自主移动式换筒装置以及换筒方法
阅读说明：本技术 自主移动式换筒装置以及换筒方法 (Autonomous mobile type can changing device and can changing method ) 是由 邱丽遐 于 2020-12-28 设计创作，主要内容包括：一种自主移动式换筒装置以及换筒方法,取代传统的固定式的换筒装置,是一种带有脚轮的自主移动式的换筒装置。空条筒和满条筒置于所述自主移动式换筒装置的顶部。当自主移动式换筒装置所装载是圆形条筒的时候,所述自主移动式换筒装置在纺纱准备机的圈条盘启动的时候,同步地驱使其顶部上方的圆形空条筒旋转,而自主移动式换筒装置相对于纺纱准备机的位置(尤其是圈条盘)保持固定不动,以便纤维条一圈一圈地圈放在条筒中。当自主移动式换筒装置所装载是矩形条筒的时候,所述自主移动式换筒装置在圈条盘启动的时候,自身做往复式直线移动,而矩形条筒相对于自主移动式换筒装置保持相对静止,从而带动矩形条筒跟随作往复式运动。(An autonomous mobile creeling device and a creeling method replace the traditional fixed creeling device, and is an autonomous mobile creeling device with casters. And the empty cans and the full cans are arranged at the top of the autonomous movable can changing device. When the autonomous mobile can changer is loaded with a round can, the autonomous mobile can changer synchronously drives the round empty can above the top of the round empty can to rotate when a can winding disc of the spinning preparation machine is started, and the position of the autonomous mobile can changer relative to the spinning preparation machine (especially the can winding disc) is kept stationary, so that the fiber can is wound in the can one by one. When the rectangular sliver can is loaded by the autonomous mobile can changing device, the autonomous mobile can changing device does reciprocating linear movement when the can coiling disc is started, and the rectangular sliver can keeps relatively static relative to the autonomous mobile can changing device, so that the rectangular sliver can is driven to do reciprocating movement along with the rectangular sliver can.)
技术领域
本发明公开一种自主移动式换筒装置和换筒方法，以及具有这种装置的纺纱准备机，尤其是梳棉机、并条机和精梳机。
背景技术
在短纤维纺纱过程中，梳棉机、精梳机和并条机被广泛的使用。梳棉机将梳理后的纤维网，汇聚成纤维条，一圈圈地圈放在条筒里。并条机将从梳棉机、头道并条机或者精梳机出来的纤维条，经过牵伸或者匀整后，成圈地圈放在条筒里。同样的，精梳机，也是将一般多达8个棉网卷装，经过精梳工艺后，牵伸和平行拉伸后的纤维条，成圈地圈放在条筒里。条筒被用来装载梳棉机、精梳机和并条机的纤维条，当条筒被装满（达到指定的长度）后，一个空条筒置换满条筒，如此循环开始这个换筒过程。对于梳棉机、并条机和精梳机，一般都有实现这个功能的条筒自动换筒装置。
公知的是：目前梳棉机、并条机和精梳机的自动换筒装置，采用旋转式或者线性式的方式将满条筒推出，将空条筒喂入。在这个过程中，对于圆形条筒，驱动条筒的条筒盘（条筒置放在条筒盘上）围绕着条筒垂直轴心线旋转，将纤维条一圈圈的圈放在圆形条筒中；对于矩形条筒，驱动条筒的条筒盘（条筒置放在条筒盘上）带动条筒往复运动，将纤维条一圈圈放置在矩形条筒中。当满筒后，条筒盘停止运动，由换筒推杆将满条筒推离条筒盘，将空条筒喂入条筒盘上。条筒的运动是一种被动式的运动，常常导致装载满纤维条的条筒倾倒，而且空条筒和满条筒交换过程中，也需要较长的时间，一般多大1-3分钟。另一个不利的是：所述的条筒自动换筒装置，是并条机、梳棉机和精梳机的一部分，和主机固定安装在一起，同时需要较大的空间空筒库，用来储存空条筒。
比如专利CN102605495B“多头牵伸机及其盛条筒的更换方法”，提出一种用类似十字旋转杆的装置，通过旋转180度，将满条筒和空条筒更换。其缺点是：条筒是一种被动式的移动，被十字旋转杆从条筒盘上驱动，将满条筒推移离开生产区域，将空条筒喂入生产区域。条筒盘相对于与并条机，位置固定没有移动。十字旋转杆需要额外的驱动装置，而且结构复杂，稳定性差。
比如专利CN106232884B“在梳理机上用于利用纤维带、例如棉花、化学纤维或者类似物填充圆形条筒的设备”，提出一种梳棉机在空条筒和满条筒的更换过程中，圈条盘是可以移动的，当条筒里的纤维条达到指定长度（满筒）时候，圈条盘迅速地移动到空条筒顶部，开始将纤维条圈放在一个新的空条筒中，然后通过推杆将满筒从条筒盘上方推离，将一个新的空条筒喂入条筒盘上方。这个换筒过程中，需要移动圈条盘，同时切换2个条筒盘的驱动，整个换筒装置的结构复杂，成本高昂。
进一步地，随着智能纺纱工厂时代的到来，条筒更倾向于被AGV车或者条筒轨道自动的运输，这种被动式的条筒更换方式，AGV车需要从换筒装置装载满条筒，将空条筒喂入换筒装置，限制或者不利于AGV车进行自动的搬运条筒。
发明内容
为了克服目前条筒自动换筒装置的缺点，本发明提供了一种自主移动式换筒装置和换筒方法，以及具有这种装置的纺纱准备机。
本发明提出的具体的技术方案如下所述。
一种自主移动式的换筒装置，取代传统的固定式的换筒装置，是一种带有脚轮的自主移动式的换筒装置。空条筒和满条筒置于所述自主移动式换筒装置的顶部。
自主移动式换筒装置，将空条筒和满条筒在并条机、梳棉机、精梳机、粗纱机、气流纺纱机、涡流纺纱机、空条筒库、满条筒库、条筒临时存放区之间运输。从而取代了传统的借助AGV车、并条机、精梳机和梳棉机的换筒装置一起配合实现自动条筒运输，将两者功能合二为一。一方面由于取代了自动换筒装置，从而节省了并条机、精梳机和梳棉机的占地面积，一方面，灵活的自主移动式的换筒装置，实现了条筒自动搬运在纺纱准备机和粗纱机、转杯纺纱机和涡流纺纱机等无缝对接。
所述自主移动式的换筒装置携带空条筒，移动到纺纱准备机的圈条器下方区域。当空条筒被纺纱准备机的圈条盘圈放的纤维条达到指定长度（满筒）的时候，所述自主移动式的换筒装置，驱动脚轮开始转动，离开纺纱准备机，将满条筒运输到指定的目的地。
所述目的地是并条机的导条架、条并卷联合机的导条架、粗纱机的导条架、气流纺、涡流纺或者喷气纺的纺纱单元的条筒喂入区、满条筒临时存放区，条筒库等。根据具体的厂房设计和纺纱要求，可以具体的定义条筒的目的地。
当所述自主移动式的换筒装置将满条筒运输到指定目的地后，放下满条筒，装载上空条筒，等候指令。作为一种优选实施方式，所述装载空条筒的自主移动式换筒装置移至纺纱准备机的空条筒等候区域。
当纺纱准备机完成填充满空条筒后，满条筒的自主移动式换筒装置和该满条筒一起移走后，所述装载空条筒的自主移动式换筒装置，根据指令，移动并且定位到所述纺纱准备机的圈条盘下方区域的纤维条圈放区域，开始装载纤维条。
如此循环工作，装载空条筒和装载满条筒的自主移动式换筒装置一起配合，完成纺纱准备机的自动换筒过程。
这里有两种情形。公知地是：由于纺纱厂中，常用的条筒有两种形状。一种是矩形条筒，一种是圆形条筒。对于这两种形状的条筒，纺纱准备机在圈条器下方的工作方法是不一样的。
为了适应不同的条筒形状，本发明所述的自主移动式换筒装置也采用两种不同的工作方法来分别对于矩形条筒和圆形条筒。
当自主移动式换筒装置所装载是圆形条筒的时候，所述自主移动式换筒装置在纺纱准备机的圈条盘启动的时候，同步地驱使其顶部上方的圆形空条筒旋转，而自主移动式换筒装置相对于纺纱准备机的位置（尤其是圈条盘）保持固定不动，以便纤维条一圈一圈的圈放在条筒中。
当自主移动式换筒装置所装载是矩形条筒的时候，所述自主移动式换筒装置在前纺设备的圈条盘启动的时候，自身做往复式直线移动，而条筒相对于自主移动式换筒装置保持相对静止，以便纤维条一圈一圈地圈放在矩形条筒中。
所述自主移动式换筒装置，有2个或者2个以上的脚轮，以及驱使脚轮移动的驱动系统。驱动系统驱使所述自主移动式换筒装置在各个纺纱工序之间移动，运输空条筒和满条筒，并且完成空条筒和满条筒的更换。为了实现这种功能，通常一台纺纱准备机，采用2台自主移动式换筒装置一起工作。
所述自主移动式换筒装置，在其顶部有一个条筒旋转盘，由一个电机通过马达驱动条筒旋转盘旋转，从而驱使放置在条筒旋转盘上的圆形条筒旋转。
所述自主移动式换筒装置，能够驱使自己往复式的移动，从而实现将置于其顶部上方的矩形条筒往复式的在纺纱准备机的圈条盘下方区域往复式的移动，从而实现纤维条沿着矩形条筒纵轴线方向成圈的圈放在矩形条筒中。
所述的圆形条筒通常有直径是300/400/450/470/500/600/800/1000/1200mm；高度是在900-1500mm之间。根据选定的不同的直径的圆形条筒，所述自主移动式换筒装置也配置相应的尺寸。
所述矩形条筒的长宽高分别是：（600-1500）mm ，（180-600）mm ，（900-1500）mm。
所述的圆形条筒和矩形条筒是置于自主移动式换筒装置的顶部区域，即是置放在所述自主移动式换筒装置的上方。对于圆形条筒来说，所述圆形条筒置放于自主移动式换筒装置上方的条筒旋转盘上。对于矩形条筒来说，所述矩形条筒置放于自主移动式换筒装置的上方，相对于换筒装置保持静止。
所述自主移动式换筒装置，有自主定位功能。将背负在上方的圆形条筒和矩形条筒，定位在纺纱准备机的圈条盘下方区域。由于目前的自主定位技术，已经可以实现毫米级别，从而能够将条筒精确定位在纺纱准备机的圈条器下方，从而实现精确的条子圈放，在条筒中有完美的条子成型。
所述自主移动式换筒装置，有自主导航功能。当背负的条筒达到预设的长度，即是条筒已经装载预订的长度的纤维条，所述自主移动式换筒装置，驱使脚轮，将满条筒运输到指定的目的地。所述目的地是并条机的导条架、条并卷联合机的导条架、粗纱机的导条架、气流纺、涡流纺或者喷气纺的纺纱单元的条筒喂入区、满条筒临时存放区，条筒库等。所述自主移动式换筒装置，当运载是圆形条筒时候，能够驱动其顶部的条筒旋转。当所背负的条筒是空条筒的时候，所述自主移动式换筒装置将空条筒移至纺纱准备机的圈条盘下方区域，进行纤维条的圈放。
所述自主移动式换筒装置，当运载是矩形条筒时候，借助脚轮驱动本体和矩形条筒在圈条器下方一起做往复运动。所述自主移动式换筒装置在往复移动的左边极限位置和右边极限位置之间的距离，由矩形条筒的长度决定和相关联的。当自主移动式换筒装置在往复移动的左边极限位置和右边极限位置之间移动的过程中，矩形条筒一直有部分在圈条盘的下方，从而能够让纤维条圈放在矩形条筒中，而不至于被圈放在矩形条筒之外。
所述自主移动式换筒装置，当运载是圆形条筒时候，能够驱动置放在条筒旋转盘上的圆形条筒在圈条器下方，以一定比例的转速和圈条盘同步旋转。
作为一个优先实施方式，所述自主移动式换筒装置是一种潜伏式的AGV车。所述的圆形条筒和矩形条筒置放在AGV车的上方。所述的潜伏式AGV车上增加本发明所需要驱动条筒的驱动装置。以便实现驱动圆形条筒跟随圈条盘成一定比例的转速进行旋转。
作为本发明优选实施方式：所述自主移动式换筒装置是一种AGV车。所述AGV车采用自主导航模式工作。根据预先规划的路线地图，背负条筒在各个纺纱工序之间工作。
作为本发明优选实施方式，所述AGV车，具有自动定位模块，能精确地定位在纺纱准备机的圈条盘的下方区域。
通常，一台并条机、梳棉机或者精梳机，可以有多台所述的换筒装置一起合作。每个自主移动式的换筒装置，既能运走满条筒，也能运回空条筒，如此重复循环工作。
本发明所述的纺纱准备机，包括但不限于：并条机、梳棉机、精梳机。
相对于传统的并条机、梳棉机和精梳机的固定式的自动换筒装置，本发明提出一种新的并条机、梳棉机和精梳机，采用本发明所提出的自主移动式换筒装置，将换筒功能从整机独立出来。所述自主移动式换筒装置将满条筒移出纺纱准备机，运输到指定位置；将空条筒移至纺纱准备机的圈条盘下方，进行纤维条的填充。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，用来解释本专利，并不构成对本专利的限制。在附图中：
图1是并条机的本发明的使用圆形条筒的一个自主移动式换筒装置侧视示意图。
图2是本发明的自主移动式换筒装置驱动圆形条筒俯视示意图。
图3是本发明的自主移动式换筒装置驱动圆形条筒侧视示意图。
图4是并条机的本发明的使用矩形条筒的一个自主移动式换筒装置侧视示意图。
图5是本发明的自主移动式换筒装置驱动矩形条筒侧视示意图。
图6是本发明的自主移动式换筒装置驱动矩形条筒俯视示意图。
图7是本发明的自主移动式换筒装置驱动矩形条筒往复运动侧视示意图。
图8是梳棉机的本发明的使用圆形条筒的一个自主移动式换筒装置侧视示意图。
图9是梳棉机的本发明的使用矩形条筒的一个自主移动式换筒装置侧视示意图。
图10是精梳机的本发明的使用圆形条筒的一个自主移动式换筒装置侧视示意图。
图11是精梳机的本发明的使用矩形条筒的一个自主移动式换筒装置侧视示意图。
附图标记说明：1.圆形条筒；2.圈条盘；3.纤维条；4.脚轮；5.条筒旋转盘；6.皮带；7.皮带轮；8.矩形条筒；9.棉网卷装；A.自主移动式换筒装置；D.并条机；C.梳棉机；E.精梳机；F1. 4上3下牵伸系统；F2. 3上3下牵伸系统；S1.圈条盘旋转方向；S2.条筒旋转盘旋转方向；S3.自主移动式换筒装置往复运动方向；M.电机；L1.矩形条筒的纵轴线；L2.自主移动式换筒装置左边极限位置；L3.自主移动式换筒装置右边极限位置；G.自主移动式换筒装置的往复运动距离；R.导棉罗拉对。
具体实施方式
下面结合附图描述本发明的实施方式。
实施例一。
如图1、图2和图3所示，是本发明的自主移动式换筒装置在使用圆形条筒的并条机的一个实施例。
图1是并条机的本发明的使用圆形条筒的一个自主移动式换筒装置侧视示意图。
并条机是纺纱厂中必备的一道纺纱准备机。所纺的原料是来自梳棉机、精梳机或者上一道并条机的条筒1里面的纤维条3。如图1所示，一般是4-8个装满纤维条3的条筒1喂入并条机D的导条架，经过牵伸系统F1后，喂入圈条盘2中。经过旋转的圈条盘2的旋转作用，将牵伸后的纤维条3置放在圆形条筒1中。所述的牵伸体现F1，一般是4上3下的牵伸系统。
如图1所示，装载纤维条3的圆形条筒1置放在自主移动式换筒装置A的顶部上方。
所述的自主移动式换筒装置A，有4个脚轮4，是一种潜伏式的AGV车。具有自主导航和自主定位的功能。
所述自主移动式换筒装置A，将填充满的条筒1离开并条机D的圈条盘2下方，运输到指定的目的地：比如粗纱机、气流方式、涡流纺纱机或者条筒储存库等；或者将空圆形条筒1移至圈条盘2的下方，进行条筒的填充和圈放。
相对于传统的固定式的自动换筒装置，本实施例的自主移动式换筒装置A，能够及时地将满条筒移出并条机D，将空条筒1移入并条机D，从而取代固定式的自动换筒装置。进一步地是，所述自主移动式换筒装置，取代了传统的专门的AGV车的搬运条筒的功能。不仅具有更换条筒的功能，还具有搬运条筒到指定目的地的功能。可以说是传统的并条机的自动换筒装置和搬运条筒的AGV车的合二为一。
进一步地，如图2所示，图2是本发明的自主移动式换筒装置驱动圆形条筒俯视示意图。图3是本发明的自主移动式换筒装置驱动圆形条筒侧视示意图。
如图2和3所示，当自主移动式换筒装置A，将空的圆形条筒1定位到并条机D的圈条盘2的下方圈条区域的时候，电机M通过皮带6和皮带轮7驱动条筒旋转盘5沿着S2方向旋转。置于条筒旋转盘5上方的圆形条筒1，随着条筒旋转盘5的旋转沿着S2的方向旋转。由于并条机D的圈条盘2的旋转和电机驱动条筒旋转盘5的旋转的转速有一定比例，且条筒旋转盘5和圈条盘中之间有一个偏心距，从而纤维条3成一圈一圈的置放在圆形条筒1当中，如图2所示。
所述的自主移动式换筒装置A，是一台潜伏式AGV车，有4个脚轮4，在自主导航的功能下，将填充满纤维条3的圆形条筒1移至指定的目的地。比如在本实施例，中自主移动式换筒装置A，将圆形条筒1移至粗纱机。
实施例二。
如图4、图5、图6和图7所示，是本发明的自主移动式换筒装置在使用矩形条筒的并条机的一个实施例。
图4是并条机的本发明的使用矩形条筒的一个自主移动式换筒装置侧视示意图。在本实施例中，所述的自主移动式换筒装置A是一台潜伏式AGV车。有4个脚轮4。其中，矩形条筒8置放在所述换筒装置A的顶部上方。 所述的自主移动式换筒装置A，在自主导航和自主定位的功能下，将空的矩形条筒8移至并条机D的圈条盘2下方的圈放区域。当并条机的圈条盘2开始圈放纤维条3的时候，自主移动式换筒装置A同时地自主地子圈条盘2下方的圈放区域，沿着S3的往复移动。固定在自主移动式换筒装置A上方的矩形条筒8也随着沿着S3的方向往复移动。借助圈条盘2的旋转运动和矩形条筒8的往复运动，从而纤维条3沿着矩形条筒8的纵轴方向成一圈一圈圈放在矩形条筒8中。
图5是本发明的自主移动式换筒装置驱动矩形条筒侧视示意图。所述自主移动式换筒装置A在脚轮4的转动作用下往复移动，带动置于自主移动式换筒装置A的上方的矩形条筒8一起沿着S3作往复运动。所述脚轮4的转动作用，是由自主移动式换筒装置A自身的控制系统控制的。
图6是本发明的自主移动式换筒装置驱动矩形条筒俯视示意图。从俯视角度看，所述的纤维条3是沿着矩形条筒8的纵轴线L1的方向一圈一圈地圈放在矩形条筒8中。
图7是本发明的自主移动式换筒装置驱动矩形条筒往复运动侧视示意图。进一步地是，从图7中，所述自主移动式换筒装置A的往复运动的距离G是处在自主移动式换筒装置A移动的左边极限位置L2和右边极限位置L3之间的距离。从图7所示，自主移动式换筒装置A一直处在圈条盘2的下方的圈放区域，从而保证纤维条3能够在这个往复运动过程中，一直圈放在矩形条筒8中，而不会甩到矩形条筒8的外面。 所述的往复运动的距离G是根据矩形条筒8的长度来决定的，在本发明中个，是一个工艺参数，可以进行具体的调节。
实施例三。
如图8所示，是本发明的自主移动式换筒装置在使用圆形条筒的梳棉机的一个实施例。图8是梳棉机的本发明的使用圆形条筒的一个自主移动式换筒装置侧视示意图。
梳棉机C的纤维条3在一对导棉罗拉对R的引导下，喂入梳棉机C的圈条盘2中。经过沿着S1旋转的圈条盘2的圈放作用，纤维条3被一圈一圈的圈放在圆形条筒1中。
所示的自主移动式换筒装置A有一个条筒旋转盘5。圆形条筒1置放于条筒旋转盘5的上方，在圈条盘2的下方。自主移动式换筒装置A驱动条筒旋转盘5沿着S2的方向旋转，从而带动圆形条筒1随着S2方向旋转。自主移动式换筒装置A的旋转的转速和圈条盘2的旋转转数之间是一个固定的比例关系，从而实现将纤维条3一圈一圈的圈放在圆形条筒1中。
所示的自主移动式换筒装置A是有脚轮4的潜伏式AGV车，将背负其上的圆形条筒移入和移出梳棉机C的圈条盘2下方圈放区域。
实施例四。
如图9所示，是本发明的自主移动式换筒装置在使用矩形条筒的梳棉机的一个实施例。图9是梳棉机的本发明的使用矩形条筒的一个自主移动式换筒装置侧视示意图。
梳棉机C的纤维条3在一对导棉罗拉对R的引导下，喂入梳棉机C的圈条盘2中。经过沿着S1旋转的圈条盘2的圈放作用，纤维条3被一圈一圈的圈放在矩形条筒8中。
与此同时，所示的自主移动式换筒装置A沿着S3方向有一个往复运动，将固定在其上方的矩形条筒8在圈条盘2下方的圈放区域沿着S3往复运动。其中，所示的自主移动式换筒装置A往复的距离G见如图7所示。
所示的纤维条3在圈条盘2的旋转作用和矩形条筒8的往复运动作用下，成一圈一圈的纵轴向圈放在矩形条筒8中。
实施例五。
如图10所示，是本发明的自主移动式换筒装置在使用圆形条筒的精梳机E的一个实施例。图10是精梳机E的本发明的使用圆形条筒的一个自主移动式换筒装置侧视示意图。
来自8个棉网卷装9的纤维条，在牵伸系统F2的牵伸下，变成一根纤维条3，喂入精梳机E的圈条盘2中。经过沿着S1旋转的圈条盘2的圈放作用，纤维条3被一圈一圈的圈放在圆形条筒1中。
所示的自主移动式换筒装置A有一个条筒旋转盘5。圆形条筒1置放于条筒旋转盘5的上方，在圈条盘2的下方。自主移动式换筒装置A驱动条筒旋转盘5沿着S2的方向旋转，从而带动圆形条筒1随着S2方向旋转。自主移动式换筒装置A的旋转的转速和圈条盘2的旋转转数之间是一个固定的比例关系，从而实现将纤维条3一圈一圈的圈放在圆形条筒1中。
所示的自主移动式换筒装置A是有脚轮4的潜伏式AGV车，将背负其上的圆形条筒移入和移出精梳机E的圈条盘2下方圈放区域。
实施例六。
如图11所示，是本发明的自主移动式换筒装置在使用矩形条筒的精梳机的一个实施例。图11是精梳机E的本发明的使用矩形条筒的一个自主移动式换筒装置侧视示意图。
来自8个棉网卷装9的纤维条，在牵伸系统F2的牵伸下，变成一根纤维条3，喂入精梳机E的圈条盘2中。经过沿着S1旋转的圈条盘2的圈放作用，纤维条3被一圈一圈的圈放在矩形条筒8中。
与此同时，所示的自主移动式换筒装置A沿着S3方向有一个往复运动，将固定在其上方的矩形条筒8在圈条盘2下方的圈放区域沿着S3往复运动。其中，所示的自主移动式换筒装置A往复的距离G见如图7所示。
所示的纤维条3在圈条盘2的旋转作用和矩形条筒8的往复运动作用下，成一圈一圈的纵轴向圈放在矩形条筒8中。
进一步地是，在本实施例一到实施例六中，所示的自主移动式换筒装置A实现了圆形条筒1和矩形条筒8的自动换筒功能和运输作用。进一步地是，为实现了自动搬运条筒提供了一种全新的实施方式。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不限制本发明的保护范围有权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明新型做出各种修改或者等同替换，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，这种修改或等同替换也应该为落在本发明的保护范围内。
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