用于从纺纱路线上的纤维的捆包中自动拾取纤维的设备和 方法 【技术领域】
本发明涉及一种用于从纺织品生产线上的纤维的捆包中自动拾取纤维的设备和方法。 背景技术 从捆包中拾取成束的纤维是加工的第一步， 这导致由纤维形成纱线。
对于所有的捆包而言， 具有相同的地理原产地或由相同的纤维组成是罕见的 ； 事 实上， 由于天然纤维具有高度取决于源产地以及植物类型的特性， 因此将纤维混合以获得 具有所需质量特性的最终的纱线并使生产成本最小化。
此外， 通常会对合成纤维或诸如来自于精梳废料的 “精梳” 纤维之类的来自于产品 废料的纤维进行加工。
捆包通常被沿拾取设备的侧面成排定位并且所有的捆包并不处于同一高度， 以便 在被成排放置时， 它们具有错列的轮廓。此外， 正是由于它们不同的原产地和纤维质量， 因 此， 捆包的密度不同。而且， 同一捆包内的密度也存在差别， 在自由的上表面上的密度较小 ( 即捆包在表面上是较软的 ) 而中间 ( 捆包， 即， 在中心处 ) 较密。
拾取设备通常由在轨道上平移的支柱组成， 成排的捆包位于轨道的侧面 ； 这些支 柱支承摆臂， 该摆臂在捆包的上方经过并且通常利用装备有尖端的转辊拾取一层纤维。该 支柱沿轨道进行往返运动， 从而使臂每次经过都拾取一层纤维。
例如在本申请人名下的文件 EP-A1-1571244 中描述了拾取设备的一个示例。
如上所述， 捆包的轮廓是错列的并且纤维的密度并非是恒定不变的。
为了从一排捆包上执行拾取， 一些拾取设备预见到如下设定 ： 开始拾取的高度以 及将要被拾取的层的厚度 ； 每次经过时， 该机器降低臂以拾取另一层。在单次经过期间， 臂 的高度保持恒定不变。
这种设备可能会在特别是加工的开始时， 在轮廓是错列的情况下并且由于不同的 纤维密度而产生问题。
反之， 由 Marzoli S.p.A 制造的 B12N 设备是一种装备有其高度根据臂作用在捆包 上的压力而进行调节的臂的自动拾取设备 ； 这种设备甚至是在加工开始时也正确地操作。
发明内容
本发明的目的是进一步改进自动设备， 并确定一种改进的用于从纤维的捆包中拾 取纤维的方法。
此目的通过一种拾取设备来实现， 该拾取设备包括 ：
- 臂， 其能够在捆包的上方沿水平拾取轴线平移， 装备有能够从捆包的自由表面拾 取纤维的拾取装置 ；
- 传送装置， 其能够将拾取到的纤维传送至后续工序， 所述传送装置操作性地连接于所述拾取装置 ；
- 致动装置， 其能够使所述臂以受控的方式竖向运动 ；
- 第一控制装置， 其能够调节致动装置以基于限定捆包的状态或拾取设备的状态 的第一组参数的值来控制臂的竖向运动 ；
- 第二控制装置， 其能够调节致动装置以基于限定捆包的状态或拾取设备的状态 的第二组参数的值来控制臂的竖向运动 ；
- 启动装置， 其能够根据限定捆包的状态或拾取设备的状态的一组选择参数的值 来致动所述第一控制装置或所述第二控制装置， 以借助于所述第一控制装置或所述第二控 制装置调节所述致动装置。
此目的还通过自动方法来实现， 该方法包括如下步骤 ：
- 使装备有拾取装置的臂移动到纤维的捆包上并拾取一层纤维 ；
- 使臂以受控的方式竖向运动 ；
其中， 该使臂以受控的方式竖向运动的步骤可选择地通过下述方式进行 ：
a) 基于限定捆包的状态或拾取设备的状态的第一组参数的值来控制臂的竖向移 动；
或
b) 基于限定捆包的状态或拾取设备的状态的第二组参数的值来控制臂的竖向移 动；
- 根据限定捆包的状态或拾取设备的状态的一组选择参数的值来选择模式 a) 或 b)。 附图说明
根据本发明的设备和方法的特征和优势将通过下文作为非限制性示例并参照附 图进行的描述而是显而易见的， 其中 ：
- 图 1 示出了根据本发明的根据优选实施方式的从一捆纤维中拾取纤维的拾取设 备的轴测图 ；
- 图 2 示出了根据本发明的拾取设备的方框图 ；
- 图 3 示出了根据本发明的拾取设备的臂的简图 ；
- 图 4a 至 4c 示出了拾取阶段。 具体实施方式
参照附图， 附图标记 1 总体上表示纤维生产线上的拾取单元。
该单元 1 包括轨道 2， 该轨道 2 沿平移轴线 X 具有延伸部。纤维的捆包沿轨道 2、 沿所述轨道的一侧或两侧、 时而连续时而彼此间隔地定位。这种捆包占据地面上位于轨道 2 旁边的拾取区域。
优选地， 该单元 1 包括排出管道 3， 该排出管道 3 与位于该拾取设备的下游的其它 设备相联系， 执行后续工序或吸尘。例如， 该排出管道 3 定位在轨道 2 的导轨之间。
该单元 1 还包括拾取设备 4， 该拾取设备 4 放置在轨道 2 上并且一旦接到指令就能 够沿轨道 2 平移。具体来说， 该设备 4 包括 ： 滑架 6， 该滑架 6 例如装备有轮， 放置在轨道 2 上 ； 以及 支柱 8， 该支柱 8 沿垂直轴线 Y 具有延伸部， 放置在滑架 6 上。
该设备 4 还包括臂 10， 该臂 10 从该支柱伸出从而展现于定位有捆包的拾取区域的 上方 ； 换言之， 该臂的形状类似于旗帜。
根据一种实施方式， 支柱 8 或臂 10 可以绕垂直轴线旋转以从定位在轨道 2 的一侧 或另一侧上的捆包中拾取纤维。
该拾取设备 4 还包括由臂 10 支撑的诸如至少一个从捆包中拾取纤维的拾取辊之 类的从捆包中拾取纤维的拾取装置。
优选地， 设备 4 包括一对拾取辊 11a、 11b， 这对拾取辊 11a、 11b 一旦收到指令就绕 各自的纵向间隔的旋转轴线 11c、 11d 旋转。拾取辊 11a、 11b 在表面上配备有能够从捆包上 撕取纤维的尖端 12。
优选地， 此外， 设备 4 包括保持架 14， 该保持架 14 装备有压杆 14a， 这些压杆 14a 具有纵向延伸部， 竖向定位， 并与旋转轴线 11c 和 11d 间隔开， 从而使这些尖端在杆 14a 的 下方伸出以撕取纤维。
根据一种优选的实施方式， 压杆 14a 与辊 11a、 11b 的旋转轴线 11c、 11d 之间的相 对距离可以例如借助于装在臂 10 上的电动马达进行调整。 设备 4 还包括诸如抽吸管道 16 之类的用于将纤维传送至后续工序的传送装置， 该 抽吸管道 16 在靠近拾取辊 11a、 11b 的位置处具有抽吸孔， 以便通过尖端 12 从辊抽吸拾取 到的纤维。
优选地， 抽吸管道 16 容置在臂 10 中， 而辊 11a、 11b 容纳在该抽吸管道 16 中， 抽吸 管道 16 在支柱 8 中进一步延伸， 并且即使在支柱 8 处于平移中时也与排出通道 3 相联系， 以便将纤维带至后续工序。
臂 10 一旦收到指令就可沿支柱 8 竖向平移。
具体来说， 设备 1 包括传动装置和致动装置， 该传动装置能够使臂竖向运动， 沿支 柱滑动， 该致动装置能够驱动该传动装置。
例如， 该致动装置包括电动马达 12 和处理设备 13a 以便向马达 12 发送致动信号， 该电动马达 12 优选地为永磁同步反馈马达， 其设置有反馈装置 13， 例如装在拾取设备 4 上。
具体来说， 电动马达 12 的反馈装置包括操作性地连接于马达轴的分解器和 / 或编 码器。
传动装置还包括例如滑动导件和运动链系， 臂 10 在该滑动导件上滑动， 该运动链 系能够将马达轴的旋转运动转换成臂 10 的竖向平移运动。
此外， 拾取设备 4 还包括主控制装置， 该主控制装置能够检测捆包的高度并能够 将相应的信号发送至该致动装置以提升和 / 或降低臂， 从而将拾取辊定位于适当的高度 处， 以从各捆包的自由的上表面上拾取具有预设厚度的纤维层。
例如， 一旦开始拾取过程， 就命令臂 10 在捆包的上方越过， 测量捆包的长度， 换言 之， 测量捆包的沿轨道方向的延伸部的长度、 它们的位置及它们的高度。 观测到的数据例如 存储于评估设备 18 中， 该评估设备 18 通过处理设备 13a 操作性地连接于致动装置。
此外， 拾取设备 4 包括第一控制装置， 该第一控制装置能够将致动装置调节成使 臂 10 作用在捆包上的力保持恒定不变。
例如， 所述第一控制装置包括马达 12 的反馈装置 13。
换言之， 所述第一控制装置能够将电动马达 12 控制成以恒定不变的转矩运行。
此外， 拾取设备 4 包括第二控制装置， 该第二控制装置能够将致动装置调节成使 臂的竖向运动保持恒定不变。
例如， 所述第二控制装置包括马达 12 的反馈装置 13。
例如， 所述第二控制装置能够命令马达以恒定不变的节距运行， 也就是使臂每次 在捆包的上方经过， 马达轴就在一次经过与下一次经过之间旋转预设的恒定不变的角度。
此外， 拾取设备 4 包括启动装置 26， 优选地为自动启动装置， 该启动装置 26 能够致 动第一控制装置和第二控制装置以调节致动装置。
例如， 启动装置 26 操作性地连接于马达 12 的反馈装置 13， 以借助于存储装置 32 以及比较设备 34 接收取决于臂 10 的高度的信号， 该存储装置 32 存储臂每次经过捆包的上 方的高度， 而该比较设备 34 评估这些高度并根据所发现的高度的值发送选择信号。
例如， 比较设备评估高度变化量在预设范围内的可容度 (containment)。 在臂的高 度变化量落在预设范围内的情况下， 比较设备 34 发送选择信号以致动该启动装置 26， 该启 动装置 26 启动第二控制装置对该致动装置的控制。 根据另一示例， 比较设备 34 评估高度的低于预设最小值的降低。在高度低于预设 最小值的情况下， 比较设备 34 发送另一致动选择信号至启动装置 26， 该启动装置 26 启动第 一控制装置对致动装置的调节。
此外， 优选地， 拾取设备 4 包括第三控制装置 40， 该第三控制装置 40 能够调整拾取 辊 11a、 11b 与保持架 14、 并且具体来说是与所述保持架 14 的压杆 14a 的相对位置。第三控 制装置 40 操作性地连接于处理设备 13a。
这样， 根据设备 4 的工作状况或捆包的特性， 可以调节尖端 12 伸到压杆 14a 的下 方的程度， 增加或减少尖端没入到捆包中的程度。
在拾取设备 4 的正常运行期间， 捆包 A-D 最初在拾取区域中沿平移轴线 X 彼此并 排、 几乎连续地定位于轨道 2 的一侧， 并具有不同的高度 ( 图 4a)。
在诸如上述识别捆包的侧向轮廓及它们的定位的步骤之类的初始步骤后， 致动装 置由第一控制装置进行调节。
换言之， 最初将电动马达 12 控制成处于恒定不变的转矩。
在滑架 6 在拾取方向 X 上继续行进以实现经过捆包的上方的同时， 主控制装置 18 调节该致动装置， 从而使臂竖向平移， 这将拾取辊 11a、 11b 的尖端靠在捆包的自由面上， 并 且第一控制装置调节致动装置， 从而使臂 10 以恒定不变的作用在捆包上的力进行操作。
在滑架 6 在拾取方向 X 上继续行进的同时， 臂 10 的高度发生变化， 从而使臂的作 用在捆包上的力是恒定不变的。
捆包的在开始时的密度很低， 以使捆包是软的 ； 因此， 在恒定不变的力下的操作产 生相当大的优势， 该优势在于捆包受到臂的压迫直至它以最适于移除纤维的预定力进行抵 抗。此外， 通过以恒定不变的力继续行进， 该过程导致捆包的轮廓逐渐成水平。
如有必要， 第三控制装置在此构造中同样是能起作用的， 以通过调整保持架 14 的 压杆 14a 与拾取辊 11a、 11b 的旋转轴线 11c、 11d 之间的相对距离来改变尖端到纤维中的贯 入度。
例如， 在臂 10 提升时， 第三控制装置操作以 ( 通过使保持架 14 的压杆 14a 更靠近 拾取辊 11a、 11b 的旋转轴线 11c、 11d 来 ) 增加拾取， 并且反之亦然， 从而使捆包轮廓加速水 平化。
随着拾取的继续进行， 捆包 A-D 趋于消除高度差 ( 图 4b)， 直至它们达到其中捆包 的高度变化量被包含在预设范围 (I) 内的构造。
在此构造中， 比较设备 34 评估捆包自由表面的高度在预设范围 I 内的可容度， 并 发送第二选择信号至启动装置 26， 从而启动第二控制装置， 并由此所述第二控制装置调节 该致动装置 ； 因此， 致动装置操作以将臂 10 在每次经过时的降低保持恒定不变。
换言之， 在此构造中， 马达 12 被控制成处于恒定不变的节距， 这确保了臂的稳定 下降。
这种调节在正于该阶段中进行加工的捆包是非常软、 或者含有合成或 “精梳” 纤维 的情况下是尤为有利的。 相反， 现有技术的机器在这种情况下显示出不可忽视的缺点， 特别 是在将臂控制成处于恒定不变的力的情况下更是如此 ； 在这种情况下， 臂显示出没入的趋 势， 这推动特别是位于这排捆包的侧面处的捆包的地面上的重叠部分或整个捆包前进。
此外， 在这种情况下， 根据本发明的机器对于加工诸如棉之类的传统纤维显示出 是特别有利的， 为此， 捆包的密度大于前一状况下的捆包的密度， 并且以恒定不变的节距进 行操作对于维持轮廓的水平化和加速拾取是极为有利的。 如有必要， 第三控制装置在此构造中同样是起作用的， 从而通过调整保持架 14 的 压杆 14a 与拾取辊 11a、 11b 的旋转轴线 11c、 11d 之间的相对距离来改变尖端到纤维中的贯 入度， 例如从而根据下游机器的要求来改变所拾取的纤维的质量。
随着拾取的继续进行， 捆包 A-D 趋于消除高度差 ( 图 4c)， 直至它们达到其中捆包 的高度低于预设阈值 L 的构造。在这种情况下， 捆包的高度并未足够高到是弹性的， 这感觉 到地面的硬度 ； 此外， 捆包的密度再次降低。
在这种构造中， 比较设备 34 检测到臂 10 的高度低于预设阈值 L， 并发送第一选择 信号至启动装置 26， 从而启动第一控制装置， 并且由此所述第一控制装置调节该致动装置 ； 由此， 该致动装置操作以将臂作用在捆包上的力维持恒定不变。
换言之， 在这种构造中， 马达 12 被再次控制成处于恒定不变的转矩。
如有必要， 第三控制装置在此构造中同样是起作用的， 以通过调整保持架 14 的压 杆 14a 与拾取辊 11a、 11b 的旋转轴线 11c、 11d 之间的相对距离来改变尖端到纤维中的贯入 度。
在此构造中， 以恒定不变的力进行操作仍然是极为有利的， 以防止捆包的剩余部 分从圆柱体上以随意且不整齐的方式被成片地撕取。
具有创新性的是， 根据本发明的拾取设备和方法以卓越的方式在捆包的各种构造 上进行操作， 始于从新捆包上拾取， 止于从几乎耗尽的捆包上拾取。
此外， 根据本发明的拾取设备和方法还在具有不同产地的纤维构成的捆包、 即带 有诸如棉之类的天然纤维并且带有来自精梳废料的纤维、 或带有合成纤维的纤维构成的捆 包上卓越地进行操作。
清楚的是， 本领域普通技术人员可以在仍保持在由所附权利有求所限定的保护范 围内的同时， 对上述装置和方法作出变型以满足特定的需求。