本發(fā)明屬于染料設備技術領域，具體涉及一種具有自動抓取立體庫的全自動染料化料系統(tǒng)。

背景技術：

現(xiàn)有的染料稱料、化料等一系列操作過程中，染料桶是平面布置在車間里，車間空間使用率很低，工人存料取料非常耗時耗力；

傳統(tǒng)的人工粉狀染料化料方式，是根據(jù)染色所需，由人工將稱料桶中的粉末染料投入染色機旁的輔助罐中，然后加入清水進行攪拌，染液輸送完畢后，由人工對輔助罐及管道進行沖洗。由于染色用粉狀染料種類繁多，人工操作，疏忽差錯難免，投料時間無法精確保證，還可能出現(xiàn)誤投現(xiàn)象；化料時間、用水量、水溫以及攪拌均勻程度難以規(guī)范化，整個過程人為因素影響大，容易造成“色不符”、“色差”和“缸差”；生產(chǎn)現(xiàn)場藥桶雜陳，環(huán)境嚴重污染，工人所受身體傷害大；

染料自動化料是在一個密封的罐內(nèi)進行化料，化料過程中染料四處飛揚，放進罐內(nèi)的料桶里外都有染料附著在桶表面，而料桶是要循環(huán)使用，所以化完料的料桶出罐時必須是清洗干凈、且桶內(nèi)外表面沒有水珠。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種具有自動抓取立體庫的全自動染料化料系統(tǒng)。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種具有自動抓取立體庫的全自動染料化料系統(tǒng)，包括自動抓取立體庫(2)、染料化料裝置(3)、以及染料桶(4)，染料化料裝置設置在自動抓取立體庫一側；

所述自動抓取立體庫包括用于放置染料桶的立體架(2.1)、三軸移動平臺(2.2)、以及用于抓取染料桶的機械手(2.3)，機械手安裝在三軸移動平臺上，以實現(xiàn)機械手沿x、y、z空間運動，從而實現(xiàn)機械手對立體架上任意位置的染料桶的抓取和運送；

所述染料化料裝置包括化料罐體(3.1)、罐蓋(3.2)、卡緊翻轉機構(3.4)，罐蓋通過氣動開蓋機構設置在化料罐體上口，在罐底設置有出料口(3.5)；在化料罐體上口內(nèi)壁沿其圓周設置有一圈環(huán)形水道(3.11)，環(huán)形水道上設置有進水口(3.12)，進水口連接高壓供水管路，環(huán)形水道上設置有對著化料罐體內(nèi)壁的通孔；罐蓋上安裝有360度旋轉噴頭(3.14)，360度旋轉噴頭外接總進水/氣管路，該總進水/氣管路連接冷水進水分路、熱水進水分路和高壓進氣分路；卡緊翻轉機構(3.4)包括環(huán)形染料桶支架(3.41)、中心頂桿(3.42)、空心轉軸(3.43)、氣缸(3.44)、軸套(3.45)、翻轉電機(3.46)、以及傳動齒輪，環(huán)形染料桶支架(3.41)設置在化料罐體內(nèi)部，環(huán)形染料桶支架(3.41)與空心轉軸(3.43)連接，空心轉軸通過軸套固定在化料罐體的管壁上，中心頂桿(3.42)同軸設置在空心轉軸(3.43)中，中心頂桿外端連接氣缸(3.44)的動作桿，在空心轉軸上固定設置有從動齒輪(3.48)，翻轉電機(3.46)的輸出軸上固定設置有主動齒輪(3.49)，主動齒輪與從動齒輪連接，翻轉電機驅動空心轉軸旋轉，空心轉軸帶動環(huán)形染料桶支架翻轉，當氣缸動作桿動作時，氣缸動作桿可帶動中心頂桿在空心轉軸內(nèi)沿其軸向頂住或收縮；

所述染料桶為圓桶狀，染料桶的頂口設置有外翻邊(4.1)，以使機械手能夠提升染料桶；在染料桶的外壁上沿外壁圓周設置有一圈筋板(4.2)，所述筋板由圓環(huán)頂板(4.21)和圓環(huán)側板(4.22)組成，圓環(huán)頂板與染料桶徑向平行，圓環(huán)側板與染料桶同軸，圓環(huán)側板的頂邊與圓環(huán)頂板的外圓周無縫固定連接；圓環(huán)頂板內(nèi)圓周與染料桶的外壁焊接，且在圓環(huán)頂板的與染料桶外壁連接處設置有多個漏水孔(a)；在圓環(huán)側板的底側設置有多個凹糟(b)；當染料桶(4)放入卡緊翻轉機構的環(huán)形染料桶支架(3.41)后，染料桶的筋板(4.2)的圓環(huán)側板(4.22)架設在環(huán)形染料桶支架(3.41)上，圓環(huán)頂板與染料桶外壁之間的漏水孔(a)和圓環(huán)側板(4.22)與環(huán)形染料桶支架(3.41)之間的凹糟(b)構成排水通道。

在上述技術方案中，所述立體架(2.1)包括三層，每層設置四個染料桶支架(2.11)，每個染料桶支架上可分別放置一個染料桶。

在上述技術方案中，三軸移動平臺包括底臺、立柱、橫梁，底臺安裝在齒條軌道上，構成底臺沿齒條軌道水平橫向運動的第一軸移動機構，立柱豎直固定在底臺上，橫梁通過導軌絲桿機構安裝在立柱上，構成橫梁沿立柱豎直上下移動的第二軸移動機構，機械手安裝架通過導軌絲桿機構安裝在橫梁上，機械手安裝在機械手安裝架上，構成機械手沿橫梁水平縱向運動的第三軸移動機構。

在上述技術方案中，化料罐體底部為錐形，在化料罐體的錐壁上設置有蒸汽進氣口，蒸汽進氣口外接供高壓蒸汽管路，蒸汽進氣口設置有第一閥門；在化料罐體的錐壁上安裝有溫度傳感器。

在上述技術方案中，出料口外接出料管路，出料管路上設置泵，環(huán)形水道進水口連接的高壓供水管路上設置第二閥門。

在上述技術方案中，罐蓋的中心位置安裝有360度旋轉噴頭；在冷水進水分路上設置有第三閥門，在熱水進水分路上設置有第四閥門，在高壓進氣分路上設置有第五閥門，在總進水/氣管路上設置流量計。

在上述技術方案中，在化料罐體出料口處安裝有音叉開關。

在上述技術方案中，染料化料裝置內(nèi)設置有攪拌槳，所述攪拌槳斜插設置在化料罐體內(nèi)，攪拌槳底端深入至化料罐體的錐形罐體底部，攪拌槳頂端與外部攪拌槳驅動電機連接。

在上述技術方案中，漏水孔沿圓環(huán)頂板內(nèi)圓周等間距分布，凹槽沿圓環(huán)側板的圓周等間距分布。

本發(fā)明的全自動染料稱料化料設備的使用方法如下：

當需要化料時，調整三軸移動平臺，使機械手抓取存放在立體架上的染料桶，并將染料桶放入化料罐體內(nèi)的環(huán)形染料桶支架中，使染料桶的筋板架接在環(huán)形染料桶支架上，然后閉合罐蓋；然后卡緊翻轉機構的氣缸動作，氣缸驅動中心頂桿頂出，使中心頂桿伸至筋板上表面，卡主染料桶的筋板被卡在環(huán)形染料桶支架和中心頂桿之間，然后翻轉電機動作，驅動空心轉軸旋轉，空心轉軸帶動環(huán)形染料桶支架翻轉，將染料桶內(nèi)的染料傾倒出來；

然后，開啟第三閥門和第四閥門，通過360度旋轉噴頭向化料罐體內(nèi)噴水，并開啟攪拌槳，對染料進行溶解化料；通過設置在360度旋轉噴頭外接總進水/氣管路上的流量計檢測總進水量，并通過第三閥門和第四閥門控制進水量；通過溫度傳感器檢測料罐體內(nèi)的水溫信號，當水溫低于設定值時，第一閥門打開，向料罐體內(nèi)通入高溫蒸汽，提升水溫，以達到最佳化料溫度；

化料完成后，開啟泵，將染料溶液從出料口排出，通過音叉開關檢測染料溶液是否全部排出，染料溶液全部排出后關閉泵；

然后，開啟360度旋轉噴頭供水水路(開啟第三閥門或者第四閥門)和環(huán)形水道進水水路(開啟第二閥門)，利用360度旋轉噴頭對染料桶以及卡緊翻轉機構和攪拌槳進行清洗，利用環(huán)形水道向化料罐體的內(nèi)壁進行清洗；清洗時，卡緊翻轉機構驅動染料罐翻轉幾次，同時攪拌槳低速運轉，以便對染料桶、卡緊翻轉機構和攪拌槳進行全面清洗；清洗時，水流過漏水孔和凹糟構成的排水通道，從而避免染料殘留，提高清洗效果；

清洗完成后，再次打開泵，將清洗水從出料口排出；

然后，關閉第二閥門、第三閥門和第四閥門，開啟第五閥門，通過360度旋轉噴頭向化料罐體內(nèi)吹氣，吹干染料桶，吹干時，卡緊翻轉機構驅動染料罐翻轉幾次；

吹干完成后，關閉第五閥門，開啟罐蓋，機械手取出染料桶。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為：

1，本發(fā)明的自動抓取立體庫具有用于放置染料桶的立體架，并配合三軸移動平臺和機械手，實現(xiàn)了染料桶的自動立體式存取，與傳統(tǒng)的平面存取相比，本發(fā)明大大提高了車間空間使用率，減少了人工勞動成本，提高了染料桶的存取效率；

2，本發(fā)明的染料化料裝置的化料罐體底面采用錐形結構，與傳統(tǒng)的平面罐底相比，避免了染料溶液殘留在罐底；染料化料裝置具有蒸汽進口，通過高溫蒸汽提高水溫，以達到最佳化料溫度，與傳統(tǒng)的加熱棒或其他內(nèi)置電加熱裝置方案相比，避免了染料附著粘黏在電加熱裝置表面(電加熱裝置表面溫度過高，染料容易發(fā)生附著粘黏)，同時也避免了對內(nèi)置電加熱裝置的清洗；染料化料裝置罐頂采用360度旋轉噴頭，實現(xiàn)了對化料罐體的全角度進水和清洗；360度旋轉噴頭外接總進水/氣管路，該總進水/氣管路連接冷水進水分路、熱水進水分路和高壓進氣分路，360度旋轉噴頭即可以進水又可以進氣，從而實現(xiàn)了對罐體的清洗和吹干功能；染料化料裝置的卡緊翻轉機構與專用染料桶相配合，實現(xiàn)了染料桶在化料罐體內(nèi)的自由翻轉；

3，本發(fā)明的專用染料桶頂口設置有外翻邊，外翻邊與自動抓取立體庫的機械手相配合，以使機械手能夠提升染料桶；在染料桶的外壁上沿外壁圓周設置有一圈筋板，當染料桶放入卡緊翻轉機構的環(huán)形染料桶支架后，染料桶的筋板的圓環(huán)側板架設在環(huán)形染料桶支架上，圓環(huán)頂板與染料桶外壁之間的漏水孔和圓環(huán)側板與環(huán)形染料桶支架之間的凹糟構成排水通道，從而避免染料殘留在染料桶和環(huán)形染料桶支架之間的間隙。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的俯視圖。

圖2是本發(fā)明的正視圖。

圖3是本發(fā)明的染料化料裝置的結構示意圖。

圖4是本發(fā)明的染料化料裝置的局部放大示意圖。

圖5是本發(fā)明的染料化料裝置的俯視圖。

圖6是本發(fā)明的染料桶的立體結構示意圖。

圖7是本發(fā)明的染料桶的正視圖。

圖8是圖7的a處局部放大示意圖。

圖9是本發(fā)明的機械手和染料桶配合的結構示意圖。

圖10是本發(fā)明的染料桶和卡緊翻轉機構配合的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例進一步說明本發(fā)明的技術方案。

一種具有自動抓取立體庫的全自動染料化料系統(tǒng)，參見附圖1和2，包括自動抓取立體庫2、染料化料裝置3、以及專用染料桶4；

所述自動抓取立體庫2包括用于放置染料桶的立體架2.1、三軸移動平臺2.2、以及用于抓取染料桶的機械手2.3，所述立體架2.1包括三層，每層設置四個染料桶支架2.11，每個染料桶支架2.11上可分別放置一個染料桶4，機械手2.3安裝在三軸移動平臺2.2上，以實現(xiàn)機械手沿x、y、z空間運動，從而實現(xiàn)機械手對立體架上任意位置的染料桶的抓取和運送；在立體架的一側設置有進料平臺2.4；在本實施例中，三軸移動平臺2.2包括底臺2.21、立柱2.22、橫梁2.23，底臺安裝在齒條軌道2.24上，構成底臺沿齒條軌道水平橫向運動的第一軸移動機構，立柱2.22豎直固定在底臺2.21上，橫梁2.23通過導軌絲桿機構安裝在立柱2.22上，構成橫梁沿立柱豎直上下移動的第二軸移動機構，機械手安裝架2.25通過導軌絲桿機構安裝在橫梁2.23上，機械手2.3安裝在機械手安裝架2.25上，構成機械手沿橫梁水平縱向運動的第三軸移動機構。

參見附圖3-5，染料化料裝置3包括化料罐體3.1、罐蓋3.2、攪拌槳3.3、卡緊翻轉機構3.4，罐蓋通過氣動開蓋機構設置在化料罐體上口，所述化料罐體直徑為1m，化料罐體底部為錐形，錐角為45度，在罐底設置有出料口3.5，出料口外接出料管路，出料管路上設置泵3.6；在化料罐體的錐壁上安裝有溫度傳感器3.7，在化料罐體出料口處安裝有音叉開關3.8(檢測液位信號)，在化料罐體的錐壁上還設置有至少一個蒸汽進氣口3.9，蒸汽進氣口外接供高壓蒸汽管路，蒸汽進氣口設置有第一閥門3.10；在化料罐體上口內(nèi)壁沿其圓周設置有一圈環(huán)形水道3.11，環(huán)形水道上設置有進水口3.12，進水口連接高壓供水管路，高壓供水管路上設置第二閥門3.13，環(huán)形水道上設置有對著化料罐體內(nèi)壁的通孔，高壓水進入環(huán)形水道后從環(huán)形水道通孔噴射而出，對化料罐體內(nèi)壁進行清洗；罐蓋的中心位置安裝有360度旋轉噴頭3.14，360度旋轉噴頭外接總進水/氣管路，該總進水/氣管路連接冷水進水分路、熱水進水分路和高壓進氣分路(可以是高壓空氣或者高壓蒸汽)，在冷水進水分路上設置有第三閥門3.15，在熱水進水分路上設置有第四閥門3.16，在高壓進氣分路上設置有第五閥門3.18，在總進水/氣管路上設置流量計3.17；

卡緊翻轉機構3.4包括環(huán)形染料桶支架3.41、中心頂桿3.42、空心轉軸3.43、氣缸3.44、軸套3.45、翻轉電機3.46、以及傳動齒輪，環(huán)形染料桶支架3.41的內(nèi)徑略大于染料桶外徑，可將染料桶4放置在環(huán)形染料桶支架3.41上，環(huán)形染料桶支架3.41設置在化料罐體內(nèi)部，環(huán)形染料桶支架3.41與空心轉軸3.43連接，空心轉軸3.43通過軸套3.45固定在化料罐體的管壁上，中心頂桿3.42同軸設置在空心轉軸3.43中，中心頂桿的長度大于空心轉軸長度，中心頂桿3.42外端連接氣缸3.44的動作桿，氣缸3.44通過安裝支架3.47固定安裝在化料罐體上，在空心轉軸3.43上固定設置有從動齒輪3.48，翻轉電機3.46的輸出軸上固定設置有主動齒輪3.49，主動齒輪通過轉動鏈3.410與從動齒輪連接，翻轉電機驅動空心轉軸旋轉，空心轉軸帶動環(huán)形染料桶支架翻轉，當氣缸動作桿動作時，氣缸動作桿可帶動中心頂桿在空心轉軸內(nèi)沿其軸向頂住或收縮；

所述攪拌槳3.3斜插設置在化料罐體內(nèi)，攪拌槳底端深入至化料罐體的錐形罐體底部，攪拌槳頂端與外部攪拌槳驅動電機3.19連接。

參見附圖6-10，所述染料桶4為圓桶狀，染料桶的頂口設置有外翻邊4.1，以使機械手能夠提升染料桶(參見圖9，所述機械手為兩爪式機械手，夾爪閉合后，夾爪的加持面與染料桶桶身配合，然后機械手上提，染料桶的頂口的外翻邊抵擋住機械手夾爪，以使機械手能夠提升染料桶)；在染料桶的外壁上沿外壁圓周設置有一圈筋板4.2，所述筋板由圓環(huán)頂板4.21和圓環(huán)側板4.22組成，圓環(huán)頂板4.21與染料桶徑向平行，圓環(huán)側板4.22與染料桶同軸，圓環(huán)側板的頂邊與圓環(huán)頂板的外圓周無縫固定連接(即，圓環(huán)側板固定連接在圓環(huán)頂板的外圓周的下方)；圓環(huán)頂板內(nèi)圓周與染料桶的外壁焊接，且在圓環(huán)頂板的與染料桶外壁連接處設置有多個漏水孔a，漏水孔沿圓環(huán)頂板內(nèi)圓周等間距分布；在圓環(huán)側板的底側設置有多個凹糟b(即在圓環(huán)側板的與染料桶桶底相對一側開設有多個凹槽)，凹槽沿圓環(huán)側板的圓周等間距分布；當染料桶4放入卡緊翻轉機構3.4的環(huán)形染料桶支架3.41后，染料桶4的筋板4.2的圓環(huán)側板4.22架設在環(huán)形染料桶支架3.41上，圓環(huán)頂板與染料桶外壁之間的漏水孔a和圓環(huán)側板4.22與環(huán)形染料桶支架3.41之間的凹糟b構成排水通道，從而避免染料殘留在染料桶4和環(huán)形染料桶支架3.41之間的間隙。

當需要化料時，調整三軸移動平臺，使機械手抓取存放在立體架上的染料桶，并將染料桶放入化料罐體內(nèi)的環(huán)形染料桶支架中，使染料桶的筋板架接在環(huán)形染料桶支架上，然后閉合罐蓋；然后卡緊翻轉機構的氣缸動作，氣缸驅動中心頂桿頂出，使中心頂桿伸至筋板上表面，卡主染料桶的筋板被卡在環(huán)形染料桶支架和中心頂桿之間，然后翻轉電機動作，驅動空心轉軸旋轉，空心轉軸帶動環(huán)形染料桶支架翻轉，將染料桶內(nèi)的染料傾倒出來；

然后，開啟第三閥門和第四閥門，通過360度旋轉噴頭向化料罐體內(nèi)噴水，并開啟攪拌槳，對染料進行溶解化料；通過設置在360度旋轉噴頭外接總進水/氣管路上的流量計檢測總進水量，并通過第三閥門和第四閥門控制進水量；通過溫度傳感器檢測料罐體內(nèi)的水溫信號，當水溫低于設定值時，第一閥門打開，向料罐體內(nèi)通入高溫蒸汽，提升水溫，以達到最佳化料溫度；

化料完成后，開啟泵，將染料溶液從出料口排出，通過音叉開關檢測染料溶液是否全部排出，染料溶液全部排出后關閉泵；

然后，開啟360度旋轉噴頭供水水路(開啟第三閥門或者第四閥門)和環(huán)形水道進水水路(開啟第二閥門)，利用360度旋轉噴頭對染料桶以及卡緊翻轉機構和攪拌槳進行清洗，利用環(huán)形水道向化料罐體的內(nèi)壁進行清洗；清洗時，卡緊翻轉機構驅動染料罐翻轉幾次，同時攪拌槳低速運轉，以便對染料桶、卡緊翻轉機構和攪拌槳進行全面清洗；清洗時，水流過漏水孔a和凹糟b構成的排水通道，從而避免染料殘留，提高清洗效果；

清洗完成后(一般清洗30秒，卡緊翻轉機構驅動染料罐翻轉3次)，再次打開泵，將清洗水從出料口排出；

然后，關閉第二閥門、第三閥門和第四閥門，開啟第五閥門，通過360度旋轉噴頭向化料罐體內(nèi)吹氣，吹干染料桶，吹干時，卡緊翻轉機構驅動染料罐翻轉幾次；

吹干完成后，關閉第五閥門，開啟罐蓋，機械手取出染料桶。

以上對本發(fā)明做了示例性的描述，應該說明的是，在不脫離本發(fā)明的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領域技術人員能夠不花費創(chuàng)造性勞動的等同替換均落入本發(fā)明的保護范圍。