机器人与满轴库对接位置D对满轴进行卸载，卸载后经轨道重回机器人内部初始位置B待机。
3.落轴小车机械结构
落轴小车主要机械结构为：举升机构、行走机构、车身框架。如图3，落轴小车车身框架采用横档连接墙板式设计，由一号支撑横档4、二号支撑横档5、三号支撑横档11、四号支撑横档12通过接连两侧墙板2组成车身框架，对举升机构、行走机构进行支撑。
3.1 举升机构
如图2，举升机构电机10通过一号传动链8带动举升电机传动轴1旋转，再通过设置在举升电机传动轴1两端的二号传动链15带动圆偏心凸轮13转动，从而使举升托臂3抬起将满轴托举完成。
如图3，当需要将从整经机落下的满轴装载时，圆偏心凸轮1最小向径应与举升托臂5下表面垂直，举升托臂5位于整个工作过程的最低位置，即A位置，落轴小车整体向满轴方向运动，使举升托臂5伸到位于C位置的经轴刹车盘3下方，举升托臂5上表面与经轴刹车盘3最小间距为13mm；圆偏心凸轮1顺时针旋转，带动举升托臂5绕其回转轴4上升，当圆偏心凸轮1位于最大向径与举升托臂5下表面垂直时，举升托臂位5于整个工作过程的最高位置，即B位置，经轴位于举升工作的最高点D位置，举升电机自锁，举升动作完成，落轴小车退回机器人内部待机位置。当机器人行驶至满轴库时，落轴小车行进至机器人与满轴库对接位置，为减小冲击，圆偏心凸轮1逆时针旋转，举升托臂5降落到A位置，带动经轴降落至C位置，满轴移交给满轴库，卸载动作完成，落轴小车后退返回机器人内部待机位置。
3.2 行走机构
由于机器人内部空间有限，为使落轴小车降低高度以合理利用空間，将车轮布置在小车两侧。，行走机构电机9（如图2）通过传动带7（如图2）带动行走机构传动轴旋转，通过电机的正反转来实现落轴小车的前进和后退。
4 结论
整经机经轴上落运输机器人可以代替人工进行经轴的上、落操作，落轴小车将实现经轴满匹之后的落轴动作及满轴的运输。在实际工作环境中依据人工上、落织轴的过程，规划出自动上、落织轴车的运动轨迹。为纺织企业车间智能化程度的提升奠定了一定的基础。
参考文献
[1] 陈革，杨建成.纺织机械概论[M].北京：中国纺织出版社，2011.5.
[2] 杜星祝，梁东凯，李铬等.经轴自动上落系统的设计与研究[J].起重运输机械，2016（12）：53-55.
[3] 蒋少军，周鸣理，杜德林等.整经机的发展趋势[J].纺织导报，2008（06）：38-42.
[4] 梁睦.堆垛机3层货叉直线差动机构的设计[J].起重运输机械，2005（03）：32-33.
[5] 程军红，梁睦等.齿轮齿条直线差动行程增倍机构的设计与应用[J].机械传动，2005（04）：73-74.
[关键词]自动上落装置；举升；行走；控制；伺服；PLC
中图分类号：TS103.323 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0200-02
0.引言
整经是将经纱按照一定数量、密度、宽幅和技术要求卷绕成一定长度经轴的工序。国内整经车间内，经轴的上、落、运输仍然依靠人力工作，使得生产效率低、生产成本高、生产风险大[1-2]。
当前我国纺织行业用人成本不断增加，压缩了纺织行业的利润空间，在“中国制造2025”的引领下，纺织车间工艺流程智能化程度仍待提高。针对以上情况，本文对整经机经轴上落运输机器人的落轴机构进行研究[3]。
1.经轴上落运输机器人整体机械结构和工作过程
图1为整经机经轴上落运输机器人的上、落轴工作示意图。机器人整体机构主要分为三个部分：由提升托臂3、提升电机4、货叉机构5组成的空轴上轴机构[4-5]；落轴小车9为落轴机构；由电源6、控制面板7、机器人驱动轮10、落轴小车轨道11、万向轮12及车体组成的机器人整体框架结构。
当整经机经轴满匹时，整经机经轴上落运输机器人自经轴库中通过货叉机构5和提升托臂3动作获取到空轴，机器人借助内置的AGV寻迹驱动装置行进至整经机车头1前，与整经机车头1对接，并将空轴提升至C位置待机；落轴小车9自机器人后方经落轴小车轨道11开行至整经机车头1前D位置，准备接取位于A位置的满轴，整经机车头1内的拍合机构松开，满轴滚落，落轴小车接取满轴后运动至B位置，落轴小车动作完成；提升托臂3将空轴下降至D位置，货叉机构5前伸，将空轴送至整经机车头1内的A位置，拍合机构将空轴咬合，上轴动作完成；机器人借助内置AGV寻迹驱动装置行驶至经轴库，落轴小车9开行至D位置将满轴卸下，全部动作完成。
2.落轴小车运动规划
初始状态时，小车在机器人内部待机；当小车接收到落轴装载信号时，经轨道行驶至机器人与整经机车头对接位置D（如图1）对满轴进行装载，装载后经轨道行驶回初始待机位置B；当机器人行驶至满轴库时，小车接到落轴卸载信号，行驶至机器人与满轴库对接位置D对满轴进行卸载，卸载后经轨道重回机器人内部初始位置B待机。
3.落轴小车机械结构
落轴小车主要机械结构为：举升机构、行走机构、车身框架。如图3，落轴小车车身框架采用横档连接墙板式设计，由一号支撑横档4、二号支撑横档5、三号支撑横档11、四号支撑横档12通过接连两侧墙板2组成车身框架，对举升机构、行走机构进行支撑。
3.1 举升机构
如图2，举升机构电机10通过一号传动链8带动举升电机传动轴1旋转，再通过设置在举升电机传动轴1两端的二号传动链15带动圆偏心凸轮13转动，从而使举升托臂3抬起将满轴托举完成。
如图3，当需要将从整经机落下的满轴装载时，圆偏心凸轮1最小向径应与举升托臂5下表面垂直，举升托臂5位于整个工作过程的最低位置，即A位置，落轴小车整体向满轴方向运动，使举升托臂5伸到位于C位置的经轴刹车盘3下方，举升托臂5上表面与经轴刹车盘3最小间距为13mm；圆偏心凸轮1顺时针旋转，带动举升托臂5绕其回转轴4上升，当圆偏心凸轮1位于最大向径与举升托臂5下表面垂直时，举升托臂位5于整个工作过程的最高位置，即B位置，经轴位于举升工作的最高点D位置，举升电机自锁，举升动作完成，落轴小车退回机器人内部待机位置。当机器人行驶至满轴库时，落轴小车行进至机器人与满轴库对接位置，为减小冲击，圆偏心凸轮1逆时针旋转，举升托臂5降落到A位置，带动经轴降落至C位置，满轴移交给满轴库，卸载动作完成，落轴小车后退返回机器人内部待机位置。
3.2 行走机构
由于机器人内部空间有限，为使落轴小车降低高度以合理利用空間，将车轮布置在小车两侧。，行走机构电机9（如图2）通过传动带7（如图2）带动行走机构传动轴旋转，通过电机的正反转来实现落轴小车的前进和后退。
4 结论
整经机经轴上落运输机器人可以代替人工进行经轴的上、落操作，落轴小车将实现经轴满匹之后的落轴动作及满轴的运输。在实际工作环境中依据人工上、落织轴的过程，规划出自动上、落织轴车的运动轨迹。为纺织企业车间智能化程度的提升奠定了一定的基础。
参考文献
[1] 陈革，杨建成.纺织机械概论[M].北京：中国纺织出版社，2011.5.
[2] 杜星祝，梁东凯，李铬等.经轴自动上落系统的设计与研究[J].起重运输机械，2016（12）：53-55.
[3] 蒋少军，周鸣理，杜德林等.整经机的发展趋势[J].纺织导报，2008（06）：38-42.
[4] 梁睦.堆垛机3层货叉直线差动机构的设计[J].起重运输机械，2005（03）：32-33.
[5] 程军红，梁睦等.齿轮齿条直线差动行程增倍机构的设计与应用[J].机械传动，2005（04）：73-74.