CN101337398A - 石膏板定长剪切控制方法和控制系统 - Google Patents

石膏板定长剪切控制方法和控制系统 Download PDF

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本发明公开了一种石膏板定长剪切控制方法，包括如下步骤：a.在线测量石膏板移动的速度Vl和长度L；b.将刀辊周向旋转速度依次分成3个速度区；c.当石膏板移动的实际长度L与给定的长度L′相等时，控制上刀辊和下刀辊的刀刃刚好啮合，从而在上述同步区BC定长剪断石膏板。本发明还公开了一种石膏板定长剪切控制系统，包括：检测部、中央处理部和电机控制部。本发明通过控制刀辊的刀刃更好地周向转动，从而大大提高了石膏板定长的剪切精度，剪切精度可达0.67‰。本发明不仅有很好的动静态特性，精度高，而且系统稳定，满足了工艺要求。

Description

石膏板定长剪切控制方法和控制系统
技术领域
本发明涉及一种石膏板剪切的控制方法及控制系统。
背景技术
石膏板的生产是一个连续的生产过程，石膏板湿板的定长剪切是石膏板生产重要的一个生产环节，目前主要是采用功能模块+伺服控制系统的方法来进行剪切。然而由于检测、建模、算法等原因，剪切的精度一般只能控制在2‰左右。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种剪切精度可达到0.67‰的石膏板定长剪切控制方法和伺服控制系统。
本发明的一种石膏板定长剪切控制方法包括如下步骤：
a、在线测量石膏板移动的速度Vl和长度L；；
b、将刀辊周向旋转速度依次分成3个速度区：加速区GB；同步区BC；减速区CG，刀刃的速度在各区分别是：
加速区GB： V r = V l · ( 1 ± ΔP N )
同步区BC：Vr＝1.03Vl，及
减速区CG： V r = V l · C 0 - B C 0 ; 其中，
N为刀刃加速区总脉冲数，Vr为刀刃线速度；Vl为板材运动速度；C0为刀刃到达零点时的切刀脉冲数；B为刀刃反馈的脉冲数；
c、当石膏板移动的实际长度L与给定的长度L′相等时，控制上刀辊和下刀辊的刀刃刚好啮合，从而在上述同步区BC定长剪断石膏板。
本发明的一种石膏板定长剪切控制系统，包括：检测部、中央处理部和电机控制部，其中，
所述检测部用于在线检测石膏板移动的速度Vl和长度L；
所述中央处理部用于根据所述检测部在线检测的数据信号进行处理，并向所述电机控制部输出控制信号；
所述电机控制部用于驱动刀辊依次在三个速度区：加速区GB、同步区BC和减速区CG进行旋转，并使刀辊的刀刃的速度在各区满足：
加速区GB： V r = V l · ( 1 ± ΔP N )
同步区BC：Vr＝1.03Vl，及
减速区CG： V r = V l · C 0 - B C 0 ; 其中，
N为刀刃加速区总脉冲数，Vr为刀刃线速度；Vl为板材运动速度；C0为刀刃到达零点时的切刀脉冲数；B为刀刃反馈的脉冲数。
优选地，所述检测部包括：检测轮和第一光电编码器，检测轮将检测到的石膏板移动的速度Vl和长度L信号通过所述第一光电编码器传输给所述中央控制部。
优选地，所述中央处理部可以采用PLC。
优选地，所述电机控制部包括：伺服控制器和第二光电编码器，所述第二光电编码器用于检测刀辊的刀刃在运动圆周的具体位置，伺服控制器用于根据所述中央处理部的控制信号控制驱动上、下刀辊的电机旋转。
本发明通过控制刀辊的刀刃更好地周向转动，从而大大提高了石膏板定长的剪切精度，剪切精度可达0.67‰。本发明不仅有很好的动静态特性，精度高，而且系统稳定，满足了工艺要求。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明刀刃的速度分区示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括：检测部3、中央处理部1和电机控制部2，其中，
检测部3用于在线检测石膏板6移动的速度Vl和长度L；
中央处理部1用于根据检测部3在线检测的数据信号进行处理，并向电机控制部2输出控制信号；
电机控制部2用于驱动刀辊4、5依次在三个速度区：加速区GB；同步区BC；减速区CG进行旋转，如图2所示，并使刀辊4、5的刀刃的速度在各区满足：
加速区GB： V r = V l · ( 1 ± ΔP N )
同步区BC：Vr＝1.03Vl，及
减速区CG： V r = V l · C 0 - B C 0 ; 其中，
N为刀刃加速区总脉冲数，Vr为刀刃线速度；Vl为板材运动速度；C0为刀刃到达零点时的切刀脉冲数；B为刀刃反馈的脉冲数。在图2中，G是剪切完一次后等待下次剪切的刀刃停止点。
如图1所示，上述检测部3包括：检测轮31和第一光电编码器32，检测轮31将检测到的石膏板6移动的速度Vl和长度L信号通过第一光电编码器32传输给中央控制部1。中央处理部1可以采用PLC(可编程控制器)，也可以采用其它的控制器，比如工业PC或单片机。另外，电机控制部2包括：伺服控制器21和第二光电编码器22，第二光电编码器22用于检测下刀辊5(也可以是检测上刀辊4)的刀刃在运动圆周的具体位置，伺服控制器21用于根据中央处理部1的控制信号控制驱动上、下刀辊4、5的电机23旋转。当石膏板6移动的实际长度L与给定的长度L′相等时，伺服控制器21通过控制伺服电机23来控制运动中的上刀辊4和下刀辊5的刀刃刚好啮合，从而在上述同步区BC定长剪断石膏板6。
下面，通过一具体的例子来说明本发明的操作过程：
a、设需定长剪切的石膏板厚度是9.5毫米，刀刃的半径是192毫米，刀刃运行一周的周长是1206毫米(对应脉冲数是10000个，即脉冲当量是0.01206毫米/脉冲)，石膏板的运动速度Vl是45米/分，剪切给定长度L′为3000毫米(对应脉冲数是120000个，即脉冲当量是0.025毫米/脉冲)。则同步区BC所占刀刃圆周的角度是36度，刀刃加速区对应脉冲数是7000个，同步区对应脉冲数是1000个，减速区对应脉冲数是2000个。
通过检测轮检测石膏板6的速度Vl和长度L，其中，实际长度L在0到3000毫米变化(对应脉冲数是0到120000个)。第一光电编码器32将速度和实际长度数据信号传输给中央处理部1；
b、中央处理部1根据上述信号设定上、下刀辊4、5的旋转速度参数。刀刃运行一周具体情况如下：刀刃从停止点G由速度0开始平稳加速，到加速区终点B刀刃线速度达到45米/分，且到B点时刀刃刚好与石膏板接触；在同步区BC刀刃的线速度是46.35米/分；在减速区CG，刀刃速度由46.35米/分平稳减速到0。在PLC的运算过程中，速度对应0-4095的整数，然后由模拟量输出模块实行D/A转换，将0-4095的数字量转换成-10V-+10V的模拟量电压信号，此电压信号是伺服控制器21的给定值，此电压信号传给伺服电机控制器21后，由伺服电机控制器21通过控制伺服电机23来控制上、下刀辊4、5的旋转；
c、当石膏板6移动的实际长度L与给定的长度L′相等时，伺服电机控制器21控制上刀辊4和下刀辊5的刀刃刚好啮合，从而在同步区BC定长剪断石膏板6。
通过上面的具体操作，本发明的绝对精度可达到3000mm±2mm，相对精度可达到0.67‰。

Claims (5)

1、一种石膏板定长剪切控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、在线测量石膏板移动的速度Vl和长度L；
b、将刀辊周向旋转速度依次分成3个速度区：加速区GB；同步区BC；减速区CG，刀刃的速度在各区分别是：
加速区GB： V r = V l · ( 1 ± ΔP N )
同步区BC：Vr＝1.03Vl，及
减速区CG： V r = V l · C 0 - B C 0 ; 其中，
N为刀刃加速区总脉冲数，Vr为刀刃线速度；Vl为板材运动速度；C0为刀刃到达零点时的切刀脉冲数；B为刀刃反馈的脉冲数；
c、当石膏板移动的实际长度L与给定的长度L′相等时，控制上刀辊和下刀辊的刀刃刚好啮合，从而在上述同步区BC定长剪断石膏板。
2、一种石膏板定长剪切控制系统，其特征在于，包括：检测部、中央处理部和电机控制部，其中，
所述检测部用于在线检测石膏板移动的速度Vl和长度L；
所述中央处理部用于根据所述检测部在线检测的数据信号进行处理，并向所述电机控制部输出控制信号；
所述电机控制部用于驱动刀辊依次在三个速度区：加速区GB、同步区BC和减速区CG进行旋转，并使刀辊的刀刃的速度在各区满足：
加速区GB： V r = V l · ( 1 ± ΔP N )
同步区BC：Vr＝1.03Vl，及
减速区CG： V r = V l · C 0 - B C 0 ; 其中，
N为刀刃加速区总脉冲数，Vr为刀刃线速度；Vl为板材运动速度；C0为刀刃到达零点时的切刀脉冲数；B为刀刃反馈的脉冲数。
3、如权利要求2所述的一种石膏板定长剪切控制系统，其特征在于，所述检测部包括：检测轮和第一光电编码器，检测轮将检测到的石膏板移动的速度Vl和长度L信号通过所述第一光电编码器传输给所述中央控制部。
4、如权利要求2或3所述的一种石膏板定长剪切控制系统，其特征在于，所述中央处理部可以采用PLC或工业PC或单片机。
5、如权利要求4所述的一种石膏板定长剪切控制系统，其特征在于，所述电机控制部包括：伺服控制器和第二光电编码器，所述第二光电编码器用于检测刀辊的刀刃在运动圆周的具体位置，伺服控制器用于根据所述中央处理部的控制信号控制驱动上、下刀辊的电机旋转。
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