本发明专利技术涉及一种环锭纺细纱近原锭位引纱接头装置及方法，用于环锭细纱机自动接头，所述装置包括：工业机器人、纱管夹取装置、环形气流绕纱定位装置、纱线输送与牵引装置、张力传感器、辅助纱退绕装置及气源；所述接头方法步骤为：近原锭位抓取断纱纱管上移、环形气流绕纱定位装置伸入锭位、定位钢丝圈并将辅助纱卷绕在断纱纱管上、断纱纱管及装置归位、牵引纱线穿钢丝圈、气圈环、导纱钩、喂入罗拉完成接头。整个接头过程，基于张力反馈的气电协同调节，使任意时刻纱线上的张力保持在期望张力值附近。本发明专利技术提供了一种近原位引纱接头方法与装置，解决了现有引纱接头技术装置复杂，步骤繁琐，难以实现近原锭位稳定引纱接头。难以实现近原锭位稳定引纱接头。难以实现近原锭位稳定引纱接头。
【技术实现步骤摘要】
一种环锭纺细纱近原位自动接头方法及装置
[0001]本专利技术涉及一种用于环锭纺细纱的断纱近原位自动接头方法以及采用该方法的装置，属于环锭纺细纱自动接头
技术介绍
[0002]细纱作为纺纱工艺中的关键工序，在纺织生产中起到重要作用，其断纱(从前罗拉输出至筒管之间连续的细纱条发生断裂的现象)将直接影响纺纱的生产效率。针对断纱问题，当前主要依靠工人手动完成接头，劳动强度高且生产效率低，无法适应现代化生产，因此实现环锭纺细纱自动接头具有重要的现实需求及意义。
[0003]目前，环锭纺细纱自动接头分为找纱接头和引纱接头，由于找纱接头在原断纱纱管上找断头困难且成功率低，而引纱接头通过引辅助纱卷绕断纱纱管表面替代纱管表面找断头完成接头动作，接头成功率普遍高于直接找断纱接头，是当下主要使用的自动接头方法.例如中国专利CN105019076A中提供的“带引纱的环锭细纱断头自动智能接头方法与装置”、中国专利CN102560770A中提供的“一种细纱自动检测断头、自动接头方法及装置”、中国专利CN113174668A中提供的“一种环锭细纱机自动接头装置及方法”等。然而引纱接头技术仍存在不少缺陷，无法完全替代人工接头应用于实际生产，现有环锭纺引纱自动接头技术主要存在问题有：
[0004](1)现有引纱接头装置结构复杂，难以在断纱锭位狭小空间内完成整个接头动作；
[0005](2)现有引纱接头方法步骤繁琐，引辅助纱动作耗时久，造成整个接头过程效率低；
[0006](3)现有引纱接头方法与装置进行辅助纱绕纱操作不稳定，没有考虑对纱线力控制问题，在实际接头过程中容易出现纱线飘动、粘结、断裂等问题，造成辅助纱绕纱成功率低，直接影响接头成功率。
技术实现思路
[0007]本专利技术要解决的技术问题是：现有引纱接头方法步骤繁琐，难以实现近原锭位稳定引纱接头。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术的一个技术方案是提供了一种环锭纺细纱近原位自动接头方法，将纱管的高度方向定义为上下方向，其特征在于，包括以下步骤：
[0009]步骤1、纱管夹取装置伸入断纱锭位，将断纱纱管移动至原断纱锭位正上方；
[0010]步骤2、环形气流绕纱定位装置伸入断纱锭位，并使其环形气流产生装置在纲领正上方包裹断纱纱管；
[0011]步骤3、工业机器人驱动纱线输送与牵引装置移动至环形气流产生装置位置处，并使得纱线输送与牵引装置的正向喷嘴经由环形气流产生装置上的缺口伸入其内；
[0012]步骤4、辅助纱退绕装置退绕辅助纱管上的纱线，从而为纱线输送与牵引装置提供辅助纱；
[0013]气源为纱线输送与牵引装置以及环形气流产生装置供气，其中：
[0014]气源为纱线输送与牵引装置供气后，辅助纱退绕装置提供的辅助纱经由纱线输送与牵引装置的反向喷嘴进入纱线输送与牵引装置内后，再经过张力传感器进入正向喷嘴，并自正向喷嘴向环形气流产生装置内的断纱纱管输送辅助纱；
[0015]步骤5、气源为环形气流产生装置供气后，在断纱纱管与纲领表面形成逆时针环形气流场，所送入辅助纱在逆时针环形气流场作用下绕断纱纱管旋转并绕至断纱纱管表面，同时，由纱管夹取装置带动断纱纱管同步逆时针旋转，从而配合逆时针环形气流场实现辅助纱在断纱纱管上的绕纱；
[0016]辅助纱在逆时针环形气流场作用下持续、稳定地卷绕在断纱纱管的表面，同时，环形气流产生装置利用所产生的逆时针环形气流场使得钢丝圈绕纲领旋转，并利用电磁铁将钢丝圈定位于纲领正前方；
[0017]步骤6、辅助纱在断纱纱管上的绕纱以及钢丝圈的定位完成后，停止气源向纱线输送与牵引装置以及环形气流产生装置供气，纱线输送与牵引装置的正向喷嘴退出气流产生装置，纱管夹取装置将绕有辅助纱的断纱纱管放回原断纱锭位后，与环形气流绕纱定位装置退回原位；
[0018]步骤7、工业机器人驱动纱线输送与牵引装置至指定位置，牵引完成绕纱的辅助纱依次完成穿钢丝圈、穿导纱勾与喂罗拉动作，结束整个接头流程，其中，在整个接头过程中，通过张力传感器实时检测辅助纱的张力值，基于所反馈的辅助纱实时张力值，通过气电协同控制，使任意时刻辅助纱上的张力保持在期望张力值附近。
[0019]优选地，步骤4中，辅助纱退绕装置通过驱动步进电机四退绕辅助纱管上纱线从而为纱线输送与牵引装置提供辅助纱，整个接头过程中的所述气电协同控制包括以下步骤：
[0020]建立辅助纱上的张力F
张
与步进电机四的转速n之间的关系，如下式所示：
[0021][0022]式中，J
m
与J
t
为步进电机四自身惯量与负载惯量，T为步进电机四的升速时间，K为预先确定的步进电机四附加作用于辅助纱的关系式；
[0023]基于上式建立气电协同控制模型，采用气电协同控制模型建立引纱接头过程中辅助纱上的张力与步进电机四的转速n之间的动态关系；同时，加入PID控制器，以张力传感器反馈的实时张力值与期望张力值作为PID控制器的输入，将PID控制器输出的偏差值输入气电协同控制模型，由气电协同控制模型输出对应的步进电机四的转速调整值，调整步进电机四的转速n，使得辅助纱上的张力时刻保持在期望张力值附近。
[0024]本专利技术的另一个技术方案是提供了一种环锭纺细纱近原位自动接头装置，其特征在于，包括：
[0025]纱管夹取装置：用于伸入断纱锭位，将断纱纱管从原断纱锭位移至其正上方；还用于使断纱纱管逆时针旋转；还用于在完成辅助纱在断纱纱管的绕纱和钢丝圈的定位流程后，将绕有辅助纱的断纱纱管放回原锭位；
[0026]环形气流绕纱定位装置，进一步包括环形气流产生装置；当断纱纱管从原断纱锭位被移至其正上方后，由气源为环形气流产生装置供气，从而在断纱纱管与纲领表面形成逆时针环形气流场，配合逆时针旋转的断纱纱管使得辅助纱绕在断纱纱管上；同时，环形气
流绕纱定位装置利用底部的电磁铁产生磁力，以定位钢丝圈；
[0027]辅助纱退绕装置，用于向纱线输送与牵引装置提供辅助纱；
[0028]纱线输送与牵引装置：工业机器人驱动纱线输送与牵引装置移动至环形气流产生装置位置处，并使得纱线输送与牵引装置的正向喷嘴经由环形气流产生装置上的缺口伸入其内，从而为环形气流绕纱定位装置提供辅助纱；辅助纱在断纱纱管上的绕纱以及钢丝圈的定位完成后，工业机器人驱动纱线输送与牵引装置至指定位置，牵引纱线依次完成穿钢丝圈、穿导纱勾与喂罗拉动作，结束整个接头流程；
[0029]张力传感器固连在纱线输送与牵引装置中间，用于检测辅助纱的实时张力值，基于反馈的辅助纱的实时张力值，通过气电协同控制，使任意时刻辅助纱上的张力保持在期望张力值附近。
[0030]优选地，所述纱管夹取装置包括步进电机一、滚珠丝杆一、双轴气缸、步进电机二和气动夹爪，其中：
[0031]步进电机一经由滚珠丝杆一驱动双轴气缸13上下移至指定位置；双轴气缸和气动夹爪分别连接电磁阀，气动夹爪与步进电机二相联结，步本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种环锭纺细纱近原位自动接头方法，将纱管的高度方向定义为上下方向，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、纱管夹取装置伸入断纱锭位，将断纱纱管移动至原断纱锭位正上方；步骤2、环形气流绕纱定位装置伸入断纱锭位，并使其环形气流产生装置在纲领正上方包裹断纱纱管；步骤3、工业机器人驱动纱线输送与牵引装置移动至环形气流产生装置位置处，并使得纱线输送与牵引装置的正向喷嘴经由环形气流产生装置上的缺口伸入其内；步骤4、辅助纱退绕装置退绕辅助纱管上的纱线，从而为纱线输送与牵引装置提供辅助纱；气源为纱线输送与牵引装置以及环形气流产生装置供气，其中：气源为纱线输送与牵引装置供气后，辅助纱退绕装置提供的辅助纱经由纱线输送与牵引装置的反向喷嘴进入纱线输送与牵引装置内后，再经过张力传感器进入正向喷嘴，并自正向喷嘴向环形气流产生装置内的断纱纱管输送辅助纱；步骤5、气源为环形气流产生装置供气后，在断纱纱管与纲领表面形成逆时针环形气流场，所送入辅助纱在逆时针环形气流场作用下绕断纱纱管旋转并绕至断纱纱管表面，同时，由纱管夹取装置带动断纱纱管同步逆时针旋转，从而配合逆时针环形气流场实现辅助纱在断纱纱管上的绕纱；辅助纱在逆时针环形气流场作用下持续、稳定地卷绕在断纱纱管的表面，同时，环形气流产生装置利用所产生的逆时针环形气流场使得钢丝圈绕纲领旋转，并利用电磁铁将钢丝圈定位于纲领正前方；步骤6、辅助纱在断纱纱管上的绕纱以及钢丝圈的定位完成后，停止气源向纱线输送与牵引装置以及环形气流产生装置供气，纱线输送与牵引装置的正向喷嘴退出气流产生装置，纱管夹取装置将绕有辅助纱的断纱纱管放回原断纱锭位后，与环形气流绕纱定位装置退回原位；步骤7、工业机器人驱动纱线输送与牵引装置至指定位置，牵引完成绕纱的辅助纱依次完成穿钢丝圈、穿导纱勾与喂罗拉动作，结束整个接头流程，其中，在整个接头过程中，通过张力传感器实时检测辅助纱的张力值，基于所反馈的实时辅助纱的实时张力值，通过气电协同控制，使任意时刻辅助纱上的张力保持在期望张力值附近。2.如权利要求1所述的一种环锭纺细纱近原位自动接头方法，其特征在于，步骤4中，辅助纱退绕装置通过驱动步进电机四退绕辅助纱管上纱线从而为纱线输送与牵引装置提供辅助纱，则整个接头过程中的所述气电协同控制包括以下步骤：建立辅助纱上的张力F
张
与步进电机四的转速n之间的关系，如下式所示：式中，J
m
与J
t
为步进电机四自身惯量与负载惯量，T为步进电机四的升速时间，K为预先确定的步进电机四附加作用于辅助纱的关系式；基于上式建立气电协同控制模型，采用气电协同控制模型建立引纱接头过程中辅助纱上的张力与步进电机四的转速n之间的动态关系；同时，加入PID控制器，以张力传感器反馈的实时张力值与期望张力值作为PID控制器的输入，将PID控制器输出的偏差值输入气电协
同控制模型，由气电协同控制模型输出对应的步进电机四的转速调整值，调整步进电机四的转速n，使得辅助纱上的张力时刻保持在期望张力值附近。3.一种环锭纺细纱近原位自动接头装置，其特征在于，包括：纱管夹取装置：用于伸入断纱锭位，将断纱纱管从原断纱锭位移至其正上方；还用于使断纱纱管逆时针旋转；还用于在完成辅助纱在断纱纱管的绕纱和钢丝圈的定位流程后，将绕有辅助纱的断纱纱管放回原锭位；环形气流绕纱定位装置，进一步包括环形气流产生装置；当断纱纱管从原断纱锭位被移至其正上方后，由气源为环形气流产生装置供气，从而在断纱纱管与纲领表面形成逆时针环形气流场，配合逆时针旋转的断纱纱管使得辅助纱绕在断纱纱管上；同时，环形气流绕纱...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪俊亮，孙嘉豪，张洁，李冬武，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：
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