紙板定長切割控制方法及裝置的製作方法

2023-09-18 18:44:05 2

專利名稱：紙板定長切割控制方法及裝置的製作方法
紙板定長切割控制方法及裝置屬於一種紙箱板加工方法及設備。
目前瓦楞紙板生產線上的紙板定長切斷機一般採用機械式或繼電一接觸器控制，這種控制方法在紙板切割長度和生產速度不斷變化的情況下，無法隨機、實時、自動而精確地實現紙板定長切割，而且費力、費時，使用不便。
為了實現紙板定長切割的計算機控制，本發明提出了一種紙板定長切割的控制方法及裝置。
本發明提出的紙板定長切割方法，其特徵在於，它包括以下步驟(1)、鍵入初始條件;
(2)、鍵入需要定長切割的對象(如紙板等)的工藝參數;
(3)、用計算機逐點採樣的方法來控制裝在切割電機軸上的圓形切刀(簡稱圓刀)的升或降速過程;
(4)、用計算機控制採樣點數的方法來判別該圓刀是否已進入勻速運動狀態;
(5)、當紙板到達切紙位置時，圓刀自動進行切割動作，同時控制安裝在切紙位置附近的行程開關發出切紙計數脈衝去給計算機控制下的相應計數器以便計算切紙片數;
(6)、用一個事先鍵入的、相應於不同切紙長度的圓刀勻速同步運行周長這個工藝參數去控制圓刀降(或升)速的起始時刻;
(7)、用計算機逐點採樣的方法去控制圓刀的降(或升)速過程;
(8)、切割電機自動停刀;
(9)、用一個給定計數值與所切割的紙板長度相應的走紙脈衝計數器去控制圓刀下一個切割周期的起刀時刻;
(10)、重複以上(3)至(9)的過程。
其中初始條件是指不同的紙板定長切割長度所用的公共參數，它們是指K1＝Vc/Ue′VC刀速;UC切割電機端電壓;K1反映了刀速隨著切割電機端電壓上升或下降而變化的速度、圓刀勻速運動時，K1為一個常數。
K2切割電機升(或降)速過程的取樣點數;
K3＝Vc/Vp，Vp走紙速度;K3反映了在勻速區刀速與紙速的同步運行度;一般K3＞1且接近1。
LR圓刀周長;LPS標準勻速切斷長度E圓刀轉1mm周長所發出的脈衝數;
A紙走1mm長度發出的脈衝數。
工藝參數即在切割長度不同的紙板時所必須鍵入的特定數據，它包括LP實際的紙板切割長度M圓刀在勻速運行區時同步運行的周長，它決定了降(或升)速的起始時刻;
N升(或降)速區圓刀運行的周長;
TP切割一次所需的時間，稱切割周期，一般要求VP＜LP/TP，即不要切得太快，要限制一下紙速。
本發明提出的紙板定長切割控制裝置，其特徵在於，它是一個具有總線結構的計算機控制裝置，由走刀系統、走紙系統和切割次數計數系統三個部份組成，走刀系統由數字/模擬轉換器、可控矽裝置、切割電機、光電傳感器、走刀脈衝計數器、取樣次數計數器依次串聯而成，走紙系統由走紙電機、光電傳感器和走紙脈衝計數器依次串聯而成，切割次數計數系統由行程開關及切割次數計數器組成，行程開關的輸入是切割電機的切割次數輸出信號，它的輸出送往切割次數計數器，計算機的中央控制器CPU在控制數字/模擬轉換器和走紙電機的同時，還通過總線與走刀脈衝計數器、走紙脈衝計數器、取樣次數計數器和切割次數計數器雙向聯接。
實驗證明本發明所提出的方法及裝置其切割精度滿足了生產要求，並可隨機改變切割長度，因而實現了自動切割生產線的流水作業。
為了以下結合實施例對本發明作更詳盡的描述，現把本申請文件所使用的附圖名稱及編號簡述如下

圖1、LPS＝800mm時的UC-t曲線和VP-t曲線;
圖2、LP＜800mm時的UC-t曲線和VP-t曲線;
圖3、1100＞LP＞800mm時的UC-t曲線和VP-t曲線;
圖4、LP＞1100mm時的UC-t曲線和VP-t曲線;
圖5、紙板定長切割控制裝置框圖;圖6、程序流程圖。
實施例設要求瓦楞紙板切斷機要能按以下四種實際切割長度進行隨機切割，(1)標準勻速切割長度LPS＝800mm;(2)LP＜800mm;(3)1100mm＞LP＞800mm;(4)LP＞1100mm。它們的切割電機端電壓Uc-時間t的曲線請見圖1～圖4，它實際上反映的是VC-t的曲線，同時要求切割周期TP＞0.5秒。圖1～4中t1是升速區所需的時間;t3是降速區的;t2是圓刀同步勻速運行的時間，t4是停刀時間。在每個圖中相應地畫出了走紙電機的VP-t曲線以便比較，UC-t曲線換一下比例尺就是VC-t曲線了，此處K3＞1.0，相應的紙板定長切割控制裝置的框圖見圖5。其中，1是中央控制器CPU，2是數字模擬轉換器，3是可控矽裝置，4是切割電機，5是反映切割電機圓刀速度與行程周長的光電式傳感器，6是走刀脈衝計數器PK，7是取樣次數計數器Kt，8是走紙電機，它受CPU控制(也可另外由一個控制器單獨控制)，9是反映走紙電機運送紙板速度及行程的光電傳感器，10是切割次數計數器PK，11是行程開關，12是紙板長度計數器PK(即走紙脈衝計數器)。在本實施例，控制切割電機切割動作的是一套可用於測定紙板行程的光電傳感器，紙板在其中通過，當長度到達所需切割紙板的長度時，傳感器發出信號去控制切割電機進行切割，圖中未畫出。與此同時切割電機就控制行程開關發出切割次數計數脈衝送往相應計數器計數並存入計算機中。其相應的程序流程圖見圖6。其中，切割過程的參數計算公式如下切割周期TP＝LP/VP;圓刀速度VC＝K3VP，K3稍大於1;
切割電機的端電壓UC＝VC/K1;
圓刀勻速同步運行時間t2＝M/VC＝M/K3VP;
圓刀在升(或降)速區運行時間t1＝t3＝ (N/VC)/2 = (2N)/(K3VP) ，此處假定在升(或降)速區按平均速度 (VC)/2 運行;
停刀時間t4＝TP-(t2+2t1);
一次取樣時間t△＝t1/K2＝t3/K2;
一次取樣的取樣輸出電壓U△＝UC/K2，U△是可控矽裝置輸出而作用於切割電機的，即控制其升(或降)速的端電壓。
現在以LP＞1100mm為例，結合程序流程圖對本發明進行詳細說明。先看圖5。本發明由走刀系統、走紙系統和切割次數計數系統三個部份組成。走紙系統通過安裝在走紙電機端的走紙脈衝計數器去控制圓刀的起刀時刻，當在TP時間內走紙達到所需切割的LP＞1100mm中某一個長度時，走紙脈衝計數器就向CPU發出起刀請求信號，因此，其起刀信號要根據TP內走紙脈衝計數值PP是否等於給定值LP·A來判別。走刀系統的圓刀是否已經進入勻速運動狀態要根據走刀脈衝計數器的計數值PK＝NE或者根據取樣次數Kt是否等於K2來判別，本例中用的是後者。其每一次取樣的判別則根據其計數值是否PK＝ (N·E)/(K2) 判別。圓刀開始降速的起始時刻則要根據圓刀在t2時間內是否已走完同步運行周長M來判別，即可根據走刀脈衝計數器的計數值PK是否等於M·E來判別。至於圓刀開始切割的瞬間則要由上面提到的光電傳感器是否發出了共計LP·A個脈衝來控制，圖4中的t5、t6、t7分別是第一、二、三次切割時刻。其相互之間的時間間隔應為TP。圓刀在運行狀態轉換時，當然要對相應的計數器清0。
在實際紙長為表1中的(1)、(2)、(3)、三種情況下，t4＝0。至於一次取樣的取樣輸出電壓U△的值，其絕對值U△= (UC上限值－UC下限值)/(K2) 但其符號反映了電壓U△的上升還是下降，要與升速或降速過程相對應。
在第(4)種情況下，當鍵入並計算出必要的數據後，計算機的CPU便發出取樣脈衝，經過數字/模擬轉換、可控矽裝置後轉換成取樣電壓U△去啟動切割電機，同時CPU也啟動走紙電機。走紙刀和走紙脈衝計數器便開始計數;當取樣一次，切割電機的端電壓便增加一個U△，相應地走刀脈衝計數器便計入 (N)/(K2) ·E個脈衝，取樣次數計數器便加1，這樣，當取樣K2次後，端電壓便達到UC，切割電機就進入勻速運行狀態;這時計算機便把走刀脈衝計數器和取樣次數計數器清0，準備進行降速起始時刻判別。當圓刀同步運行周長達到M時，便開始降速，這時走刀脈衝計數器的計數值便是M·E，CPU就根據這個值來發出降速指令。紙板切割是在圓刀勻速運行段進行。這個動作受安裝在切割電機相應位置的光電式傳感器所控制，當它發出的脈衝數通過計數器計數到LP·A個脈衝值時，便控制切割電機進行切割。這個光電式傳感器及相應的計數器在圖5中未畫。圓刀每切割一次就通過行程開關發出一個切割次數計數脈衝送往相應的計數器PK去進行計數。降速過程的控制與升速過程相似，但U△是負的，一直到K2＝Kt，電機自動停止，即停刀為止。再次起刀過程則受走紙電機附近的走紙脈衝計數器控制，當它的計數值達到LP·A時，便向CPU發出起刀請求，CPU便重複以上過程。分別安裝在走紙電機和切割電機位置上的走紙脈衝計數器雖然其給定計數值都是LP·A，但從圖4可以看出它們計時起點相差t0至t5這段時間(t0在坐標上用原點坐標表示)因而分別在不同的時刻起到了起刀和切割二種不同的控制作用。順便要說明的是第一次切割下來的紙板長度就反映了這段時間差內紙板的行程，其長度要小於LP，故要捨去，故可用手動方法控制。到了以後再切割時，安裝在走紙電機附近的光電式傳感器開始動作，便進入正常運行狀態。
另外，如果走紙電機不受計算機控制，而由另外一個獨立的控制器控制，則圖5中1與8之間沒有聯線，則走紙電機需再帶動一個脈衝編碼器向CPU發出信號，CPU把它與切割電機發出的、相應於圓刀周長運轉長度的脈衝進行比較，這樣構成了一個閉環反饋系統，它可以根據紙板實際長度與圓刀運行周長的比較，來隨機調整圓刀的轉速以保證準確的切斷長度。這樣就可以消除由於走紙電機轉速不穩定而帶來的切斷誤差。這時E就是一個變量它影響著圓刀到達勻速運行的時刻，CPU這時就根據A與E之差來調整圓刀的轉速以保證切割長度的準確性。
權利要求
1.紙板定長切割控制方法，其特徵在於，它包括以下步驟(1)、鍵入初始條件(2)、鍵入需要定長切割的對象(如紙板等)的工藝參數；(3)、用計算機逐點採樣的方法來控制裝在切割電機軸上的圓形切刀(簡稱圓刀)的升(或降)速的過程；(4)、用計算機控制採樣點數的方法來判別該圓刀是否已進入勻速運動狀態；(5)、當紙板到達切紙位置時，圓刀自動進行切割動作，同時控制安裝在切紙位置附近的行程開關發出切紙計數脈衝去計算切紙片數；(6)、用一個事先鍵入的、相應於不同切紙長度的圓刀勻速同步運行周長這個工藝參數去控制圓刀降(或升)速的起始時刻；(7)、用計算機逐點採樣的方法去控制圓刀的降(或升)速過程；(8)、切割電機自動停刀；(9)、用一個給定計數值與所切割的紙板長度相當的走紙脈衝計數器去控制圓刀的起刀時刻；(10)、重複以上(3)至(9)的步驟。
2.紙板定長切割控制裝置，其特徵在於，它是一個具有總線式結構的計算機控制裝置，由走刀系統、走紙系統和切割次數計數系統三個部份組成，走刀系統由數字/模擬轉換器2、可控矽裝置3、切割電機4、光電傳感器5、走刀脈衝計數器6和取樣次數計數器7依次串聯而成，計算機的中央控制器與2相聯，走紙系統由獨立控制的走紙電機8、光電傳感器9和走紙脈衝計數器12相聯(8也可由CPU控制)，切割次數計數系統由行程開關11及與其相聯的切割次數計數器10組成，行程開關11受切割電機4控制，計算機的CPU通過總線與各個計數器6、7、12和10雙向聯接。
全文摘要
紙板定長切割控制方法及裝置屬於紙箱板加工領域。該方法一般包括走刀、走紙和切割次數控制三個部分。本發明的特徵在於用走紙脈衝計數器去控制起刀點，用計算機採樣的方法去控制整個走刀過程，用切割電機控制一個行程開關來進行切片計數，而切割動作則獨立地受紙板實際行程所控制，因而與一般機械式或繼電-接觸式紙板切斷機相比具有隨機、實時，自動而且精確地進行紙板定長切割的優點。
文檔編號B26D5/00GK1060619SQ9010830
公開日1992年4月29日 申請日期1990年10月15日 優先權日1990年10月15日
發明者周發山 申請人:周發山