紙箱板開槽長度的自動控制方法及其裝置的製作方法
2023-05-29 06:40:56
專利名稱：紙箱板開槽長度的自動控制方法及其裝置的製作方法
一種紙箱板開槽長度的自動控制方法及其裝置屬於紙箱板開槽機製造技術領域。
在紙箱生產過程中，在開槽機的開槽輥上裝有前、後槽刀S1、S2，沿開槽輥周長調整前、後槽刀S1、S2的位置，即可得到不同產品所要求的開槽長度，但是，由於紙箱板的平整度不同等原因，為了達到理想的開槽長度，需人工隨機調節，即用手動按鈕分別啟動電機來調整前、後槽刀的位置，其缺點是廢品率高、勞動強度大。
本發明的目的在於提供一個可按產品設計要求自動控制紙箱板前、後槽開槽長度的自動控制方法及其裝置。
本發明所提出的紙箱板開槽長度自動控制方法，其特徵在於它由以下步驟依次構成(1)設定前、後槽刀S1、S2在前、後開槽輥圓周方向上的弧長均稍大於紙箱板上前、後刀槽的長度LP1P2、LP3P4；(2)當紙箱板沿寬度方向f自動向前、後開槽輥送進時，自動測定並判別紙箱板前刀槽的前端P1與前槽刀S1的第一個接觸點m1和前槽刀S1的後端M1之間在前開槽輥圓周方向的弧長L12若L12＝LP1P2，則前刀槽長度正確，自動進入下一個步驟；若L12＞LP1P2，則前刀槽過長，此時，前槽刀S1便沿著前開槽輥旋轉方向g即前進方向自動旋轉一個相應弧度直至使L12＝LP1P2；若L12＜LP1，P2，則前刀槽過短，此時，前槽刀S1便逆著前開槽輥旋轉方向g即後退方向自動旋轉一個相應弧度直至使L12＝LP1P2；(3)同時也自動測定並判別紙箱板後刀槽前端P3與點m1之間映射在後開槽輥圓周方向的弧長L13；若L13＝LP1P3，則後刀槽長度正確，LP1P3紙箱板前刀槽前端P1與其後刀槽前端P3在紙箱板寬度方向上的距離；若L13＞LP1P3，則後刀槽過短，此時，後槽刀S2便沿著後開槽輥旋轉方向即後刀槽前進方向自動旋轉一個相應弧度直至使L13＝LP1P3；若L13＜LP1P3，則後刀槽過長，此時，後槽刀S2便逆著後開槽輥旋轉方向即後刀槽後退方向自動旋轉一個相應弧度直至使L13＝LP1P3；根據本發明所提出的自動控制方法而設計的裝置，其特徵在於它由裝在開槽輥上的旋轉編碼器C、裝在開槽機機座上的紙箱板送進傳感器PH0、動端分別固定於前槽刀S1的後端M1和後槽刀S2的前端M2而固定端裝在開槽機機座上的電磁感應式的前槽刀後端M1和後槽刀前端M2的兼具自清零作用的位置傳感器PH1、PH2、與旋轉編碼器C、各傳感器PH0、PH1、PH2同時並聯的低壓直流電源E0、其輸入端分別與各傳感器PH0、PH1、PH2的輸出端相連而輸出端X1、X5、X6分別與前刀槽長度計數器1的輸入端相連、X3、X5、X7分別與後刀計數器2的輸入端相連的IC信號板3、其輸入端再與旋轉編碼器C的輸出端相連而輸出端與前刀槽長度比較器4的輸入端相連的前刀槽長度計數器1、其輸入端還與前刀槽長度鍵入信號設定端l1相連而輸出端或經前刀槽步進電機驅動器5與前槽刀步進電機6相連或經開關量發生器7去控制前槽刀隨動控制電機8的前刀槽長度比較器4、其輸入端還與旋轉編碼器C的輸出端相連而輸出端與後刀槽長度比較器9的輸入端相連的後刀槽長度計數器2、其輸入端還與後刀槽長度鍵入信號設定端l2相連而輸出端或經後槽刀步進電機驅動器5與後槽刀步進電機10相連或經開關發生器7去控制後槽刀隨動控制電機11的後刀槽長度比較器9等構成的。
使用證明本發明可達到預期的設計目的。
為了在下面結合實施例對本發明作詳盡描述，現把本申請文件所使用的附圖編號及名稱簡介如下
圖1紙箱板開槽長度自動控制方法的原理簡圖；圖2紙箱板開槽的示意圖；圖3本控制方法所用的程序流程框圖；圖4當前、後糟刀使用步進電機控制時，根據本控制方法所設計的自動控制裝置的電路原理框圖；圖5當前、後槽刀使用隨動電機控制時，根據本控制方法所設計的自動控制裝置電路原理框圖；圖6、圖7當前、後槽刀使用隨動電機控制時，所使用的控制電路；圖8各傳感器與IC信號板3的連接圖；圖9可編程控制器PLC的接線圖；圖10IC信號板3的電路原理圖；圖11開關信號X1和X6之間、X3和X7之間以及它們和停止計數信號X5之間的時序關係圖。
實施例設定槽刀輥直徑D＝2R＝458mm；旋轉編碼器C旋轉一周發出脈衝數為A，A＝1000個脈衝，由此算出，每個脈衝所對應的周長為1.44mm；LP1P2為紙箱板前刀槽長；LP3P4為紙箱板後刀槽長；
LP2P3為紙箱板中部末開槽部分長(即中腰長)；S1為前槽刀，M1為其後端；S2為後槽刀，M2為其前端；8、11分別為控制前、後槽刀S1、S2之隨動電機；紙箱板送進傳感器PH0為光電式的，有紙箱板時，PH0＝1；前槽刀後端M1的位置傳感器PH1為電磁感應式的，當前端M1到達時，PH1＝1；後槽刀前端M2的位置傳感器PH2也為電磁感應式的，當前端M2到達時，PH2＝1。
請見各圖。一旦開槽輥順時針方向啟動並旋轉時，旋轉編碼器C開始發出脈衝，前、後槽刀長度計數器1、2便分別先後開始計數，按照工藝設計要求，紙箱板到達時，計數器1、2便停止計數，接觸點m1與前槽刀後端M1之間的弧長即L12、接觸點m1與後槽刀前端M2之間的弧長即L13可由下式同時算出L12＝1440-1.44A1；L13＝1440-1.44A2；其中A1為前槽刀長度計數器1的脈衝數；A2為後槽刀長度計數器2的脈衝數；1.44A1為從順時針方向看點m1至前槽刀後端M1之間的弧長；1.44A2為從順時針方向看點m1至後槽刀前端M2之間的弧長；若L12＝LP1P2，則前刀槽長度正確；L12＞LP1P2，則前刀槽過長，此時，前槽刀長度比較器4便輸出鍵入的前刀槽設計長度與實際長度L12之差去調整前槽刀S1使之其沿開槽輥前進方向旋轉一個弧度，直至L12＝LP1P2止；L12＜LP1P2，則反之。若L13＝LP1P3，則後刀槽長度正確；
L13＞LP1P3，則後刀槽過短，此時，後槽刀長度比較器9便輸出鍵入的後刀槽設計長度與以弧長L13表徵的後刀槽實際長度之差去調整後槽刀S2使之其沿開槽輥前進方向旋轉一個弧度，直至L13＝LP1P3止。否則，反之。其程序流程框圖見圖3。
再見4～8。X1輸出的是前槽刀後端M1的定位信號，X6是與其同時輸出的附加控制信號，兩者同時輸往前刀槽長度計數器1；X3輸出的是後槽刀前端M2的定位信號，X7是與其同時輸出的附加控制信號，兩者同時輸往後刀槽長度計數器2；l1、l2端輸出的分別是由鍵盤輸入的前、後刀槽的設計長度信號；X5輸出的是紙箱板前端到達信號，被同時輸往前、後刀槽計數器1、2使它們停止計數，旋轉編碼器C發出的計數信號同時送往前、後槽刀長度計數器1、2。每當旋轉編碼器C啟動且前、後槽刀上的動端即動片沿開槽輥前進方向分別通過傳感器PH1、PH2時便發出清零信號，使計數器1、2為零。待其離開傳感器PH1、PH2後，它們又分別恢復計數。一旦紙箱板前端到達紙箱板送進傳感器PH0便發出停止計數信號，使計數器1、2停止計數，此時，前、後刀槽長度比較器4、9便輸出前、後槽刀隨動電機控制信號經開關量發生器7後形成其寬度與調節脈衝數成相關量的電壓方波去控制隨動電機8、11動作。再見圖6～7。合上刀閘ZK，整流器DB輸出-24V直流電壓，再按下手動按鈕QA14，使繼電器J2的常開觸點J2-1、J2-2閉合，自鎖，接通電源，按下常開按鈕QA1或QA2可使前槽刀隨動電機8向前或向後，接觸器O1、O2是互鎖的，以防止誤運作；若按下手動按鈕QA3或QA4，可使後槽刀隨動電機11向前或向後，接觸器O3、O4也是互鎖的。若按下聯動的常開按鈕QA5，可使前、後槽刀S1、S2同時向前；若按下聯動的常開按鈕QA6，可使前、後槽刀S1、S2同時向後；若按下自動按鈕QA12，觸點J1-1、J1-2、J1-3、J1-4閉合，自鎖並接通可編程控制器PLC的電源，實行自動操作。
再看圖9。用的是MELSECFX2型，其輸出端X0、X2、X4分別與旋轉編碼器C的輸出端相連，X1、X6分別與IC信號板3之輸出端BX1、BX6相連，把前槽刀S1的定位信號送往可編程控制器PLC供前槽刀長度計數用，X3、X7分別與IC信號板3之輸出端BX3、BX7相連，把後槽刀S2的定位信號送往可編程控制器PLC供後槽刀長度計數用；X5與IC信號板3之輸出端BX5相連，把紙箱板送進信號送往可編程控制器PLC，使計數器1、2停止計數用；可編程控制器PLC的輸出端Y1、Y2分別與手動常開按鈕QA1、QA2相連，按需要在規定時刻和時間內接通接觸器O1或O2，提供用於控制前槽刀隨動電機8的方波電壓；其Y3、Y4端分別與手動常開按鈕QA3、QA4相連，按需要在規定時刻和時間內接通接觸器O3或O4，提供用於控制後槽刀隨動電機11的方波電壓。按設計要求制定的前、後刀槽的長度、開槽輥直徑D等初始值自鍵盤FX鍵入。在圖中，R1、R2是保險絲。
再見圖10。IC信號板3是由端子4與傳感器PH0的BX5端、端子3與傳感器PH1的BX1端、端子2與傳感PH2的EX3端分別相連而端子1接地的輸入插件4P1N、其端子1、2接+24伏電源，端子3、4、6、7、8分別與可編程控制器PLC的X6、X7、X3、X1、X5輸入端依次相連的輸出插件8P1N、輸入為+24伏、輸出端為+5伏且分別經電阻R12、R14、R16、R15、R17與觸發器U1A、U2A、U3A的15端、U2B、U3B的7端相連，而與U1A、U2A、U3A的2、3端、U2B、U3B的11端、U4A的2端、U4B的12端直連、又分別經電阻R6、R7、R8向三極體N1、N2、N3集電極供電的電源M1、其基極分別經相串的電阻R2和R9、R3和R10、R4和R11接地又分別經相串的電阻R2和R18、R3和R19、R4和R20與輸入插件4P1N的端子4、3、2相連的三極體N1、N2、N3、其1端分別與三極體N1、N2、N3的集電極而4端分別與觸發器U4A、U4B的4和10端、U4A的1端、U4B的13端即時鐘端相連的觸發器U1A、U2A和U3A、其9端都接地、10端分別與三極體N2、N3集電極、5端分別與觸發器U4A的3端、U4B的11端、而其12端分別與觸發器U4A的15端、U4B的14端相連的觸發器U2B和U3B、其6端經電阻R13與三極體N4的基極相連的觸發器U4A、其7端經電阻R21與三極體N5的基極相連的觸發器U4B、其集電極經限流電阻R22與+24伏相連且又與輸出插件8P1N的端子3直連的三極體N4、其集電極經限流電阻R5與+24伏相連且又與輸出插件8P1N的端子4直連的三極體N5及其輔件構成，其中，輸入插件4P1N的端子4、3、2分別與輸出插件8P1N的端子8、7、6直接相連。其中，觸發器U1A、U2A、U3A和U2B、U3B皆用晶片74LS123構成，U4A和U4B用晶片74LS112構成；三極體N1～N5都用2SC1815；電源M用晶片MC7805T構成，R1～R22為電阻，C1～C9是電容。其目的在於使開關信號X1和X6之間、X3和X7之間以及它們和停止計數信號X5之間符合如圖11所示的時序關係先清零再立即計數，一旦紙箱板到達開槽輥下立即停止計數。
在實際裝置中，前開槽輥滑套在後開槽輥內且同軸，它們的前、後開槽操刀S1、S2分別由隨動電機8和11驅動，開槽輥主體由另一個大電機經過傳動裝置來帶動。
使用證明本發明提供的紙箱板開槽長度自動控制方法及其裝置可確保前、後刀槽長度的精度要求，增加經濟效益、減少材料浪費、減輕了工人的勞動強度。
權利要求
1.一種紙箱板開槽長度的自動控制方法，其特徵在於它由以下步驟依次構成(1)設定前、後槽刀S1、S2在前、後開槽輥圓周方向上的弧長均稍大於紙箱板上前、後刀槽的長度LP1P2、LP3P4；(2)當紙箱板沿寬度方向f自動向前、後開槽輥送進時，自動測定並判別紙箱板前刀槽的前端P1與前槽刀S1的第一個接觸點m1和前槽刀S1的後端M1之間在前開槽輥圓周方向的弧長L12若L12＝LP1P2，則前刀槽長度正確，自動進入下一個步驟；若L12＞LP1P2，則前刀槽過長，此時，前槽刀S1便沿著前開槽輥旋轉方向g即前進方向自動旋轉一個相應弧度直至使L12＝LP1P2；若L12＜LP1，P2，則前刀槽過短，此時，前槽刀S1便逆著前開槽輥旋轉方向g即後退方向自動旋轉一個相應弧度直至使L12＝LP1P2；(3)同時也自動測定並判別紙箱板後刀槽前端P3與點m1之間映射在後開槽輥圓周方向的弧長L13；若L13＝LP1P3，則後刀槽長度正確，LP1P3紙箱板前刀槽前端P1與其後刀槽前端P3在紙箱板寬度方向上的距離；若L13＞LP1P3，則後刀槽過短，此時，後槽刀S2便沿著後開槽輥旋轉方向即後刀槽前進方向自動旋轉一個相應弧度直至使L13＝LP1P3；若L13＜LP1P3，則後刀槽過長，此時，後槽刀S2便逆著後開槽輥旋轉方向即後刀槽後退方向自動旋轉一個相應弧度直至使L13＝LP1P3；
2.根據權利要求1所述的一種紙箱板開槽長度的自動控制方法而設計的自動控制裝置，其特徵如下它由裝在開槽輥上的旋轉編碼器C、裝在開槽機機座上的紙箱板送進傳感器PH0、動端分別固定於前槽刀S1的後端M1和後槽刀S2的前端M2而固定端裝在開槽機機座上的電磁感應式的前槽刀後端M1和後槽刀前端M2的兼具自清零作用的位置傳感器PH1、PH2、與旋轉編碼器C、各傳感器PH0、PH1、PH2同時並聯的低壓直流電源E0、其輸入端分別與各傳感器PH0、PH1、PH2的輸出端相連而輸出端X1、X5、X6分別與前刀槽長度計數器1的輸入端相連、X3、X5、X7分別與後刀計數器(2)的輸入端相連的IC信號板(3)、其輸入端再與旋轉編碼器C的輸出端相連而輸出端與前刀槽長度比較器(4)的輸入端相連的前刀槽長度計數器(1)、其輸入端還與前刀槽長度鍵入信號設定端l1相連而輸出端或經前刀槽步進電機驅動器(5)與前槽刀步進電機(6)相連或經開關量發生器(7)去控制前槽刀隨動控制電機(8)的前刀槽長度比較器(4)、其輸入端還與旋轉編碼器C的輸出端相連而輸出端與後刀槽長度比較器(9)的輸入端相連的後刀槽長度計數器(2)、其輸入端還與後刀槽長度鍵入信號設定端l2相連而輸出端或經後槽刀步進電機驅動器(5)與後槽刀步進電機(10)相連或經開關量發生器(7)去控制後槽刀隨動控制電機(11)的後刀槽長度比較器(9)等構成的。
3.根據權利要求1和2所述的紙箱板開槽長度自動控制裝置，其特徵在於所述的前、後乃槽長數計數器(1)、(2)、前、後刀槽長度比較器(4)、(9)、開關量發生器(7)可以由可編程控制器PLC代替。
4.根據權利要求1、2所述的紙箱板開槽長度的自動控制裝置，其特徵在於產生送往前、後槽乃長度計數器(1)、(2)的先清零、後計數的開關信號的IC信號板(3)是由其端子4與傳感器PH0的BX5端、端子3與傳感器PH1的BX1端、端子2與傳感器PH2的BX3端分別相連而端子1接地的輸入插件4P1N、其端子1、2接+24伏電源，端子3、4、6、7、8分別與可編程控制器PLC的X6、X7、X3、X1、X5輸入端依次相連的輸出插件8P1N、輸入為+24伏、輸出端為+5伏且分別經電阻R12、R14、R16、R15、R17與觸發器U1A、U2A、U3A的15端、U2B、U3B的7端相連，而與U1A、U2A、U3A的2、3端、U2B、U3B的11端、U4A的2端、U4B的12端直連、又分別經電阻R6、R7、R8向三極體N1、N2、N3集電極供電的電源M1、其基極分別經相串的電阻R2和R9、R3和R10、R4和R11接地又分別經相串的電阻R2和R18、R3和R19、R4和R20與輸入插件4P1N的端子4、3、2相連的三極體N1、N2、N3、其1端分別與三極體N1、N2、N3的集電極而4端分別與觸發器U4A、U4B的4和10端、U4A的1端、U4B的13端即時鐘端相連的觸發器U1A、U2A和U3A、其9端都接地、10端分別與三極體N2、N3集電極、5端分別與觸發器U4A的3端、U4B的11端、而其12端分別與觸發器U4A的15端、U4B的14端相連的觸發器U2B和U3B、其6端經電阻R13與三極體N4的基極相連的觸發器U4A、其7端經電阻R21與三極體N5的基極相連的觸發器U4B、其集電極經限流電阻R22與+24伏相連且又與輸出插件8P1N的端子3直連的三極體N4、其集電極經限流電阻R5與+24伏相連且又與輸出插件8P1N的端子4直連的三極體N5及其輔件構成，其中，輸入插件4P1N的端子4、3、2分別與輸出插件8P1N的端子8、7、6直接相連。
全文摘要
紙箱板開槽長度的自動控制方法及其裝置屬於紙箱生產技術領域，其特徵在於它用同時測定並判別紙箱板前刀槽的前端P
文檔編號B31B5/14GK1163192SQ96104699
公開日1997年10月29日 申請日期1996年4月23日 優先權日1996年4月23日
發明者周法山, 周慶峙 申請人:周法山