本发明涉及棉纺行业智能化生产技术领域，尤其涉及并条与粗纱工序间棉条筒自动运输与集体交换系统及方法。
背景技术：
当前，中国纺织行业正经历从劳动密集型向技术密集型转变的关键时期，智能化、连续化的纺织生产已成为现代化的纺织厂的标志和必然趋势。并条机与粗纱机是纺纱行业中其中一个连续的工序段，并条机生产出装有棉条的满筒供于粗砂机使用，粗砂机将装有棉条的满筒中的棉条用完，再将用完的空筒返回并条机继续盛装棉条，现有技术中整个工序段通过人工换筒或采用轨道车换筒，这种方式换筒时间长，导致粗砂机停机时间过长，影响生产效率。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的并条与粗纱工序间棉条筒自动运输与集体交换系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
并条与粗纱工序间棉条筒自动运输与集体交换系统，包括并条机、粗纱机、自主移动机器人，粗纱机前侧设有工作区，工作区设有多排平行设置的横向轨道，工作区一侧设有空筒区，空筒区设有棉条筒空筒立体库，工作区另一侧设有满筒区，满筒区设有棉条筒满筒立体库，工作区用完棉条的空筒通过横向轨道能够输送到空筒立体库内，满筒立体库的满筒能够通过横向轨道输送到工作区，自主移动机器人将空筒立体库内的空筒搬运到并条机的空筒工位、将并条机生产的满筒搬运到满筒立体库。
优选地，在所述满筒立体库与工作区之间、空筒立体库与工作区之间均设置纵向轨道。
优选地，在每个所述横向轨道靠近空筒立体库处均装有尾条清除装置。
优选地，所述满筒立体库远离工作区的一侧、所述空筒立体库远离工作区的一侧均设置独立移动平台。
优选地，所述棉条筒上贴有代表品种的二维码或数字，自主移动机器人通过摄像头能够识别二维码或数字。
本发明还公开了并条与粗纱工序间棉条筒自动交换的方法，包括以下步骤：
s1、自主移动机器人将并条机生产的满筒搬运到满筒立体库；
s2、工作区的空筒输送到空筒立体库，满筒立体库将满筒输送到工作区；
s3、自主移动机器人将空筒立体库中空筒搬运到并条机，并重复s1过程。
优选地，所述的方法还包括中央控制系统，中央控制系统能够接收并条机发出的满筒信号，并调度自主移动机器人将并条机生产的满筒搬运到满筒立体库。
优选地，所述的方法还包括满筒中转区，当满筒立体库装满时，自主移动机器人将并条机生产的满筒搬运到满筒中转区。
优选地，在s2中，满筒立体库将满筒输送到工作区包括以下步骤：
a1、工人断条后，向满筒立体库、工作区、空筒立体库向发出中央控制系统集体换筒指令；
a2、使用满筒立体库与工作区之间的纵向轨道将满筒立体库中满筒移动到工作区需要换筒的那一排，在工作区横向轨道的作用下将满筒移动到工作区，并将工作区用完的空筒通过空筒立体库与工作区之间的纵向轨道移动至空筒立体库，往复工作，实现整排换筒；
a3、在空筒离开工作区前通过尾条清除装置进行回花收集；
a4、满筒立体库向中央控制系统发出缺筒信号，空筒立体库向中央控制系统发出有筒信号，中央控制系统接收到缺筒信号或有筒信号后，向自主移动机器人发出工作指令，控制主移动机器人将空筒立体库中空筒搬运到并条机、将并条机生产的满筒搬运到满筒立体库。
本发明的优点在于：本发明通过中央控制系统能够调度自主移动机器人抓取棉条筒在并条与粗纱工序间自动转移，在棉条筒工位附近机器人能自动识别棉条筒和检测棉条筒的位置姿态；通过横向轨道、纵向轨道、空筒立体库、满筒立体库共同配合完成工作区空满棉条筒自动快速交换；空筒区域满筒区均采用立体库，增大了空间利用率，本发明还设置了满筒中转区，满筒中转区供自主移动机器人临时放置装满棉条的筒使用，保证并条机不会出现满筒堆积现象，自主移动机器人能够识别棉条筒所对应的棉条品种，避免了多品种棉条之间混乱。
附图说明
图1是本发明所提供的并条与粗纱工序间棉条筒自动运输与集体交换系统的基本结构示意图；
图2是图1中不含粗砂机的立体图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1-2所示，本发明提供的并条与粗纱工序间棉条筒自动运输与集体交换系统，包括并条机、粗纱机10、自主移动机器人1，粗纱机10前侧设有工作区2，工作区设有多排平行设置的横向轨道21，满筒立体库41与工作区2之间、空筒立体库31与工作区2之间均设置纵向轨道5。工作区一侧设有空筒区3，空筒区3设有棉条筒空筒立体库31，工作区2另一侧设有满筒区4，满筒区4设有棉条筒满筒立体库41，工作区2用完棉条的空筒通过横向轨道21、纵向轨道5能够输送到空筒立体库31内，满筒立体库41的满筒能够通过纵向轨道5、横向轨道21输送到工作区2，自主移动机器人1将空筒立体库31内的空筒搬运到并条机的空筒工位、将并条机生产的满筒搬运到满筒立体库41。纵向轨道5方便将满筒立体库41内的满筒进行纵向移动，方便将满筒导入任何一个横向轨道21上，同时向轨道5方便将任何一个横向轨道21上排出的空筒进行纵向移动，从而导入至空筒立体库31内。
在每个所述横向轨道靠近空筒立体库处均装有尾条清除装置6，尾条清除装置6为现有技术，在此不再赘述。尾条清除装置6能够将空筒内少量残余的棉条进行回收，一方面避免原料的浪费，另一方面能够有效防止这部分残余的棉条混入其他批次的棉条中，影响成品质量。
所述满筒立体库41远离工作区2的一侧、所述空筒立体库31远离工作区2的一侧均设置独立移动平台7。通过独立移动平台7可以依次将空筒立体库31中的空筒移动至指定位置供自主移动机器人1进行搬运，同时自主移动机器人1只需要将满筒放入指定位置，在独立移动平台7与满筒立体库41的联动作用下就能够将满筒导入至满筒立体库41中备用。
所述棉条筒上贴有代表品种的二维码或数字，自主移动机器人1通过摄像头能够识别二维码或数字，从而能够得出棉条筒内装有棉条的品种与批次，避免不同品种的棉条混用。
实施例2
本发明还公开了并条与粗纱工序间棉条筒自动交换的方法，包括以下步骤：
s1、自主移动机器人将并条机生产的满筒搬运到满筒立体库。
s2、工人断条后，横向轨道与纵向轨道互相配合，将工作区的空筒输送到空筒立体库，将满筒立体库将满筒输送到工作区。
s3、自主移动机器人将空筒立体库中空筒搬运到并条机空筒工位，并重复s1过程。
上述方法还包括中央控制系统，中央控制系统能够接收并条机发出的满筒信号，并调度自主移动机器人将并条机生产的满筒搬运到满筒立体库，同时调度自主移动机器人将空筒立体库中的空筒搬运到并条机空筒工位。
上述方法还包括满筒中转区，当满筒立体库装满时，自主移动机器人将并条机生产的满筒搬运到满筒中转区，待满筒立体库发出缺筒信号时，自主移动机器人直接将满筒中转区的满筒搬运到满筒立体库。当满筒中转区也存满满筒时，会给中央控制系统发出满筒信号，当中央控制系统接收到满筒信号后，可以向并条机发出暂时停机的指令。
上述方法还包括空筒中转区，当空筒立体库搬空时，自主移动机器人将空筒中转区的空筒搬运到并条机的空筒工位，以满足并条机使用。
上述方法中满筒立体库将满筒输送到工作区包括以下步骤：
a1、工人断条后，中央控制系统向满筒立体库、工作区、空筒立体库发出集体换筒指令。
a2、横向轨道将工作区需要换筒的那一排空筒移动到纵向轨道，纵向轨道再配合空筒立体库将空筒移动到空筒立体库的空位；空筒立体库分上下两层，上层可上下移动；先将空筒立体库上层下移，等上层放满空筒，上层上移再放下层，直至换筒的那一排空筒全部转移到空筒立体库；然后使用满筒立体库与工作区之间的纵向轨道配合横向轨道将满筒立体库中满筒移动到工作区需要换筒的那一排；满筒立体库分上下两层，上层可上下移动；先将满筒立体库的下层满筒搬空，上层下移再搬上层满筒，直至立体库中的满筒全部转移到需要换筒的那一排；联动工作，实现整排集体换筒。
a3、在空筒离开工作区前通过尾条清除装置进行回花收集。
a4、满筒立体库向中央控制系统发出缺筒信号，空筒立体库向中央控制系统发出有筒信号，中央控制系统接收到缺筒信号或有筒信号后，向自主移动机器人发出工作指令，控制自主移动机器人将空筒立体库中空筒搬运到并条机、将并条机生产的满筒搬运到满筒立体库。自主移动机器人上装有深度相机，通过深度相机能够识别棉条筒的具体位置与姿态，通过棉条筒的具体位置与姿态调整自主移动机器人抓取棉条筒的位置。
1.并条与粗纱工序间棉条筒自动运输与集体交换系统，其特征在于：包括并条机、粗纱机、自主移动机器人，粗纱机前侧设有工作区，工作区设有多排平行设置的横向轨道，工作区一侧设有空筒区，空筒区设有棉条筒空筒立体库，工作区另一侧设有满筒区，满筒区设有棉条筒满筒立体库，工作区用完棉条的空筒通过横向轨道能够输送到空筒立体库内，满筒立体库的满筒能够通过横向轨道输送到工作区，自主移动机器人将空筒立体库内的空筒搬运到并条机的空筒工位、将并条机生产的满筒搬运到满筒立体库。
2.根据权利要求1所述的并条与粗纱工序间棉条筒自动运输与集体交换系统，其特征在于：在所述满筒立体库与工作区之间、空筒立体库与工作区之间均设置纵向轨道。
3.根据权利要求1所述的并条与粗纱工序间棉条筒自动运输与集体交换系统，其特征在于：在每个所述横向轨道靠近空筒立体库处均装有尾条清除装置。
4.根据权利要求1所述的并条与粗纱工序间棉条筒自动运输与集体交换系统，其特征在于：所述满筒立体库远离工作区的一侧、所述空筒立体库远离工作区的一侧均设置独立移动平台。
5.根据权利要求1所述的并条与粗纱工序间棉条筒自动运输与集体交换系统，其特征在于：所述棉条筒上贴有代表品种的二维码或数字，自主移动机器人通过摄像头能够识别二维码或数字。
6.并条与粗纱工序间棉条筒自动交换的方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1、自主移动机器人将并条机生产的满筒搬运到满筒立体库；
s2、工作区的空筒输送到空筒立体库，满筒立体库将满筒输送到工作区；
s3、自主移动机器人将空筒立体库中空筒搬运到并条机，并重复s1过程。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的方法还包括中央控制系统，中央控制系统能够接收并条机发出的满筒信号，并调度自主移动机器人将并条机生产的满筒搬运到满筒立体库。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的方法还包括满筒中转区，当满筒立体库装满时，自主移动机器人将并条机生产的满筒搬运到满筒中转区。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：在s2中，满筒立体库将满筒输送到工作区包括以下步骤：
a1、工人断条后，向满筒立体库、工作区、空筒立体库向发出中央控制系统集体换筒指令；
a2、使用满筒立体库与工作区之间的纵向轨道将满筒立体库中满筒移动到工作区需要换筒的那一排，在工作区横向轨道的作用下将满筒移动到工作区，并将工作区用完的空筒通过空筒立体库与工作区之间的纵向轨道移动至空筒立体库，往复工作，实现整排换筒；
a3、在空筒离开工作区前通过尾条清除装置进行回花收集；
a4、满筒立体库向中央控制系统发出缺筒信号，空筒立体库向中央控制系统发出有筒信号，中央控制系统接收到缺筒信号或有筒信号后，向自主移动机器人发出工作指令，控制主移动机器人将空筒立体库中空筒搬运到并条机、将并条机生产的满筒搬运到满筒立体库。
技术总结