CN103286812B - 一种横切机色标剪切方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种横切机色标剪切方法，属于运动控制领域。当色标检测正常时，利用对主轴的补偿实现色标剪切的功能；发现色标丢失后，将补偿值设为0，转为定长剪切的工作模式；当检测到新的色标信号后，判断色标位置与上一次的切点位置之间的距离L₂，与设定的判断距离ξ*L之间的关系，当L₂≥ξ*L时，直接以L₂作为给定切长，当L₂＜ξ*L时，以ξ*L做给定切长，并循环直至L_，≥ξ*L，实现找标功能。本发明实现了色标剪切以及在丢标之后自动找标的功能，在提升横切机功能的同时，也降低了瓦楞纸生产时的人力成本。

Description

一种横切机色标剪切方法

技术领域

本发明涉及一种瓦楞纸横切机控制方法，尤其是一种可实现色标剪切的横切机控制功能，具体地说是一种运用于带色标剪切功能的横切机控制系统中色标丢失后寻找色标的方法。

背景技术

横切机是瓦楞纸生产线的咽喉，它的工作性能直接影响了瓦楞纸生产线的效率。为了提升瓦楞纸整体生产速度，现在瓦楞纸生产逐步与印刷结为一体，生产的同时印刷，这就要求横切机要能准确根据纸板上的色标进行剪切。现在一些横切机上实现了色标剪切的功能，但是当在印刷过程中若出现漏标，或者两卷纸板的接头处色标位置偏差较大等情况时，此时原有的控制系统无法做出正确的剪切，需要重新启动。而此时需要工人实时盯着生产线，若发现时间较晚，会造成纸板的浪费。

经申请人检索发现中国发明专利ZL03117330.6“包装机色标自动追踪系统”，其通过设置的“补偿装置”来对主轴切割位置与色标位置的偏差进行补偿，具体来说是对传送带的速度进行自适应调节来实现准确切割。但是该补偿只能适用于色标与切割位置允许范围内的偏差，虽然该专利也提到了超出允许范围(“相位变化量超过预设值”)的情况，但是没有给出具体解决办法。这正前文所指“漏标”的问题，目前还没有比较完善的解决办法。

发明内容

针对现有的缺陷，本发明目的在于提供一种横切机色标剪切方法，旨在解决实际横切机工作中，色标丢失后控制器无法做出正确调整，影响生产的连续性并造成生产浪费的问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种横切机色标剪切方法，包括正常切割模式和色标追踪模式：

正常切割模式包括如下步骤：

步骤S1、色标传感器对色标进行实时检测，若上一次纸板剪切位置向后[L-W,L+W]的窗口范围内出现色标，L为定切长，W的取值范围为(0,0.1L]，则将该色标至上一次纸板剪切位置的距离L₁与给定切长L的差值ε作为主轴的补偿量发送给横切机控制系统，横切机控制系统调整主轴下切时机，使主轴上的刀辊按照该窗口内的色标位置进行切割；若上一次纸板剪切位置向后[L-W,L+W]的窗口范围内未出现色标，则色标丢失，控制系统转入色标追踪模式进行控制；

步骤S2、重复步骤S1，以色标为依据进行连续切割；

色标追踪模式包括如下步骤：

步骤T1、将主轴补偿量设为0，使主轴上的刀辊按照给定切长L进行切割；

步骤T2、当上一次剪切位置向后L+W₁的范围内出现新色标，其中，W₁的取值范围为(0,0.15L]则进入步骤T3，否则转至步骤T1；

步骤T3、当上一次剪切位置向后L+W₁的范围内检测到新色标后，计算新色标位置至上一次剪切位置之间距离L₂,若L₂≥ξ*L,则色标被找回，将L₂-L作为主轴的补偿量发给横切机控制系统，使主轴的刀辊按照色标位置进行切割，控制系统转入正常切割模式控制，其中ξ的取值范围为[0.65,0.85]；若L₂<ξ*L,则将(ξ-1)*L作为主轴的补偿量发送给横切机控制系统，使主轴上的刀辊按照ξ*L的长度进行切割，并转至步骤T2。

本发明进一步的改进在于：

1、ξ的最佳取值范围为[0.7,0.8]。

2、ξ的最佳取值为0.8。

3、W的最佳取值范围为[0.01L,0.05L]，W₁的最佳取值范围为[0.1L,0.15L]。

本发明方法具有两种工作模式，正常工作模式下以色标为准进行切割，当色标丢失后，则立即进入色标追踪模式，若发现的色标距上一次剪切位置长度明显长于剪切定长(L₂>L+W₁)，则按照剪切定长来切割；若发现的色标出现在设定区间(ξ*L≤L₂≤L+W₁)内，则找回色标，按照色标切割并返回正常工作模式；若发现的色标距上一次剪切位置过近(L₂<ξ*L)，则按照调整后的切长(ξ*L)进行切割。

本发明能够快速找回由于印刷漏标、色标印刷错位等原因导致的丢标。步骤T1能够解决印刷漏标的问题；步骤T2则能够在5刀内找回色标，可见本发明能够使横切机自动快速调整到正常运行状态，避免纸板的浪费。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是带色标剪切功能的横切机控制系统示意图。

图2是本发明方法流程图。

图3是丢标后系统找标的示意图。

具体实施方式

了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明旨在原横切机的基础上增加其色标剪切的功能，并就色标剪切过程中发生的丢标问题，提出解决方案。

如图1所示，为带色标剪切功能的横切机系统，工作时员工从人机界面1中输入机械尺寸与实际的给定剪切长度L等参数,当伺服控制器2接收到这些参数时，在其内部规划出剪切的电子凸轮曲线表。当纸板3开始传输时，带动压在纸板上的测量轮4转动，而测量轮上连接的TTL编码器5则实时的将纸板运行速度发送给伺服驱动器2，伺服驱动器2将这个信号作为电子凸轮的主轴信号。此时安装在测量轮4与剪切辊6之间的色标传感器7检测纸板上的色标8信号，当有色标经过时,色标传感器迅速反馈给伺服驱动器，伺服驱动器利用内部的探针功能记录下此时主轴的位置Act_Pos，也就是此色标在主轴的位置Pos_Mark,上一个色标的位置记为Pos_Mark_pre。正常运行模式下，实际的切长就是两个色标之间的距离，L₁＝Pos_Mark-Pos_Mark_pre。比较实际切长L₁与给定切长L大小，则可以知道此时主轴位置需要补偿的偏差ε＝L₁-L。此段偏差可通过主轴的移相功能实现补偿，利用PLCOpen Motion Control规定文件中的功能块MC_phas ing()对偏差进行补偿.当剪切辊6运转到同步段Synczone时，此时开始进行剪切，由于此段区域内，剪切速度必须要与送料速度同步，因此补偿区域Phase window应当尽量远离这段区域，因此选择在原点位置知心主轴偏差补偿，这样在不影响纸板剪切精度的情况下实现了色标剪切的功能。

在送纸过程中，由于印刷原因会导致纸板上的色标不清晰，或者纸板传输时偶尔的跳动，会导致色标传感器无法检测到色标信号，此时需要控制系统在未检测到色标信号时进行合理的处理，以达到不影响正常连续生产，不造成浪费的目的。

为了保证色标信号的有效性，同时降低干扰信号的影响，本发明在检测色标时加入了色标窗口的概念。并且在色标丢失后，采用了一种全新的色标追踪方法，其能够快速自动找回色标，大大减少纸板浪费，确保系统正常运转。

本发明实施例的横切机色标剪切方法(流程图见图2)，包括正常切割模式和色标追踪模式：

其中参数设定如下：定切长L＝1000mm，W＝0.05L＝50mm，W₁＝0.15L＝150mm，ξ＝0.8；

正常切割模式包括如下步骤：

步骤S1、色标传感器对色标进行实时检测，若上一次纸板剪切位置向后[9050mm,1050mm]的窗口范围内出现色标，本例中给定切长L＝1000mm，W的取值为0.05L＝50mm，则将该色标至上一次纸板剪切位置的距离L₁与给定切长L的差值ε作为主轴的补偿量发送给横切机控制系统，横切机控制系统调整主轴下切时机，使主轴上的刀辊按照该窗口内的色标位置进行切割；若上一次纸板剪切位置向后[9050mm,1050mm]的窗口范围内未出现色标，则色标丢失，控制系统转入色标追踪模式进行控制；

步骤S2、重复步骤S1，以色标为依据进行连续切割；

色标追踪模式包括如下步骤：

步骤T1、将主轴补偿量设为0，使主轴上的刀辊按照给定切长L＝1000mm进行切割；

步骤T2、当上一次剪切位置向后L+W₁＝1150mm的范围内出现新色标，则进入步骤T3，否则返回步骤T1；

步骤T3、当上一次剪切位置向后L+W₁＝1150mm的范围内出现新色标，计算新色标位置至上一次剪切位置之间距离L₂,若L₂≥800mm,则色标被找回，将L₂-1000mm作为主轴的补偿量发给横切机控制系统，使主轴的刀辊按照色标位置进行切割，控制系统转入正常切割模式控制；若L₂<800mm,则将(ξ-1)*L＝-200mm作为主轴的补偿量发送给横切机控制系统，使主轴上的刀辊按照ξ*L＝800mm的长度进行切割，并转至步骤T2。

在发明中引入一个比例系数ξ,系数ξ可设定范围是[0.6,0.9],可根据实际应用选择不同的系数，一般建议[0.65,0.85]，实验表明，其最佳取值为0.8左右。此外本发明还引入了一个参数W₁，W₁的最佳取值范围为[0.1L,0.15L]。

为了更进一步说明本发明在色标剪切中丢标后找标流程，图3直观的描述了横切机色标丢失后的找标流程。

图中纸板由左向右传输，色标之间的距离为1000mm，中间一段由于两卷纸单接头的原因，导致两个色标之间距离变为1700mm，之后又回复正常，比例系数ξ设为0.8，色标窗口为50mm。图中第1刀做色标切，第2刀在窗口内检测到色标，继续做色标切，而第3刀时由于在窗口[9050mm,1050mm]内没有检测到色标，此时系统认定为丢标，做切长为1000mm的定长切，丢标后找到新的色标，距离切点Pos_Cut距离为700mm，小于800mm，因此第4刀执行以800mm为切长的剪切，下一个色变检测到后，距离第四刀切点距离为900mm，大于800mm且小1150mm于，则第5刀做切长为900mm的剪切，此时刀片正好且在色标上，实现了色标的找回。接下来系统自动执行正常的色标剪切。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种横切机色标剪切方法，包括正常切割模式和色标追踪模式：

正常切割模式包括如下步骤：

步骤S1、色标传感器对色标进行实时检测，若上一次纸板剪切位置向后[L-W,L+W]的窗口范围内出现色标，L为定切长，W的取值范围为(0,0.1L]，则将该色标至上一次纸板剪切位置的距离L₁与给定切长L的差值ε作为主轴的补偿量发送给横切机控制系统，横切机控制系统调整主轴下切时机，使主轴上的刀辊按照该窗口内的色标位置进行切割；若上一次纸板剪切位置向后[L-W,L+W]的窗口范围内未出现色标，则色标丢失，控制系统转入色标追踪模式进行控制；

步骤S2、重复步骤S1，以色标为依据进行连续切割；

色标追踪模式包括如下步骤：

步骤T1、将主轴补偿量设为0，使主轴上的刀辊按照给定切长L进行切割；

步骤T2、当上一次剪切位置向后L+W₁的范围内出现新色标，其中，W₁的取值范围为(0,0.15L]则进入步骤T3，否则返回步骤T1；

步骤T3、当上一次剪切位置向后L+W₁的范围内检测到新色标后，计算新色标位置至上一次剪切位置之间距离L₂,若L₂≥ξ*L,则色标被找回，将L₂-L作为主轴的补偿量发给横切机控制系统，使主轴的刀辊按照色标位置进行切割，控制系统转入正常切割模式控制；若L₂<ξ*L,则将(ξ-1)*L作为主轴的补偿量发送给横切机控制系统，使主轴上的刀辊按照ξ*L的长度进行切割，并转至步骤T2；所述ξ的取值范围为[0.65,0.85]。

2.根据权利要求1所述的横切机色标剪切方法，其特征在于：ξ的最佳取值范围为[0.7,0.8]。

3.根据权利要求1所述的横切机色标剪切方法，其特征在于：ξ的最佳取值为0.8。

4.根据权利要求1所述的横切机色标剪切方法，其特征在于：W的最佳取值范围为[0.01L,0.05L]，W₁的最佳取值范围为[0.1L,0.15L]。