一种并条机往复式换筒装置技术领域
本发明属于纺织机械技术领域，尤其涉及一种并条机往复式换筒装置。
背景技术
在并条机工作过程中，输出棉条经并条机牵伸后圈绕在输出条筒内。近年来随着棉纺工艺的快速进步，要求并条机车速不断提升，因此在输出条筒容积不变的情况下，每次满筒需要的时间也越来越短，操作者需要频繁地更换条筒，劳动强度大幅度增加。因此，很多棉纺厂已经开始采用容量更大的输出条筒(输出条筒直径Φ≥1000mm,以下简称大条筒)，以减少操作者的劳动强度。
但大条筒的使用，用户也需要相应地更换功率更大的换筒电机，否则换筒机构无法将条筒换出。如果是皮带传动的换筒机构还会出现皮带打滑的情况，影响换筒效率。
另外，在并条机工作过程中，输出棉条经并条机牵伸后圈绕在输出条筒内，当条筒内棉条的长度达到设定的满筒长度时，控制系统使并条机停车，即满筒停车。带有换筒机构的并条机可在换筒指令的控制下，将条筒推到并条机机前的出筒位置。但没有换筒保护的并条机，在换筒时存在以下几个问题。
(1)当并条机机前的出筒位置有人或物存在时，如果换筒机构得到换筒指令，并在这时将条筒推出到出筒位置，就有撞到人或物的风险，也有推出条筒被物体绊倒的可能。如果出筒位置存在的是其他条筒，也有将其他条筒碰倒的可能。
(2)当机前出筒位置存在的物体很重，换筒机构推出的条筒顶在这个物体上无法继续前行，还有将换筒电机堵转导致损坏的可能。这种情况尤其可能存在于输出条筒直径为Φ≥1000mm的并条机，满筒停车后，换筒机构将满筒推出，成为满筒1。如果满筒1没有及时被工人取走，接下来换筒机构将满筒2推出时就会顶到满筒1，对于这种直径Φ≥1000mm的条筒，换筒电机同时推动2个，很可能因为功率不够造成换筒电机堵转甚至损坏。
(3)双眼并条机，为了方便工人操作，机前两个出筒位置之间都会安装有用于工人蹬踩的脚踏。如果脚踏安装不当或可拉伸、折叠脚踏没有收起，导致脚踏进入出筒位置，就会与出筒路线发生干涉。这种情况就有脚踏卡住条筒造成条筒损坏、换筒机构元件损坏或换筒电机堵转甚至损坏的可能。
发明内容
本发明就是针对上述问题，提供一种可提高换筒效率和换筒稳定性的并条机往复式换筒装置。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括左换筒丝杠和右换筒丝杠，其结构要点左换筒丝杠和右换筒丝杠上均设置有丝杠螺母，两丝杠螺母通过换筒推杆相连，左换筒丝杠和右换筒丝杠通过皮带轮与换筒电机的输出轴相连。
作为一种优选方案，本发明所述左换筒丝杠和右换筒丝杠的组合为两组，横向布置。
作为另一种优选方案，本发明所述换筒推杆通过螺钉与丝杠螺母连接。
作为另一种优选方案，本发明所述换筒推杆两侧设置有推杆滑道，推杆滑道后端设置有换筒归位检测接近开关，推杆滑道前端设置有换筒到位检测接近开关；换筒归位检测接近开关的信号输出端口、换筒到位检测接近开关的信号输出端口分别与第一PLC的检测信号输入端口相连，第一PLC的换筒开关控制信号输入端口与换筒按钮相连，第一PLC的正转控制信号输出端口与正转接触器的控制信号输入端相连，正转接触器的输出端与换筒电机的正转控制信号输入端口相连；第一PLC的反转控制信号输出端口与反转接触器的控制信号输入端相连，反转接触器的输出端与换筒电机的反转控制信号输入端口相连；第一PLC的刹车控制信号输出端口与整流桥的控制信号输入端口相连，整流桥的输出端口与换筒电机的刹车信号输入端口相连；所述换筒推杆上相应于换筒归位检测接近开关和换筒到位检测接近开关设置有检测挡铁。
作为另一种优选方案，本发明所述第一PLC的报警信号输出端口与第一报警指示灯相连，第一PLC的通信端口与第一触摸屏的通信端口相连。
作为另一种优选方案，本发明所述推杆滑道前部设置有条筒定位滑轮，条筒定位滑轮与向中前侧倾斜的连板一端相连，连板另一端通过弹簧转轴与推杆滑道相连。
作为另一种优选方案，本发明所述第一PLC的刹车控制信号输出端口与刹车接触器K3的控制端相连，K3的受控端分别与整流桥U2的输出端、换筒电机M1的刹车信号输入端口相连；所述正转接触器与反转接触器并联，正转接触器的电能输入端通过马达启动保护器与AC380V三相电源相连；U2的输入端与AC110V电源相连。
作为另一种优选方案，本发明所述第一PLC通过RS232通信端口与第一触摸屏通信。
其次，本发明所述整流桥、第一PLC、正转接触器、反转接触器、马达启动保护器均设置在电气控制柜内。
另外，本发明按下所述换筒按钮，第一PLC正转接触器令换筒电机工作，换筒电机通过丝杠连接换筒推杆将条筒向并条机前方推出，当换筒到位检测接近开关检测到换筒推杆上的挡铁时，PLC下达指令使整流桥输出直流注入换筒电机，实现直流制动刹车，使换筒电机立即停止；换筒电机停止信号下达2s后换筒电机停稳，PLC控制反转接触器令换筒电机通过丝杠连接换筒推杆往回运转，当换筒归位检测接近开关检测到换筒推杆上的挡铁时，PLC再次下达指令使换筒电机直流制动刹车；如果出现换筒未到位、未回到原位或换筒装置卡住等故障时，PLC发出报警，令换筒电机立即刹车；PLC通过电线与触摸屏相关，以RS232通讯协议建立连接，PLC发出的所有报警，均会通过触摸屏显示出来，相应报警指示灯点亮。
本发明有益效果。
本发明通过换筒丝杠、丝杠螺母、换筒推杆、皮带轮和换筒电机的配合使用，可提高换筒效率和换筒稳定性。本发明适用于输出条筒直径Φ≤600mm的并条机，也适用于输出条筒直径Φ≥1000mm的大条筒并条机。
本发明左换筒丝杠和右换筒丝杠通过皮带轮与换筒电机的输出轴相连；便于左换筒丝杠和右换筒丝杠的同时旋转。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明设置光电开关保护部件结构示意图。
图3是本发明电路原理框图。
图4是本发明换筒电机控制原理图。
图5是本发明第一PLC控制原理图。
图6是本发明光电开关保护部件原理框图。
图7是本发明光电开关保护部件电路原理图。
图4中，Q1为马达启动保护器；K1为正转接触器；K2为反转接触器；K3为刹车接触器；U2是整流桥；M1为换筒电机。
图5中，A1为第一PLC；U1为第一触摸屏；S1为左侧换筒归位检测用接近开关；S2为左侧换筒到位检测用接近开关；S3为右侧换筒归位检测用接近开关；S4为右侧换筒到位检测用接近开关；K1为正转接触器；K2为反转接触器；K3为刹车接触器；H1为第一报警指示灯。
图7中，A1为光洋SN型PLC；U1为光洋GC型触摸屏；S1为天津恒源GS31型反射式光电开关；H1为第二报警指示灯。
图中1、2中，1为左换筒丝杠、2为换筒归位检测接近开关、3为换筒推杆、4为右换筒丝杠、5为换筒电机、6为第二PLC、7为第二报警指示灯、8为第二触摸屏、9为推杆滑道、10为马达启动保护器、11为接触器、12为第一PLC、13为整流桥、14为电气控制柜、15为并条机可折叠式右脚踏、16为第一触摸屏、17为可调式光电安装板、18为条筒、19为换筒到位检测接近开关、20为反射式光电开关、21为出筒位置、22为光电反射板、23为并条机可折叠式左脚踏。
具体实施方式
如图所示，本发明包括左换筒丝杠和右换筒丝杠，左换筒丝杠和右换筒丝杠上均设置有丝杠螺母，两丝杠螺母通过换筒推杆相连，左换筒丝杠和右换筒丝杠通过皮带轮与换筒电机的输出轴相连。
所述换筒电机采用FW12-4Z型号换筒电机。
所述左换筒丝杠和右换筒丝杠的组合为两组，横向布置；适用于双眼并条机。
所述换筒推杆通过螺钉与丝杠螺母连接。
所述换筒推杆两侧设置有推杆滑道，推杆滑道后端设置有换筒归位检测接近开关，推杆滑道前端设置有换筒到位检测接近开关；换筒归位检测接近开关的信号输出端口、换筒到位检测接近开关的信号输出端口分别与第一PLC的检测信号输入端口相连，第一PLC的换筒开关控制信号输入端口与换筒按钮相连，第一PLC的正转控制信号输出端口与正转接触器的控制信号输入端相连，正转接触器的输出端与换筒电机的正转控制信号输入端口相连；第一PLC的反转控制信号输出端口与反转接触器的控制信号输入端相连，反转接触器的输出端与换筒电机的反转控制信号输入端口相连；第一PLC的刹车控制信号输出端口与整流桥的控制信号输入端口相连，整流桥的输出端口与换筒电机的刹车信号输入端口相连；所述换筒推杆上相应于换筒归位检测接近开关和换筒到位检测接近开关设置有检测挡铁。采用整流桥直流注入刹车方式，2s内换筒电机即可停稳。
所述第一PLC的报警信号输出端口与第一报警指示灯相连，第一PLC的通信端口与第一触摸屏的通信端口相连。
所述推杆滑道前部设置有条筒定位滑轮，条筒定位滑轮与向中前侧倾斜的连板一端相连，连板另一端通过弹簧转轴与推杆滑道相连。滑轮为定位条筒用，保证条筒在运转过程中不会因转动而跑偏。当换筒过程中，条筒被推出时，滑轮不会阻挡条筒，而是在条筒向外运动过程的作用力下被弹开。
所述第一PLC的刹车控制信号输出端口与刹车接触器K3的控制端相连，K3的受控端分别与整流桥U2的输出端、换筒电机M1的刹车信号输入端口相连；所述正转接触器与反转接触器并联，正转接触器的电能输入端通过马达启动保护器与AC380V三相电源相连；U2的输入端与AC110V电源相连。
所述第一PLC通过RS232通信端口与第一触摸屏通信。
所述整流桥、第一PLC、正转接触器、反转接触器、马达启动保护器均设置在电气控制柜内。
本发明按下所述换筒按钮，第一PLC正转接触器令换筒电机工作，换筒电机通过丝杠连接换筒推杆将条筒向并条机前方推出，当换筒到位检测接近开关检测到换筒推杆上的挡铁时，PLC下达指令使整流桥输出直流注入换筒电机，实现直流制动刹车，使换筒电机立即停止；换筒电机停止信号下达2s后换筒电机停稳，PLC控制反转接触器令换筒电机通过丝杠连接换筒推杆往回运转，当换筒归位检测接近开关检测到换筒推杆上的挡铁时，PLC再次下达指令使换筒电机直流制动刹车；如果出现换筒未到位、未回到原位或换筒装置卡住等故障时，PLC发出报警，令换筒电机立即刹车；PLC通过电线与触摸屏相关，以RS232通讯协议建立连接，PLC发出的所有报警，均会通过触摸屏显示出来，相应报警指示灯点亮。空筒需要人工补齐。
所述左换筒丝杠前左侧设置有并条机可折叠式左脚踏，右换筒丝杠前右侧设置有并条机可折叠式右脚踏，并条机可折叠式左脚踏上设置有可调式光电安装板，可调式光电安装板上设置有反射式光电开关，并条机可折叠式右脚踏上相应于反射式光电开关设置有光电反射板；反射式光电开关的信号输出端口与第二PLC的检测信号输入端口相连，第二PLC的报警信号输出端口与第二报警指示灯相连，第二PLC的RS232通信端口与第二触摸屏的RS232通信端口相连；第二PLC的通信端口与第一PLC的通信端口相连。利用第二PLC控制及光电开关检测，实现时刻保护处于机前出筒位置的人或物，同时也保护了换筒机构，避免换筒机构因条筒被脚踏或其他物体卡住造成的损坏。反射板安装在两个出筒位置之间的脚踏两侧，反射式光电开关安装在两个出筒位置的外侧，使得光电开关发出光线能够通过反射板反射回光电开关。光电开关的安装板采用可调式光电安装板，使得该换筒保护装置在输出条筒直径不尽相同的情况下也可以适用。
所述第二PLC采用光洋SN型PLC，第二触摸屏采用光洋GC型触摸屏，光电开关采用GS31型反射式光电开关，第二PLC的6引脚与第二触摸屏的15引脚相连，第二PLC的Ci0引脚与光电开关的棕线相连，第二PLC的I0引脚与光电开关的黑线相连，第二PLC的Q0引脚与第二报警指示灯相连。
如图7所示，当S1与反射板之间光线被物体遮挡，S1发出报警信号传给A1的输入点I0，A1根据程序控制换筒机构停止且无法启动，并同过PORT0通讯口利用RS232通讯协议与U1建立通讯连接，U1显示A1发出的报警信息及报警条文。同时，A1通过输出点Q0输出，控制H1点亮，警示操作者。
本发明当有人或物存在于所述反射式光电开关与光电反射板之间的出筒位置时，光电开关发出的光线被遮挡，光电开关向第二PLC发出禁止换筒的信号；当脚踏安装不当或可拉伸、折叠脚踏没有收起时，光电开关发出的光线无法反射回光电开关，光电开关将向第二PLC发出禁止换筒的信号；第二PLC收到禁止换筒信号并发送给第一PLC，控制换筒机构无法启动；第二PLC发出的出筒位置所处状态不允许换筒的报警信息，并通过第二触摸屏显示出来，同时第二报警指示灯点亮。通过上述方式，时刻保护处于机前出筒位置的人或物，也能够保护换筒机构，避免换筒机构因条筒被脚踏（脚踏为现有并条机上的部件，其作用是方便工人操作并条机。当工人需要操作或清理并条机牵伸区等部位，通过踩在脚踏上进行。脚踏一般为可折叠式的，当工人为了操作并条机而打开了脚踏，操作结束后却没有合上脚踏，就存在脚踏将条筒卡住的风险）或其他物体卡住造成的损坏。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。