本发明涉及纱卷生产技术领域，具体的说，是一种实现纱卷自动包装和分流的生产线及其方法。
背景技术：
现有的纱卷包装方式需人工将纱卷从纱车上取放到裹膜机上，再由人工操作裹膜机裹膜，人工判定纱卷的等级进行纱卷分类堆放；其中单一纱卷重量可达20kg，导致工人工作强度大；纱卷生产粉尘较重，生产环境较恶劣，对人体伤害较大，人工判定误差大，生产质量管控难度大。虽部分企业已开始引入自动化代替人工操作，但也只是替代部分工位，减少人力，无法有效的完成实际生产需要。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种实现纱卷自动包装和分流的生产线及其方法，用于解决现有技术中纱卷生产线人工操作劳动强度大、人工判定误差大以及无法实现全自动生产的问题。
本发明通过下述技术方案解决上述问题：
一种实现纱卷自动包装和分流的生产线，包括：计算机和与计算机通信连接的重量检测及抓取模块、裹膜模块和分流模块，其中：
重量检测及抓取模块，包括纱卷传送工位和第一机器人，所述第一机器人安装有第一摄像头上，所述第一摄像头用于拍摄纱卷图片并将图片传递至计算机；
裹膜模块，包括裹膜机，所述裹膜机上安装有第二摄像头，所述第二摄像头用于拍摄纱卷裹膜前的纱卷外观图片并将纱卷外观图片传递至计算机进行判断；裹膜机接收计算机的指令对纱卷进行裹膜或者由计算机做出将所述纱卷进行异常分流的处理；
分流模块，包括第二机器人，所述第二机器人上安装有第三摄像头，所述第三摄像头用于对裹膜后的纱卷拍照并传递至计算机；所述第二机器人用于根据计算机的指令对裹膜后的纱卷进行分发到不同的工位。
进一步地，所述计算机包括视觉计算模块、数据分析模块和业务系统对接模块，其中：
所述视觉计算模块，用于根据第一摄像头拍摄的纱卷图片中的纱卷直径计算纱卷重量；还用于根据第二摄像头拍摄的纱卷外观图片判断纱卷质量；还用于根据第三摄像头拍摄的图片判断纱卷的裹膜质量；
纱卷重量计算，通过对纱卷进行取像，然后识别纱卷筒径，计算出纱卷重量。纱卷质量，通过对纱卷的照片进行分析，识别纱卷上是否有污渍；其次，识别纱卷是否有损伤，判断出纱卷的质量。裹膜质量，通过对裹膜后纱卷的外膜褶皱度进行分析，判断纱卷的裹膜质量。
所述数据分析模块用于根据视觉技术模块得出的纱卷重量、纱卷质量以及纱卷的裹膜质量，对纱卷进行等级划分并根据划分的等级进行异常处理或者分流处理；
数据分析模块用于根据纱卷信息，对纱卷流向进行分析判定。针对前端工序的数据，如纱卷的重量、纱卷的质量、纱卷的裹膜质量，分析出纱卷的等级及待处理方式。如纱卷重量较小时，需流入b级品生产线；如裹膜质量差时，需流入异常处理生产线；只有当纱卷重量达标、纱卷质量高、裹膜质量好时，才能将纱卷流入a级品生产线，做到对纱卷重量品质的严格控制。
所述业务系统对接模块，用于记录和存储生产纱卷的数据，以及用于与其他系统对接和交互数据；所述生产纱卷的数据包括纱卷的来源及位置、纱卷重量、纱卷质量、裹膜质量以及第一机器人、第二机器人和裹膜机的启/停信息。
业务系统对接模块通过采用以太网的通讯方式，实时与其他系统对接，可此时生产纱卷的数据，如来源于001号纱车、所在纱车的01号位置、此时纱卷的重量、质量、裹膜质量信息；另可将各个设备的状态信息，如机器人启动、停止、异常信息，裹膜机启停状态、上传给其他系统。
一种实现纱卷自动包装和分流的方法，包括：
步骤s100：将第一摄像头固定在第一机器人的手抓取，在每次抓取纱卷之前，第一摄像头自动拍照并传递给计算机，由计算机识别图片中的纱卷直径并计算纱卷重量；
步骤s200：计算机将计算出的纱卷重量传递至第一机器人和裹膜机，第一机器人根据纱卷重量分析得到抓取纱卷所需力矩，然后根据力矩控制夹具的气缸动作，将纱卷抓取并放置至裹膜机上；
步骤s300：裹膜机上安装的第二摄像头首先对放置在裹膜机上的纱卷进行拍照并传递至计算机，由计算机根据拍摄的图片判断纱卷是否有污渍和纱卷的外圈有无损伤，若有，则进行分流处理，否则，裹膜机根据纱卷重量判断缠绕膜的张力，并控制伺服电机运转以及控制拉膜机构到达与所述张力匹配的位置，对纱卷进行自动裹膜；
步骤s400：第二机器人上安装的第三摄像头对裹膜后的纱卷进行拍照并传递至计算机，由计算机判断纱卷裹膜质量并结合纱卷重量得到纱卷等级并传递至第二机器人，第二机器人根据纱卷的等级将其放置到对应的工位上进行传输至下游工序。
实际生产中纱卷大小决定纱卷等级，如重量大于10kg为a级，小于10kg为b级，不同等级的纱卷价格差异较大。当裹膜完成，根据纱卷重量，将纱卷进行等级分类，再通过机器人把纱卷放置在相应的线体上，并传输到下游工序进行加工处理。其次裹膜质量好坏也将影响纱卷的后续生产，如果裹膜质量差，需进行返人工处理，所以需在裹膜完成后，通过识别裹膜机上的摄像头拍摄纱卷裹膜后的照片，对比外膜的褶皱度对裹膜质量进行判定，如果褶皱度偏高则判断为裹膜质量差，则需把此纱卷分流到异常线体(工位)。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明通过采用机器人搬运、视觉检测、自动裹膜、自动分流等手段，取消了相应工位的生产人员，自动化代替人工劳动，提高了生产效率；将原来较离散的工位合并处理，优化生产布局，提高工厂的场地使用率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
一种实现纱卷自动包装和分流的生产线，包括：计算机和与计算机通信连接的重量检测及抓取模块、裹膜模块和分流模块，其中：
重量检测及抓取模块，包括纱卷传送工位和第一机器人，所述第一机器人安装有第一摄像头上，所述第一摄像头用于拍摄纱卷图片并将图片传递至计算机；
裹膜模块，包括裹膜机，所述裹膜机上安装有第二摄像头，所述第二摄像头用于拍摄纱卷裹膜前的纱卷外观图片并将纱卷外观图片传递至计算机进行判断；裹膜机接收计算机的指令对纱卷进行裹膜或者由计算机做出将所述纱卷进行异常分流的处理；
分流模块，包括第二机器人，所述第二机器人上安装有第三摄像头，所述第三摄像头用于对裹膜后的纱卷拍照并传递至计算机；所述第二机器人用于根据计算机的指令对裹膜后的纱卷进行分发到不同的工位。
进一步地，所述计算机包括视觉计算模块、数据分析模块和业务系统对接模块，其中：
所述视觉计算模块，用于根据第一摄像头拍摄的纱卷图片中的纱卷直径计算纱卷重量；还用于根据第二摄像头拍摄的纱卷外观图片判断纱卷质量；还用于根据第三摄像头拍摄的图片判断纱卷的裹膜质量；
纱卷重量计算，通过对纱卷进行取像，然后识别纱卷筒径，计算出纱卷重量。纱卷质量，通过对纱卷的照片进行分析，识别纱卷上是否有污渍；其次，识别纱卷是否有损伤，判断出纱卷的质量。裹膜质量，通过对裹膜后纱卷的外膜褶皱度进行分析，判断纱卷的裹膜质量。
所述数据分析模块用于根据视觉技术模块得出的纱卷重量、纱卷质量以及纱卷的裹膜质量，对纱卷进行等级划分并根据划分的等级进行异常处理或者分流处理；
数据分析模块用于根据纱卷信息，对纱卷流向进行分析判定。针对前端工序的数据，如纱卷的重量、纱卷的质量、纱卷的裹膜质量，分析出纱卷的等级及待处理方式。如纱卷重量较小时，需流入b级品生产线；如裹膜质量差时，需流入异常处理生产线；只有当纱卷重量达标、纱卷质量高、裹膜质量好时，才能将纱卷流入a级品生产线，做到对纱卷重量品质的严格控制。
所述业务系统对接模块，用于记录和存储生产纱卷的数据，以及用于与其他系统对接和交互数据；所述生产纱卷的数据包括纱卷的来源及位置、纱卷重量、纱卷质量、裹膜质量以及第一机器人、第二机器人和裹膜机的启/停信息。
业务系统对接模块通过采用以太网的通讯方式，实时与其他系统对接，可此时生产纱卷的数据，如来源于001号纱车、所在纱车的01号位置、此时纱卷的重量、质量、裹膜质量信息；另可将各个设备的状态信息，如机器人启动、停止、异常信息，裹膜机启停状态、上传给其他系统。
实施例2：
一种实现纱卷自动包装和分流的方法，包括：
步骤s100：将第一摄像头固定在第一机器人的手抓取，在每次抓取纱卷之前，第一摄像头自动拍照并传递给计算机，由计算机识别图片中的纱卷直径并计算纱卷重量；
步骤s200：计算机将计算出的纱卷重量传递至第一机器人和裹膜机，第一机器人根据纱卷重量分析得到抓取纱卷所需力矩，然后根据力矩控制夹具的气缸动作，将纱卷抓取并放置至裹膜机上；
步骤s300：裹膜机上安装的第二摄像头首先对放置在裹膜机上的纱卷进行拍照并传递至计算机，由计算机根据拍摄的图片判断纱卷是否有污渍和纱卷的外圈有无损伤，若有，则进行分流处理，否则，裹膜机根据纱卷重量判断缠绕膜的张力，并控制伺服电机运转以及控制拉膜机构到达与所述张力匹配的位置，对纱卷进行自动裹膜；
步骤s400：第二机器人上安装的第三摄像头对裹膜后的纱卷进行拍照并传递至计算机，由计算机判断纱卷裹膜质量并结合纱卷重量得到纱卷等级并传递至第二机器人，第二机器人根据纱卷的等级将其放置到对应的工位上进行传输至下游工序。
实际生产中纱卷大小决定纱卷等级，如重量大于10kg为a级，小于10kg为b级，不同等级的纱卷价格差异较大。当裹膜完成，根据纱卷重量，将纱卷进行等级分类，再通过机器人把纱卷放置在相应的线体上，并传输到下游工序进行加工处理。其次裹膜质量好坏也将影响纱卷的后续生产，如果裹膜质量差，需进行返人工处理，所以需在裹膜完成后，通过识别裹膜机上的摄像头拍摄纱卷裹膜后的照片，对比外膜的褶皱度对裹膜质量进行判定，如果褶皱度偏高则判断为裹膜质量差，则需把此纱卷分流到异常线体(工位)。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。
技术特征：
1.一种实现纱卷自动包装和分流的生产线，其特征在于，包括：计算机和与计算机通信连接的重量检测及抓取模块、裹膜模块和分流模块，其中：
重量检测及抓取模块，包括纱卷传送工位和第一机器人，所述第一机器人安装有第一摄像头上，所述第一摄像头用于拍摄纱卷图片并将图片传递至计算机；
裹膜模块，包括裹膜机，所述裹膜机上安装有第二摄像头，所述第二摄像头用于拍摄纱卷裹膜前的纱卷外观图片并将纱卷外观图片传递至计算机进行判断；裹膜机接收计算机的指令对纱卷进行裹膜或者由计算机做出将所述纱卷进行异常分流的处理；
分流模块，包括第二机器人，所述第二机器人上安装有第三摄像头，所述第三摄像头用于对裹膜后的纱卷拍照并传递至计算机；所述第二机器人用于根据计算机的指令对裹膜后的纱卷进行分发到不同的工位。
2.根据权利要求1所述的一种实现纱卷自动包装和分流的生产线，其特征在于，所述计算机包括视觉计算模块、数据分析模块和业务系统对接模块，其中：
所述视觉计算模块，用于根据第一摄像头拍摄的纱卷图片中的纱卷直径计算纱卷重量；还用于根据第二摄像头拍摄的纱卷外观图片判断纱卷质量；还用于根据第三摄像头拍摄的图片判断纱卷的裹膜质量；
所述数据分析模块用于根据视觉技术模块得出的纱卷重量、纱卷质量以及纱卷的裹膜质量，对纱卷进行等级划分并根据划分的等级进行异常处理或者分流处理；
所述业务系统对接模块，用于记录和存储生产纱卷的数据，以及用于与其他系统对接和交互数据；所述生产纱卷的数据包括纱卷的来源及位置、纱卷重量、纱卷质量、裹膜质量以及第一机器人、第二机器人和裹膜机的启/停信息。
3.一种实现纱卷自动包装和分流的方法，其特征在于，包括：
步骤s100：将第一摄像头固定在第一机器人的手抓取，在每次抓取纱卷之前，第一摄像头自动拍照并传递给计算机，由计算机识别图片中的纱卷直径并计算纱卷重量；
步骤s200：计算机将计算出的纱卷重量传递至第一机器人和裹膜机，第一机器人根据纱卷重量分析得到抓取纱卷所需力矩，然后根据力矩控制夹具的气缸动作，将纱卷抓取并放置至裹膜机上；
步骤s300：裹膜机上安装的第二摄像头首先对放置在裹膜机上的纱卷进行拍照并传递至计算机，由计算机根据拍摄的图片判断纱卷是否有污渍和损伤，若有，则进行分流处理，否则，裹膜机根据纱卷重量判断缠绕膜的张力，并控制伺服电机运转以及控制拉膜机构到达与所述张力匹配的位置，对纱卷进行自动裹膜；
步骤s400：第二机器人上安装的第三摄像头对裹膜后的纱卷进行拍照并传递至计算机，由计算机判断纱卷裹膜质量并结合纱卷重量得到纱卷等级并传递至第二机器人，第二机器人根据纱卷的等级将其放置到对应的工位上进行传输至下游工序。
技术总结
本发明公开了一种实现纱卷自动包装和分流的生产线，包括：计算机；重量检测及抓取模块，包括纱卷传送工位和第一机器人，第一摄像头拍摄纱卷图片并传递至计算机；裹膜模块，包括裹膜机和第二摄像头，第二摄像头拍摄纱卷外观图片并传递至计算机；裹膜机对纱卷进行裹膜；分流模块，第三摄像头对裹膜后的纱卷拍照并传递至计算机；第二机器人将裹膜后的纱卷进行分发到不同的工位。还公开了一种实现纱卷自动包装和分流的方法。本发明通过采用机器人搬运、视觉检测、自动裹膜、自动分流等手段，取消了相应工位的生产人员，自动化代替人工劳动，提高了生产效率；将原来较离散的工位合并处理，优化生产布局，提高工厂的场地使用率。
技术研发人员：王刚
受保护的技术使用者：四川长虹电器股份有限公司
技术研发日：.11.12
技术公布日：.02.21
