往复式抓棉机自动探包平包系统
技术领域
本实用新型属于纺织机械制造技术领域，具体说是一种往复式抓棉机自动探包平包系统。
背景技术
往复式抓棉机通常由：电气控制台1、塔身2、塔座3、抓臂4、轨道5、吸棉槽6、护墙7等组成，如图1所示。轨道5安装在地面上，塔座3可沿轨道5作水平往复运动；立柱式塔身2安装在塔座3上，且可绕塔座3的中心作旋转运动；抓臂4与塔身2垂直安装，且可沿塔身2作上下升降运动；在抓臂4的棉束入口左右两侧设置有一对抓棉罗拉4.1，在抓棉罗拉4.1上沿抓棉臂4的前后方向设置有多组抓棉罗拉刀片4.2，如图2所示。棉包排列在轨道5的两侧，棉包的长度略小于轨道的长度，棉包的初始高度小于抓棉臂4上升到最高位置时的高度，棉包的宽度与抓臂4的前后长度相当，在棉包远离轨道的一侧设置有护墙7以防工作人员误入抓棉区。
往复式抓棉机工作时，抓臂4随着塔座3作水平往复运动、绕塔座3的中心作旋转运动、沿塔身2作上下升降运动，这三大运动保证了抓臂4将轨道5两侧的棉包抓取完毕，抓棉罗拉4.1从棉包上抓取棉花，集成细小棉束，棉束沿设置在塔身2内的立式吸棉通道6和设置在两轨道之间的横向吸棉槽6被送往下道工序。
由于棉包本身是高低不平的，并且经常会有抓取不到的棉花回放到棉包上面，导致棉包表面高低不平并且松软。目前，往复式抓棉机的电气控制系统中棉包高度、下降深度需要在每个抓棉区域由人工目测、手工设置，抓棉机塔身行走到设定的抓棉区域，下降到设定的高度开始沿轨道作水平往复运动抓取棉花，根据设定的下降深度，决定每个行程抓臂下降的距离。抓棉机在棉包初始抓取时经常出现操作人员目测高度过高，连续行走抓取多个行程还是抓不到足量的棉花，如果设定下降深度过大，多个行程后棉包平整厚实，忘记及时修改下降深度将会使下降过深，抓棉量过大，造成抓棉机打手负荷过大，抓取棉块过大，对后级开棉机风机叶轮等可能造成损伤或者过度摩擦引起火情。如果操作人员目测棉包高度过低，抓棉机运行到包区抓臂下降抓棉就过深，直接触发棉包高度控制装置，引起停车报警。或者抓棉量过大，造成打手及后级设备负荷过大造成损坏。有时需要重复多次输入棉包高度试验开车，并且开车初始抓棉量与正常运行状态的抓棉量差别较大，做不到均匀抓取，影响了后级梳棉机生条质量。
发明内容
本实用新型为解决现有技术存在的问题和不足，提供一种往复式抓棉机自动探包平包系统，抓臂自动探测棉包高度，不用人工设置棉包高度和抓臂下降深度，避免目测误差，减少报警停车及抓取不匀对后级设备造成的损伤，控制抓取量的平衡，提高后级梳棉机生条质量。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种往复式抓棉机自动探包平包系统，包括：电气控制台、塔身、塔座、抓臂及抓棉罗拉和抓棉罗拉刀片组、轨道、吸棉槽、护墙，其特征在于，在所述抓臂的左右两侧沿抓臂的前后长度方向各安装二对自动探测光控器,分别为：左下光控器K1、右下光控器K2、左上光控器K3、右上光控器K4，所述的左下光控器K1和右下光控器K2安装于同一低位平面上，所述的左上光控器K3、右上光控器K4安装于同一高位平面上，所述的四对自动探测光控器的输出信号连接到所述电气控制台。
对上述技术方案的改进：所述左下光控器K1与左上光控器K3之间的距离为80-120mm，所述右下光控器K2与右上光控器K4之间的距离为80-120mm。
对上述技术方案的进一步改进：所述的左下光控器K1、右下光控器K2、左上光控器K3及右上光控器K4均为对射型红外光电开关。
对上述技术方案的进一步改进：抓臂的外壳体上固定安装前支架和后支架，所述的左下光控器K1、右下光控器K2、左上光控器K3及右上光控器K4分别安装在前支架和后支架上。
本实用新型与现有技术相比的优点和积极效果是：
本实用新型在抓臂上增设了多组棉包高度自动探测光控器，并在棉包长度方向上设置多个棉包高度探测点。采取求平均的方法计算出合理的抓臂初始抓棉高度及抓臂循环下降深度值，控制抓取量的平衡，达到了自动平包的目的，避免了目测误差，消除了供棉不均造成的设备损伤和安全隐患，提高了后级梳棉机生条质量。
附图说明
图1为本实用新型一种往复式抓棉机自动探包平包系统的结构示意图；
图2为本实用新型一种往复式抓棉机自动探包平包系统的工作状态俯视示意图；
图3为本实用新型一种往复式抓棉机自动探包平包系统的抓臂的主视结构示意图；
图4为本实用新型一种往复式抓棉机自动探包平包系统的抓臂的侧视结构示意图；
图5为本实用新型一种往复式抓棉机自动探包平包系统的光控器的工作原理图；
图6-1、图6-2为本实用新型一种往复式抓棉机自动探包平包系统的控制程序流程图。
图中标号为：1-控制台、2-塔身、3-塔座、4-抓臂、4.1-抓棉罗拉、4.2-抓棉罗拉刀片组、4.3-电机、5-轨道、6-吸棉通道、6.1-出口、7-护墙、8-棉包、9-前支架、10-后支架。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述：
参见图1-图5，本实用新型一种往复式抓棉机自动探包平包系统的实施例，包括：电气控制台1、塔身2、塔座3、抓臂4及抓棉罗拉4.1和抓棉罗拉刀片组4.2、轨道5、吸棉槽6、护墙7。在抓臂4的左右两侧沿抓臂4的前后长度方向各安装二对自动探测光控器,分别为：左下光控器K1、右下光控器K2、左上光控器K3、右上光控器K4，左下光控器K1和右下光控器K2安装于同一低位平面上，左上光控器K3、右上光控器K4安装于同一高位平面上，如图3、图4所示。所述的四对自动探测光控器的输出信号连接到所述电气控制台1，如图5所示。
优选地，上述左下光控器K1与左上光控器K3之间的距离约为80-120 mm，所述右下光控器K2与右上光控器K4之间的距离约为80-120 mm。
进一步的，上述左下光控器K1、右下光控器K2、左上光控器K3及右上光控器K4均为对射型红外光电开关。
再进一步的，上述抓臂4的外壳体上固定安装前支架9和后支架10，所述的左下光控器K1、右下光控器K2、左上光控器K3及右上光控器K4分别安装在前支架9和后支架10上。
当抓臂4沿着塔身2上下升降时，左下光控器K1、右下光控器K2、左上光控器K3及右上光控器K4在不同的高度位置被棉包遮挡，各光控器的输出信号发生变化，控制器根据光控器输出信号的变化以及抓臂4的高度来判断棉包的起伏变化，通过计算得出抓臂4的初始抓棉下降高度和往复抓棉下降深度，控制抓取量的平衡。
参见图6-1、图6-2（图6-1中A与图6-2中A对接形成完整的流程图），本实用新型一种上述往复式抓棉机自动探包平包系统的控制方法的实施例，包括塔座3的水平往复运动控制、塔身2绕塔座3的旋转运动控制，抓臂4沿塔身2作上下升降运动的控制程序中引入左下光控器K1、右下光控器K2、左上光控器K3及右上光控器K4的输出信号作为反馈信号，其控制方法包括如下步骤：
①抓棉机轨道两侧棉包排列完成后，按原位键，塔身2带抓臂4回到靠近电气控制台1的初始位置，抓臂4处于最高位置；在电气控制台1按开车按钮，塔身2及抓臂4向前行走到棉包排列处停止，抓臂4下降到光控器K1或K2被棉包遮挡时，记录高度，抓棉罗拉转动，开始抓棉，并继续边下降边行走边抓棉，每秒计数一次；当左上光控器K3或者右上光控器K4被棉包遮挡时，抓臂4上升，上升到左下光控器K1或者右下光控器K2不被棉包遮挡时再下降，始终以左下光控器K1、右下光控器K2的位置记录抓臂高度，直到行走到排列棉包的结束位置，计算棉包高度的平均值作为下一个行程的棉包高度；
②抓臂4在这个计算出来的棉包高度抓取棉花，以电气控制台1人机界面设定的下降系数，乘以每个行程的下降深度，作为第一个行程下降深度；在棉包的两头位置，抓臂4下降，整个行程中间不再下降，水平抓取；从棉包排列开始位置，到沿导轨长度的棉包排列结束位置，往返运行；从棉包排列开始位置到结束位置，或者从棉包排列结束位置到开始位置为一个行程；塔身2、塔座3及抓臂4同时沿导轨方向移动；根据计算公式，随着行程数增加，下降深度逐渐减小，至少经过二十个行程，下降深度等于电气控制台1人机界面设定的下降深度，一直到本侧棉花抓完；如果在至少二十个行程达到前，计算的下降深度小于或等于电气控制台1人机界面设定的下降深度，则以电气控制台1设定的下降深度下降。
③一侧棉包的棉花被抓取干净后，抓棉机塔身回到靠近电气控制台1的原位，塔身沿塔座旋转到排列棉包的另一侧，重复步骤①、步骤②。
优选地，所述的塔座水平移动步长与棉包排列长度相同。抓臂4在同一水平位置持续抓棉时间T根据设定的水平移动速度和棉包长度确定，可根据现场棉包情况在控制台1上手动设置。
当然，上述说明并非是对发明的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内，所作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
