CN1022224C

CN1022224C - 纸板定长切割控制方法及装置

Info

Publication number: CN1022224C
Application number: CN 90108302
Authority: CN
Inventors: 周发山
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-10-15
Filing date: 1990-10-15
Publication date: 1993-09-29
Anticipated expiration: 2005-10-15
Also published as: CN1060619A

Abstract

纸板定长切割控制方法及装置属于纸箱板加工领域。

该方法一般包括走刀、走纸和切割次数控制三个部分。本发明的特征在于：用走纸脉冲计数器去控制起刀点，用计算机采样的方法去控制整个走刀过程，用切割电机控制一个行程开关来进行切片计数，而切割动作则独立地受纸板实际行程所控制，因而与一般机械式或继电-接触式纸板切断机相比具有随机、实时、自动而且精确地进行纸板定长切割的优点。

Description

纸板定长切割控制方法及装置属于一种纸箱板加工方法及设备。

目前瓦楞纸板生产线上的纸板定长切断机一般采用机械式或继电一接触器控制，这种控制方法在纸板切割长度和生产速度不断变化的情况下、无法随机、实时、自动而精确地实现纸板定长切割，而且费力、费时，使用不便。

本发明的目的在于提供一种可在纸板切割长度和生产速度变化时随机、实时、自动而精确地实现纸板定长切割的控制方法及装置。

本发明提出的纸板定长切割方法，其特征在于，它包括以下步骤：

（1）、键入初始条件;

（2）、键入需要定长切割的对象（如纸板等）的工艺参数;

（3）、用计算机逐点采样的方法来控制装在切割电机轴上的圆形切刀（简称圆刀）的升或降速过程;

（4）、用计算机控制采样点数的方法来判别该圆刀是否已进入匀速运动状态;

（5）、当纸板到达切纸位置时，圆刀自动进行切割动作，同时控制安装在切纸位置附近的行程开关发出切纸计数脉冲去给计算机控制下的相应计数器以便计算切纸片数;

（6）、用一个事先键入的、相应于不同切纸长度的圆刀匀速同步运行周长这个工艺参数去控制圆刀降（或升）速的起始时刻;

（7）、用计算机逐点采样的方法去控制圆刀的降（或升）速过程;

（8）、切割电机自动停刀;

（9）、用一个约定计数值与所切割的纸板长度相应的走纸脉冲计数器去控制圆刀下一个切割周期的起刀时刻;

（10）、重复以上（3）至（9）的过程。

其中初始条件是指：不同的纸板定长切割长度所用的公共参数，它们是指：

K₁＝V_c/U_c′V_c刀速;U_c：切割电机端电压;K₁反映了刀速随着切割电机端电压上升或下降而变化的速度，圆刀匀速运动时，K₁为一个常数。

K₂：切割电机升（或降）速过程的取样点数;

K₃＝V_c/V_p，V_p：走纸速度;K₃反映了在匀速区刀速与纸速的同步运行度;一般K₃＞1且接近1。

L_R：圆刀周长;L_ps：标准匀速切断长度;

E：圆刀转1mm周长所发出的脉冲数;

A：纸走1mm长度发出的脉冲数。

工艺参数即在切割长度不同的纸板时所必须键入的特定数据，它包括：

L_p：实际的纸板切割长度：

M：圆刀在匀速运行区时同步运行的周长，它决定了降（或升）速的起始时刻;

N：升（或降）速区圆刀运行的周长;

T_p：切割一次所需的时间，称切割周期，一般要求V_p＜L_p/T_p，即不要切得太快，要限制一下纸速。

本发明提出的纸板定长切割控制装置，其特征在于，它是一个具有总线结构的计算机控制装置，由走刀系统、走刀系统和切割次数计数系统三个部份组成，走刀系统由数字/模拟转换器、可控硅装置、切割电机、光电传感器、走刀脉冲计数器、取样次数计数器依次串联而成，走纸系统由走纸电机、光电传感器和走纸脉冲计数器依次串联而成，切割次数计数系统由行程开关及切割次数计数器组成，行程开关的输入是切割电机的切割次数输出信号，它的输出送往切割次数计数器，计算机的中央控制器CPU在控制数字/模拟转换器和走纸电机的同时，还通过总线与走刀脉冲计数器、走纸脉冲计数器、取样次数计数器和切割次数计数器双向联接。

实验证明：本发明所提出的方法及装置其切割精度满足了生产要求，并可随机改变切割长度，因而实现了自动切割生产线的流水作业。

为了以下结合实施例对本发明作更详尽的描述，现把本申请文件所使用的附图名称及编号简述如下：

图1、L_ps＝800mm时的U_c-t曲线和V_p-t曲线;

图2、L_p＜800mm时的U_c-t曲线和V_p-t曲线;

图3、1100＞L_p＞800mm时的U_c-t曲线和V_p-t曲线;

图4、L_p＞1100mm时的U_c-t曲线和V_p-t曲线;

图5、纸板定长切割控制装置框图;

图6、程序流程图。

实施例：

设：要求瓦楞纸板切断机要能按以下四种实际切割长度进行随机切割，（1）标准匀速切割长度L_pc＝800mm;（2）L_p＜800mm;（3）1100mm＞L_p＞800mm;（4）L_p＞1100mm。它们的切割电机端电压U_c-时间t的曲线请见图1～图4，它实际上反映的是V_c-t的曲线，同时要求切割周期T_p＞0.5秒。图1～4中：t_l是升速区所需的时间;t₃是降速区的;t₂是圆刀同步匀速运行的时间，t₄是停刀时间。在每个图中相应地画出了走纸电机的V_p-t曲线以便比较，U_c-t曲线换一下比例尺就是V_c-t曲线了，此处K₃＞1.0，相应的纸板定长切割控制装置的框图见图5。其中，1是中央控制器CPU，2是数字模拟转换器，3是可控硅装置，4是切割电机，5是反映切割电机圆刀速度与行程周长的光电式传感器，6是走刀脉冲计数器P_k，7是取样次数计数器K_t，8是走纸电机，它受CPU控制（也可另外由一个控制器单独控制），9是反映走纸电机运送纸板速度及行程的光电传感器，10是切割次数计数器P_k，11是行程开关，12是纸板长度计数器P_p（即走纸脉冲计数器）。在本实施例，控制切割电机切割动作的是一套可用于测定纸板行程的光电传感器，纸板在其中通过，当长度到达所需切割纸板的长度时，传感器发出信号去控制切割电机进行切割，图中未画出。与此同时切割电机就控制行程开关发出切割次数计数脉冲送入相应计数器计数并存入计算机中，其相应的程序流程图见图6。其中，切割过程的参数计算公式如下：

切割周期T_p＝L_p/V_p;圆刀速度V_c＝K_sV_p，K₃稍大于1;

切割电机的端电压U_c＝V_c/K₁;

圆刀匀速同步运行时间t₂＝M/V_c＝M/K₃V_p;

圆刀在升（或降）速区运行时间t₁＝t₃＝ (N/VC)/(Z) ＝ (2N)/(k₃vp¹) ，此处假定在升（或降）速区按平均速度V_c/2运行;

停刀时间t₄＝T_p-（t₂+2t₁）;

一次取样时间t_△＝t₁/K₂＝t₃/K₂;

一次取样的取样输出电压U_△＝U_c/K₂，U_△是可控硅装置输出而作用于切割电机的，即控制其升（或降）速的端电压。

现在以L_p＞1100mm为例，结合程序流程图对本发明进行详细说明。先看图5。本发明由走刀系统、走纸系统和切割次数计数系统三个部份组成。走纸系统通过安装在走纸电机端的走纸脉冲计数器去控制圆刀的起刀时刻，当在T_p时间内走纸达到所需切割的L_p＞1100mm中某一个长度时，走纸脉冲计数器就向CPU发出起刀请求信号，因此，其起刀信号要根据T_p内走纸脉冲计数值P_p是否等于给定值L_p·A来判别。走刀系统的圆刀是否已经进入匀速运动状态要根据走刀脉冲计数器的计数值P_k＝NE或者根据取样次数K_t是否等于K₂来判别，本例中用的是后者。其每一次取样的判别则根据其计数值是否P_k＝ (N·E)/(k₂) 判别。圆刀开始降速的起始时刻则要根据圆刀在t₂时间内是否已走完同步运行周长M来判别，即可根据走刀脉冲计数器的计数值P_k是否等于M·E来判别。至于圆刀开始切割的瞬间则要由上面提到的光电传感器是否发出了共计L_p·A个脉冲来控制，图4中的t₅、t₆、t₇分别是第一、二、三次切割时刻。其相互之间的时间间隔应为T_p。圆刀在运行状态转换时，当然要对相应的计数器清0。

在实际纸长为表1中的（1）、（2）、（3）、三种情况下，t₄＝0。至于一次取样的取样输出电压U_△的值，其绝对值U_△＝ (U2上限值－UC下限值)/(k2) 但其符号反映了电压U_△的上升还是下降，要与升速或降速过程相对应。

在第（4）种情况下，当键入并计算出必要的数据后，计算机的CPU便发出取样脉冲，经过数字/模拟转换、可控硅装置后转换成取样电压U_△去启动切割电机，同时CPU也启动走纸电机。走纸刀和走纸脉冲计数器便开始计数;当取样一次，切割电机的端电压便增加一个U_△，相应地走刀脉冲计数器便计入 (N)/(K₂) 个脉冲，取样次数计数器便加1，这样，当取样K₂次后，端电压便达到U_c，切割电机就进入匀速运行状态;这时计算机便把走刀脉冲计数器和取样次数计数器清0，准备进行降速起始时刻判别。当圆刀同步运行周长达到M时，便开始降速，这时走刀脉冲计数器的计数值便是M·E，CPU就根据这个值来发出降速指令。纸板切割是在圆刀匀速运行段进行。这个动作受安装在切割电机相应位置的光电式传感器所控制，当它发出的脉冲数通过计数器计数到L_p·A个脉冲值时，便控制切割电机进行切割。这个光电式传感器及相应的计数器在图5中未画。圆刀每切割一次就通过行程开关发出一个切割次数计数脉冲送往相应的计数器P_K去进行计数。降速过程的控制与升速过程相似，但U_△是负的，一直到K₂＝K_t，电机自动停止，即停刀为止。再次起刀过程则受走纸电机附近的走纸脉冲计数器控制，当它的计数值达到L_P·A时，便向CPU发出起刀请求，CPU便重复以上过程。分别安装在走纸电机和切割电机位置上的走纸脉冲计数器虽然其给定计数值都是L_p·A，但从图4可以看出它们计时起点相差t₀至t₅这段时间（t₀在坐标上用原点坐标表示）因而分别在不同的时刻起到了起刀和切割二种不同的控制作用。顺便要说明的是：第一次切割下来的纸板长度就反映了这段时间差内纸板的行程，其长度要小于L_p，故要舍去，故可用手动方法控制。到了以后再切割时，安装在走纸电机附近的光电式传感器开始动作，便进入正常运行状态。

另外，如果走纸电机不受计算机控制，而由另外一个独立的控制器控制，则图5中1与8之间没有联线，则走纸电机需再带动一个脉冲编码器向CPU发出信号，CPU把它与切割电机发出的、相应于圆刀周长运转长度的脉冲进行比较，这样构成了一个闭环反馈系统，它可以根据纸板实际长度与圆刀运行周长的比较，来随机调整圆刀的转速以保证准确的切断长度。这样就可以消除由于走纸电机转速不稳定而带来的切断误差。这时E就是一个变量它影响着圆刀到达匀速运行的时刻，CPU这时就根据A与E之差来调整圆刀的转速以保证切割长度的准确性。

Claims

1、纸板定长切割控制方法，其特征在于，它包括以下步骤：

(1)、键入初始条件；

(2)、键入需要定长切割的对象(如纸板等)的工艺参数；

(3)、用计算机逐点采样的方法来控制装在切割电机轴上的圆形切刀(简称圆刀)的升(或降)速的过程；

(4)、用计算机控制采样点数的方法来判别该圆刀是否已进入匀速运动状态；

(5)、当纸板到达切纸位置时，圆刀自动进行切割动作，同时控制安装在切纸位置附近的行程开关发出切纸计数脉冲去计算切纸片数；

(6)、用一个事先键入的、相应于不同切纸长度的圆刀匀速同步运行周长这个工艺参数去控制圆刀降(或升)速的起始时刻；

(7)、用计算机逐点采样的方法去控制圆刀的降(或升)速过程；

(8)、切割电机自动停刀；

(9)、用一个给定计数值与所切割的纸板长度相当的走纸脉冲计数器去控制圆刀的起刀时刻；

(10)、重复以上(3)至(9)的步骤。

2、根据权利要求1所述的控制方法的纸板定长切割控制装置，其特征在于，它是一个具有总线结构的计算机控制装置，计算机（1）的输出与数字/模拟转换器（2）的输入端相连，后者的输出与可控硅控制装置（3）的控制端相连，该控制装置的输出端与切割电机（4）的电枢电压输入端相连，切割电机（4）的轴与光电传感器（5）的光电盘同轴，光电传感电路的输出端与走刀脉冲计数器（6）的信号输入端相连，该计数器的输出与取样次数计数器的输入端相连，计算机的输出端又与走纸电机（8）的电枢电压输入端相连，该电机同样也与光电传感器（9）的光电盘同轴，其光电传感电路的输出与走纸脉冲计数器（12）的输入端相连，行程开关（11）的输出送往切割次数计数器（10）的输入端，该开关的输入信号来自切割电机的机械撞击，计算机的总线分别与取样计数器（7）、切割次数计数器（10）和走纸脉冲计数器（12）双向连接。