CN103171918A - 一种复合式全自动天桥纠偏方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合式全自动天桥纠偏方法，其特征在于：其包括如下步骤：1)设置一基座，于所述基座上安装有测量光幕传感单元组、太阳轮纠偏单元组以及自动限位单元组；2)设置一纠偏控制系统；3）设置一层面纸；4）设置多层浪纸；5）通过太阳轮纠偏单元组和自动限位单元组配合工作，低速时，采用自动限位单元组完成纠偏功能，速度稳定时，切换为太阳轮纠偏单元组完成纠偏功能。另外，还公开了实施上述方法的设备。采用测量光幕传感机构作为测量装置，结合太阳轮纠偏机构以及自动限位机构，实现面纸和多层浪纸的自动对边，从而解决目前该领域面临的固定定位块对纸板的损害以及太阳轮难以适应高速等缺陷以及技术难题。

Description

一种复合式全自动天桥纠偏方法及设备

技术领域

本发明涉及自动化生产线技术，特别涉及一种集红外光学技术、运动控制技术、传感技术于一体的复合式全自动天桥纠偏方法及设备。

背景技术

瓦楞纸板最早始于18世纪末。19世纪，人们发现瓦楞纸板不仅质轻性能坚牢，价格较一般，材料更为低廉，而且制作工艺简易，用途更为广泛。不仅如此，瓦楞纸板不仅是由可经自然作用分解的木纤维构成的可回收环保型材料制成，同时还能被重复利用而不影响其性能的发挥。因此备受人们青睐。

到20世纪初，由于使用瓦楞纸板制成的包装容器对美化和保护内装商品有其独特的性能和优点，瓦楞纸板开始被全面地普级、推广和应用，成为了各种各样不同领域商品的保护性包装外衣，在与多种包装材料的竞争中获得了前所未有的巨大成功。

七十年代前，中国纸箱生产设备大都是单机手工操作，生产效率很低，企业效益差。八十年代开始，国内纸箱机械企业开始引进设备。部分纸箱企业开始引进日本先进设备、瓦楞纸板生产线、水性印刷开槽机、圆压圆模切机等。但是，由于从国外引进设备价格的昂贵以致国内纸箱企业大多数都无法接受，这一状况的出现为国内机械设备企业打开了销路，形成中国国内目前较为先进的纸箱包装机械设备。随着瓦楞纸箱行业需求的量日益增大，纸箱生产的发展对纸箱机械设备的要求越来越高。依据目前的发展态势来看，瓦楞纸箱包装机械企业进一步向着开拓高速、高档、高效、高科技机械设备的方向发展，将引发瓦楞纸箱机械设备业新一轮的科技革命。

目前在国内有10000多条瓦楞纸板生产线生产各种规格的瓦楞纸板，瓦楞纸板是一个多层的黏合体，它最少由一层浪纸及一层面构成，面纸和多层浪纸在粘接过程中，需要确保面纸和多层浪纸的边缘或中线对其，粘接后的瓦楞纸板才避免裁剪边缘，减少浪费，节约越来越珍贵的木材资源。

目前，由于受技术限制，由于瓦楞纸生产线通常环境较为恶劣，高噪声、高温、高干扰、多灰尘等客观因素的制约，稳定可靠地精密传感器存在技术瓶颈，成本太高，难以普及。目前的生产线绝大部分几乎都采用固定的钢板板限位，这种刚性限位的方式经常导致钢板被高速运动的浪纸割穿，造成严重浪费，同时固定挡板经常将纸板边缘破坏，导致纸板浪费严重。这种在两纵向侧边处分别设置定位块的方法，通过定位块来限定单面瓦楞纸板的偏移。但是，这种固定式的纠偏装置一旦安装在瓦楞机上，则限定边界即为固定的，不能随时根据纸板的各种工艺参数进行及时调整，而且单面瓦楞纸板的纵侧边与定位块相接触处由于张力等原因产生变形，因此又进一步影响到纠偏精度。

另外，还有一种依靠太阳轮或类似滚辊的纠偏方法，但这种方法亦存在很多缺陷。瓦楞纸板生产线开机启动阶段，生产线低速状态下，太阳轮纠偏单元组在低速下不能起到纠偏的作用，全世界的每一条生产线在每次启动的都有20米左右的纸张浪费，目前还没有彻底解决这一技术难题，本发明提供一种复合式全自动天桥纠偏方法及设备，采用自动挡板单元组确保在启动阶段就能保证浪纸和多层面纸精确对其，从而避免启动初期的纸板浪费，大量节约了木材资源，真正使传统行业实现节能环保的自动化产业升级。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明的目的在于，提供一种集红外光学技术、运动控制技术、传感技术于一体的复合式全自动天桥纠偏方法；解决传统纠偏方法中固定定位块对纸板的损害以及太阳轮难以适应高速等缺陷。

本发明的目的还在于，提供一种实施上述方法的复合式全自动天桥纠偏设备，组成自动化生产线。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种复合式全自动天桥纠偏方法，其特征在于：其包括如下步骤：

1)设置一基座，于所述基座上安装有测量光幕传感单元组、太阳轮纠偏单元组以及自动限位单元组；所述测量光幕传感单元组包括两组或两组以上的测量光幕传感机构，其由对应设置的发射端和接收端组成；所述太阳轮纠偏单元组包括两组或两组以上的太阳轮纠偏机构，其由固定架、升降装置以及纠偏装置组成；所述自动限位单元组包括两组或两组以上的自动限位机构，其由相互对应的左右限位挡件以及限位驱动装置组成；其中，每组测量光幕传感机构、太阳轮纠偏机构以及自动限位机构天桥式层叠设置，形成两层或两层以上的自动纠偏工作层；

所述测量光幕传感机构，其发射端为红外LED组成的阵列式排列的发射模块，接收端为与之相对应的红外接收二极管组成的阵列式排列的接收模块；其中，波长范围包括但不局限于红外线，覆盖300-1200纳米的波长范围；

所述自动限位机构，所述左右限位挡件为限位挡板或限位滚轮，通过左右相夹的方式将浪纸限定在与面纸对齐的区域；所述驱动装置包括左右两组独立的动力系统，分别对应左右限位挡板或限位滚轮；其中，所述自动限位单元组可以安装在太阳轮纠偏单元组的前端、正下方或者后端的任意位置；所述自动限位单元组的驱动装置为但不局限于电动、气动、液压或电磁驱动等各种驱动方式；

2)设置一纠偏控制系统，所述的纠偏控制系统通过传输线缆分别与所述测量光幕传感单元组、太阳轮纠偏单元组以及自动限位单元组相连接；所述纠偏控制系统，其包含一组或多组液晶显示屏，并通过外接键盘、触屏对纠偏控制系统的参数进行设置；所述的纠偏控制系统，根据三层、五层、七层或多层瓦楞纸生产，配置相应数量的测量光幕传感机构、太阳轮纠偏机构、自动限位机构，实现有效纠偏；

3）设置一层面纸，所述面纸处于基座的底层，该面纸穿过相应层的测量光幕传感机构的测量区域；

4）设置多层浪纸，所述多层浪纸在面纸的正上方层状排列并分别与一层自动纠偏工作层相对应，每层浪纸分别穿过相应层的测量光幕传感机构的测量区域；其中，每层浪纸的中心正上方对应有一组太阳轮纠偏机构，每层浪纸的两侧对应有一组自动限位机构；

5)打开电源，各机构处于工作状态时，所述太阳轮纠偏单元组中的升降装置开始工作，上拉纠偏装置；所述纠偏控制系统接收到测量光幕传感单元组对所述面纸和各浪纸的边缘位置测量反馈回来的数据，通过纠偏控制系统内嵌的软件进行分析，以面纸的边缘或中心线为基准，计算出各层浪纸的边缘或中心线相对于面纸的偏差；在所述面纸和各浪纸低速移动时，所述的纠偏控制系统首先启动自动限位单元组，通过各自动限位机构的限位驱动装置驱动左右限位挡件完成自动纠偏；当所述面纸和各浪纸的移动达到一定速度之后，所述的纠偏控制系统启动太阳轮纠偏单元组，通过各太阳轮纠偏机构的升降装置将纠偏装置下压在浪纸表面，由太阳轮带动浪纸的左右移动完成纠偏，确保各浪纸与底层的面纸相对齐；

当所述太阳轮纠偏机构存在故障及异常时，停止其运行，并启动相应的自动限位机构完成纠偏功能；

通过太阳轮纠偏单元组和自动限位单元组配合使用，在生产线启动阶段，采用自动限位单元组完成纠偏功能，速度稳定时，切换为太阳轮纠偏单元组完成纠偏功能；充分利用了自动限位机构以及太阳轮纠偏机构对于低速与高速的不同优势，使生产线从低速到高速的变化过程中，都能够准确纠偏。

一种实施上述复合式全自动天桥纠偏方法的复合式全自动天桥纠偏设备，其包括一基座，其特征在于：所述基座上分别设有两组或两组以上的测量光幕传感机构、太阳轮纠偏机构以及自动限位机构；所述测量光幕传感机构由对应设置的发射端和接收端组成；所述太阳轮纠偏机构由固定架、升降装置以及纠偏装置组成；所述自动限位机构由相互对应的左右限位挡件以及限位驱动装置组成；其中，每组测量光幕传感机构、太阳轮纠偏机构以及自动限位机构天桥式层叠设置，形成两层或两层以上的自动纠偏工作层；所述基座上还设有纠偏控制系统，该纠偏控制系统通过传输线缆分别与所述两组或两组以上的测量光幕传感机构、太阳轮纠偏机构以及自动限位机构相连接。

作为进一步改进，所述测量光幕传感机构设于每层工作层的前端，其发射端为红外LED组成的阵列式排列的发射模块，接收端为与之相对应的红外接收二极管组成的阵列式排列的接收模块。

作为进一步改进，所述自动限位机构设于每层工作层的中部两侧，其左右限位挡件为限位挡板或限位滚轮，通过左右相夹的方式将浪纸限定在与面纸对齐的区域；所述自动限位机构的驱动装置包括左右两组独立的动力系统，分别对应左右限位挡板或限位滚轮。

作为进一步改进，所述阳轮纠偏机构设于每层工作层的中部上方，其纠偏装置包括一纠偏太阳轮组以及一驱动马达。

作为进一步改进，所述纠偏控制系统包括一组或多组液晶显示屏。

本发明通过测量光幕传感机构测量面纸和浪纸的边缘和中心线位置，然后通过纠偏控制系统控制太阳轮纠偏单元组和自动限位单元组，满足开机启动时的低速状态下和运行稳定时的高速状态下，面纸和多层浪纸边缘或中心线都能够精确对位整齐。有效避免了切除残缺的边缘的现象的发生，从而避免启动初期的纸板浪费，从而大量节约了木材资源，真正实现节能环保的自动化产业升级。

本发明提供的方法及设备，自动化程度高，运行可靠、成本低、稳定性高，适合在线安装使用；其采用性能稳定的测量光幕传感机构作为测量装置，结合运动纠偏控制技术，传感技术、光学技术，实现面纸和多层浪纸的自动对边，从而解决目前该领域面临的固定定位块对纸板的损害以及太阳轮难以适应高速等缺陷以及技术难题。

本发明提供的方法及设备，通过生产线实测试证明，其方法对边精度可达到±1mm，操作全部自动实现，对边精度高、速度快、稳定性好、成本低。除了应用于瓦楞纸板的生产；还适用于其他各种质地、形状的纸板。

下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例的五层线结构原理示意图；

图2为本发明实施例的七层线结构原理示意图；

图3为本发明实施例的测量光幕传感机构的结构示意图；

图4为本发明实施例的自动限位机构的结构示意图；

其中：

1.基座；2.测量光幕传感机构；21.发射端；22.接收端；

3.太阳轮纠偏机构；31.固定架；32.升降装置；33.纠偏装置；

331.纠偏太阳轮组；333.驱动马达；4.自动限位机构；41.左限位挡件；

42.右限位挡件；5.纠偏控制系统；6.面纸；7.浪纸。

具体实施方式

参见图1~图4，本实施例提供的复合式全自动天桥纠偏方法，其包括如下步骤：

2)设置一基座1，于所述基座1上安装有测量光幕传感单元组、太阳轮纠偏单元组以及自动限位单元组；所述测量光幕传感单元组包括两组或两组以上的测量光幕传感机构2，其由对应设置的发射端21和接收端22组成；所述太阳轮纠偏单元组包括两组或两组以上的太阳轮纠偏机构3，其由固定架31、升降装置32以及纠偏装置33组成；所述自动限位单元组包括两组或两组以上的自动限位机构4，其由相互对应的左右限位挡件41、42以及限位驱动装置组成；其中，每组测量光幕传感机构2、太阳轮纠偏机构3以及自动限位机构4天桥式层叠设置，形成两层或两层以上的自动纠偏工作层；

所述测量光幕传感机构2，其发射端21为红外LED组成的阵列式排列的发射模块，接收端22为与之相对应的红外接收二极管组成的阵列式排列的接收模块；其中，波长范围包括但不局限于红外线，覆盖300-1200纳米的波长范围；

所述自动限位机构4，所述左右限位挡件41、42为限位挡板或限位滚轮，通过左右相夹的方式将浪纸限定在与面纸对齐的区域；所述驱动装置包括左右两组独立的动力系统，分别对应左右限位挡板或限位滚轮；其中，所述自动限位单元组可以安装在太阳轮纠偏单元组的前端、正下方或者后端的任意位置；所述自动限位单元组的驱动装置为但不局限于电动、气动、液压或电磁驱动等各种驱动方式；

2)设置一纠偏控制系统5，所述的纠偏控制系统5通过传输线缆分别与所述测量光幕传感单元组、太阳轮纠偏单元组以及自动限位单元组相连接；所述纠偏控制系统5，其包含一组或多组液晶显示屏，并通过外接键盘、触屏对纠偏控制系统的参数进行设置；所述的纠偏控制系统，根据三层、五层、七层或多层瓦楞纸生产，配置相应数量的测量光幕传感机构2、太阳轮纠偏机构3、自动限位机构4，实现有效纠偏；

3）设置一层面纸6，所述面纸处于基座1的底层，该面纸穿过相应层的测量光幕传感机构2的测量区域；

4）设置多层浪纸7，所述多层浪纸7在面纸的正上方层状排列并分别与一层自动纠偏工作层相对应，每层浪纸分别穿过相应层的测量光幕传感机构2的测量区域；其中，每层浪纸的中心正上方对应有一组太阳轮纠偏机构3，每层浪纸的两侧对应有一组自动限位机构4；

5)打开电源，各机构处于工作状态时，所述太阳轮纠偏单元组中的升降装置32开始工作，上拉纠偏装置33；所述纠偏控制系统5接收到测量光幕传感单元组对所述面纸6和各浪纸7的边缘位置测量反馈回来的数据，通过纠偏控制系统5内嵌的软件进行分析，以面纸6的边缘或中心线为基准，计算出各层浪纸7的边缘或中心线相对于面纸的偏差；在所述面纸6和各浪纸7低速移动时，所述的纠偏控制系统5首先启动自动限位单元组，通过各自动限位机构4的限位驱动装置驱动左右限位挡件41、42完成自动纠偏；当所述面纸6和各浪纸7的移动达到一定速度之后，所述的纠偏控制系统5启动太阳轮纠偏单元组，通过各太阳轮纠偏机构3的升降装置32将纠偏装置33下压在浪纸表面，由太阳轮带动浪纸的左右移动完成纠偏，确保各浪纸7与底层的面纸6相对齐；

当所述太阳轮纠偏机构3存在故障及异常时，停止其运行，并启动相应的自动限位机构4完成纠偏功能；

通过太阳轮纠偏单元组和自动限位单元组配合使用，在生产线启动阶段，采用自动限位单元组完成纠偏功能，速度稳定时，切换为太阳轮纠偏单元组完成纠偏功能；充分利用了自动限位机构以及太阳轮纠偏机构对于低速与高速的不同优势，使生产线从低速到高速的变化过程中，都能够准确纠偏。

一种实施上述方法的复合式全自动天桥纠偏设备，其包括一基座1，所述基座1上分别设有两组或两组以上的测量光幕传感机构2、太阳轮纠偏机构3以及自动限位机构4；所述测量光幕传感机构2由对应设置的发射端21和接收端22组成；所述太阳轮纠偏机构3由固定架31、升降装置32以及纠偏装置33组成；所述自动限位机构4由相互对应的左右限位挡件41、42以及限位驱动装置组成；其中，每组测量光幕传感机构2、太阳轮纠偏机构3以及自动限位机构4天桥式层叠设置，形成两层或两层以上的自动纠偏工作层；所述基座1上还设有纠偏控制系统5，该纠偏控制系统5通过传输线缆分别与所述两组或两组以上的测量光幕传感机构2、太阳轮纠偏机构3以及自动限位机构4相连接。

作为进一步改进，所述测量光幕传感机构2设于每层工作层的前端，其发射端21为红外LED组成的阵列式排列的发射模块，接收端22为与之相对应的红外接收二极管组成的阵列式排列的接收模块。

作为进一步改进，所述自动限位机构4设于每层工作层的中部两侧，其左右限位挡件41、42为限位挡板或限位滚轮，通过左右相夹的方式将浪纸限定在与面纸对齐的区域；所述自动限位机构4的驱动装置包括左右两组独立的动力系统，分别对应左右限位挡板或限位滚轮。

作为进一步改进，所述阳轮纠偏机构3设于每层工作层的中部上方，其纠偏装置33包括一纠偏太阳轮组331以及一驱动马达333。

作为进一步改进，所述纠偏控制系统5包括一组或多组液晶显示屏。

本发明通过测量光幕传感机构测量面纸和浪纸的边缘和中心线位置，然后通过纠偏控制系统控制太阳轮纠偏单元组和自动限位单元组，满足开机启动时的低速状态下和运行稳定时的高速状态下，面纸和多层浪纸边缘或中心线都能够精确对位整齐。有效避免了切除残缺的边缘的现象的发生，从而避免启动初期的纸板浪费，从而大量节约了木材资源，真正实现节能环保的自动化产业升级。

本发明提供的方法及设备，运行可靠、成本低、稳定性高，适合在线安装使用；其采用性能稳定的测量光幕传感机构作为测量装置，结合运动纠偏控制技术，传感技术、光学技术，实现面纸和多层浪纸的自动对边，从而解决目前该领域面临的固定定位块对纸板的损害以及太阳轮难以适应高速等缺陷以及技术难题。

本发明提供的方法及设备，通过生产线实测试证明，其方法对边精度可达到±1mm，操作全部自动实现，对边精度高、速度快、稳定性好、成本低。除了应用于瓦楞纸板的生产；还适用于其他各种质地、形状的纸板。

本发明并不限于上述实施方式，采用与本发明上述实施例相同或近似的步骤及结构，而得到的其他复合式全自动天桥纠偏方法及设备，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合式全自动天桥纠偏方法，其特征在于：其包括如下步骤：

1)设置一基座，于所述基座上安装有测量光幕传感单元组、太阳轮纠偏单元组以及自动限位单元组；所述测量光幕传感单元组包括两组或两组以上的测量光幕传感机构，其由对应设置的发射端和接收端组成；所述太阳轮纠偏单元组包括两组或两组以上的太阳轮纠偏机构，其由固定架、升降装置以及纠偏装置组成；所述自动限位单元组包括两组或两组以上的自动限位机构，其由相互对应的左右限位挡件以及限位驱动装置组成；其中，每组测量光幕传感机构、太阳轮纠偏机构以及自动限位机构天桥式层叠设置，形成两层或两层以上的自动纠偏工作层；

2)设置一纠偏控制系统，所述的纠偏控制系统通过传输线缆分别与所述测量光幕传感单元组、太阳轮纠偏单元组以及自动限位单元组相连接；

3）设置一层面纸，所述面纸处于基座的底层，该面纸穿过相应层的测量光幕传感机构的测量区域；

4）设置多层浪纸，所述多层浪纸在面纸的正上方层状排列并分别与一层自动纠偏工作层相对应，每层浪纸分别穿过相应层的测量光幕传感机构的测量区域；其中，每层浪纸的中心正上方对应有一组太阳轮纠偏机构，每层浪纸的两侧对应有一组自动限位机构；

5)打开电源，各机构处于工作状态时，所述太阳轮纠偏单元组中的升降装置开始工作，上拉纠偏装置；所述纠偏控制系统接收到测量光幕传感单元组对所述面纸和各浪纸的边缘位置测量反馈回来的数据，通过纠偏控制系统内嵌的软件进行分析，以面纸的边缘或中心线为基准，计算出各层浪纸的边缘或中心线相对于面纸的偏差；在所述面纸和各浪纸低速移动时，所述的纠偏控制系统首先启动自动限位单元组，通过各自动限位机构的限位驱动装置驱动左右限位挡件完成自动纠偏；当所述面纸和各浪纸的移动达到一定速度之后，所述的纠偏控制系统启动太阳轮纠偏单元组，通过各太阳轮纠偏机构的升降装置将纠偏装置下压在浪纸表面，由太阳轮带动浪纸的左右移动完成纠偏，确保各浪纸与底层的面纸相对齐。

2.根据权利要求1所述的复合式全自动天桥纠偏方法，其特征在于：所述步骤1)中的测量光幕传感机构，其发射端为红外LED组成的阵列式排列的发射模块，接收端为与之相对应的红外接收二极管组成的阵列式排列的接收模块。

3.根据权利要求1所述的复合式全自动天桥纠偏机方法，其特征在于：所述步骤1)中自动限位机构，所述左右限位挡件为限位挡板或限位滚轮，通过左右相夹的方式将浪纸限定在与面纸对齐的区域；所述驱动装置包括左右两组独立的动力系统，分别对应左右限位挡板或限位滚轮。

4.根据权利要求1所述的复合式全自动天桥纠偏方法，其特征在于：所述步骤2）中纠偏控制系统，其包含一组或多组液晶显示屏，并通过外接键盘、触屏对纠偏控制系统的参数进行设置；所述的纠偏控制系统，根据三层、五层、七层或多层瓦楞纸生产，配置相应数量的测量光幕传感机构、太阳轮纠偏机构、自动限位机构，实现有效纠偏。

5.据权利要求1所述的复合式全自动天桥纠偏方法，其特征在于：所述步骤5）中的太阳轮纠偏机构存在故障及异常时，停止其运行，并启动相应的自动限位机构完成纠偏功能。

6.一种实施权利要求1~5之一所述方法的复合式全自动天桥纠偏设备，其包括一基座，其特征在于：所述基座上分别设有两组或两组以上的测量光幕传感机构、太阳轮纠偏机构以及自动限位机构；所述测量光幕传感机构由对应设置的发射端和接收端组成；所述太阳轮纠偏机构由固定架、升降装置以及纠偏装置组成；所述自动限位机构由相互对应的左右限位挡件以及限位驱动装置组成；其中，每组测量光幕传感机构、太阳轮纠偏机构以及自动限位机构天桥式层叠设置，形成两层或两层以上的自动纠偏工作层；所述基座上还设有纠偏控制系统，该纠偏控制系统通过传输线缆分别与所述两组或两组以上的测量光幕传感机构、太阳轮纠偏机构以及自动限位机构相连接。

7.根据权利要求6所述的复合式全自动天桥纠偏设备，其特征在于：所述测量光幕传感机构设于每层工作层的前端，其发射端为红外LED组成的阵列式排列的发射模块，接收端为与之相对应的红外接收二极管组成的阵列式排列的接收模块。

8.根据权利要求6所述的复合式全自动天桥纠偏设备，其特征在于：所述自动限位机构设于每层工作层的中部两侧，其左右限位挡件为限位挡板或限位滚轮，通过左右相夹的方式将浪纸限定在与面纸对齐的区域；所述自动限位机构的驱动装置包括左右两组独立的动力系统，分别对应左右限位挡板或限位滚轮。

9.根据权利要求6所述的复合式全自动天桥纠偏设备，其特征在于：所述阳轮纠偏机构设于每层工作层的中部上方，其纠偏装置包括一纠偏太阳轮组以及一驱动马达。

10.根据权利要求6所述的复合式全自动天桥纠偏设备，其特征在于：所述纠偏控制系统还包括一组或多组液晶显示屏。

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