CN103722498A - 一种在线式原纸自动对边方法及自动对边机设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线式原纸自动对边方法，其特征在于：其包括如下步骤：1).设置一基座，于其中间位置设置一设有滑动平台驱动装置以及激光对边单元组的滑动平台；2).设置一由多个原纸架单元构成的原纸架单元组，所述原纸架单元由两个相对于滑动平台对称设置且设有圆纸筒驱动机构的原纸架装置组成；3).设置一分别与滑动平台驱动装置、激光对边单元组以及圆纸筒驱动机构连接的嵌入式控制装置；4).打开电源，嵌入式控制装置发送命令给滑动平台驱动装置驱动激光对边单元组搜索圆纸筒的边缘位置；5).当反馈信号存在差异时，嵌入式控制装置发送命令给圆纸筒驱动机构调节圆纸筒的位置，否则，保持当前工作状态。本发明还公开了采用此方法的自动对边机设备。

Description

一种在线式原纸自动对边方法及自动对边机设备

技术领域

本发明涉及自动化设备，特别涉及一种集激光传感技术、运动控制技术、光学技术于一体的一种在线式原纸自动对边方法及自动对边机设备。

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，它最少由一层瓦楞纸及一层纸板构成，瓦楞纸和纸板在原纸架单元上的形状均为圆纸筒形状，在生产过程中，圆纸筒高速旋转，向生产线提供生产用的原纸。

目前，由于受技术限制，生产线上安装的多组圆纸筒基本依靠人眼目测对齐边缘，以确保多层瓦楞纸板在粘和时边缘尽可能对齐，否则一旦错位，就需要切除残缺的边缘，这就造成了极大的浪费。人眼目测各组圆纸筒边缘是否对齐本身就存在一定的偏差，因此在瓦楞纸生产过程中造成的大量的废纸，既不具备环保的优势，同时也增加了企业的生产成本，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，在国内外尚未研制出适用于在线式的全自动原纸对边的相关仪器及设备。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种可以直接安装在原纸生产线上自动工作，集激光传感技术、运动控制技术、光学技术于一体的在线式原纸自动对边方法；本发明还提供一种实施上述方法的自动对边机设备。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种在线式原纸自动对边方法，其包括如下步骤：

1).设置一基座，于所述基座的中间位置设置一滑动平台，于所述滑动平台上设置一滑动平台驱动装置、一激光对边单元组；

2).设置一原纸架单元组，所述原纸架单元组至少包括一原纸架单元，所述原纸架单元由两个相对于滑动平台对称设置的原纸架装置组成，所述原纸架装置由原纸架与圆纸筒组成；于所述原纸架装置上设置一圆纸筒驱动机构；

3).设置一嵌入式控制装置，所述嵌入式控制装置通过信号传输线缆分别与滑动平台驱动装置、激光对边单元组以及圆纸筒驱动机构连接；

4).打开电源，处于工作状态时，嵌入式控制装置发送命令给滑动平台驱动装置，所述滑动平台驱动装置驱动激光对边单元组往复移动，搜索所述圆纸筒的边缘位置，当搜索到圆纸筒的边缘位置时，所述激光对边单元组将反馈信号传送给嵌入式控制装置；

5).所述嵌入式控制装置对反馈信号进行分析，当收到的激光对边单元组的反馈信号存在差异时，所述嵌入式控制装置通过反馈信号进行计算并生成处理信号，所述嵌入式控制装置将处理信号发送给圆纸筒驱动机构，所述圆纸筒驱动机构驱动圆纸筒往复运动，实现两个圆纸筒边缘的对齐；否则，所述原纸架装置的圆纸筒保持当前工作状态。

所述步骤4)还包括以下步骤：

41).所述激光对边单元组，包括两个激光对边装置，所述激光对边装置由激光传感器与调节定位机构组成，所述两个激光传感器，其中一个向左边发射激光束，另外一个向右边发射激光束；

42).嵌入式控制装置发送命令给激光对边单元组，所述调节定位机构对激光传感器的位置进行调节，确保两个激光传感器发出的激光束保持在同一个平面；

43).激光对边单元组将激光传感器位置调节完成的信号反馈给嵌入式控制装置，嵌入式控制装置收到信号后，再发送命令给滑动平台驱动装置，所述滑动平台驱动装置驱动激光对边单元组往复移动，搜索圆纸筒的边缘位置。

所述步骤41)中的激光传感器发射的激光束的波长范围为300～1200nm，所述激光束，其为激光器、LED、卤素灯或疝灯发射的光束，所述光束为集中或者发散的光束。

所述步骤1)中滑动平台驱动装置，其包括一驱动构件、一滑台以及一滑动平台驱动机构，所述滑台设置于驱动构件上，所述激光对边单元组设置于滑台上，所述滑动平台驱动机构驱动滑台在驱动构件上往复运动，实现激光对边单元组的往复移动。

所述步骤2)中的原纸架单元组至少包括一原纸架单元，所述原纸架单元由两个相对于滑动平台对称设置的原纸架装置组成，所述原纸架单元组由一个、两个或多个原纸架单元并列组成，每个原纸架单元均设有单独的激光对边单元组。

一种实施上述方法的自动对边机设备，其包括一基座、一滑动平台、一滑动平台驱动装置、一激光对边单元组、一原纸架单元组、一圆纸筒驱动机构以及一嵌入式控制装置；所述基座的中间位置设有一滑动平台，所述滑动平台上设有一滑动平台驱动装置以及一激光对边单元组，所述原纸架单元组至少包括一原纸架单元，所述原纸架单元由两个相对于滑动平台对称设置的原纸架装置组成，所述原纸架装置上设有一圆纸筒驱动机构，所述嵌入式控制装置通过信号传输线缆分别与滑动平台驱动装置、激光对边单元组以及圆纸筒驱动机构连接。

所述滑动平台驱动装置，其包括一驱动构件、一滑台以及一滑动平台驱动机构，所述驱动构件上设有一滑台，所述滑台上设有激光对边单元组，所述滑动平台驱动机构驱动滑台在驱动构件上往复运动，实现激光对边单元组的往复运动。

所述驱动构件，其为丝杆、导轨、皮带、同步带、链条或齿轮驱动构件中的一种；所述滑动平台驱动机构，其为电功、液压、气动或磁致伸缩驱动机构中的一种。

所述激光对边单元组，其两个激光对边装置组成，所述激光对边装置由激光传感器以及调节定位机构组成，所述激光传感器与调节定位机构连接，所述调节定位机构与嵌入式控制装置连接。

所述原纸架装置由原纸架以及圆纸筒组成，所述圆纸筒与原纸架活动连接，所述圆纸筒相对于原纸架往复运动。

本发明通过激光传感器对齐圆纸筒的边缘位置，以确保多层瓦楞纸板在粘和时无误差的边缘对齐，其对边精度可达到±1mm，将不会有需要切除残缺的边缘的现象的发生，避免了裁切引起的极大的浪费。

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；其采用性能稳定的激光传感器作为测量装置，结合运动控制技术，循环移动扫描圆纸筒的边缘位置，并通过嵌入式控制装置自动分析圆纸筒的边缘信息，通过控制圆纸筒驱动机构，实现圆纸筒的自动对边，从而解决上目前该领域面临的技术难题。

本发明还节省了企业的生产成本，另一方面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存在，通过本发明的研发成功，实现了原纸对边的全自动化，大大的改善了员工的工作环境与工作条件，为员工带来看得见的福利。

本发明提供的方法及设备，通过生产线实测试证明，其对边精度可达到±1mm，操作可自动实现，对边精度高、速度快、稳定性好、成本低。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的自动对边机设备的结构原理示意图；

图2为本发明的激光传感器搜索圆纸筒边缘的光学示意图；

图3为本发明的多个原纸架单元并列应用示意图；

其中：

1.激光传感器 3.调节定位机构  5.滑动平台

6.原纸架     8.圆纸筒        10.圆纸筒驱动机构

12.基座      13.信号传输线缆 15.嵌入式控制装置

具体实施方式

参见图1～图3，本发明提供的一种在线式原纸自动对边方法，其包括如下步骤：

1).设置一基座12，于所述基座12的中间位置设置一滑动平台5，于所述滑动平台5上设置一滑动平台驱动装置、一激光对边单元组；

2).设置一原纸架单元组，所述原纸架单元组至少包括一原纸架单元，所述原纸架单元由两个相对于滑动平台对称设置的原纸架装置组成，所述原纸架装置由原纸架6与圆纸筒8组成；于所述原纸架装置上设置一圆纸筒驱动机构10；

3).设置一嵌入式控制装置15，所述嵌入式控制装置15通过信号传输线缆13分别与滑动平台驱动装置、激光对边单元组以及圆纸筒驱动机构10连接；

4).打开电源，处于工作状态时，嵌入式控制装置15发送命令给滑动平台驱动装置，所述滑动平台驱动装置驱动激光对边单元组往复移动，搜索所述圆纸筒8的边缘位置，当搜索到圆纸筒8的边缘位置时，所述激光对边单元组将反馈信号传送给嵌入式控制装置15；

5).所述嵌入式控制装置15对反馈信号进行分析，当收到的激光对边单元组的反馈信号存在差异时，所述嵌入式控制装置15通过反馈信号进行计算并生成处理信号，所述嵌入式控制装置15将处理信号发送给圆纸筒驱动机构10，所述圆纸筒驱动机构10驱动圆纸筒8往复运动，实现两个圆纸筒8边缘的对齐；否则，所述原纸架装置的圆纸筒8保持当前工作状态。

所述步骤4)还包括以下步骤：

41).所述激光对边单元组，包括两个激光对边装置，所述激光对边装置由激光传感器1与调节定位机构3组成，所述两个激光传感器1，其中一个向左边发射激光束，另外一个向右边发射激光束；

42).嵌入式控制装置15发送命令给激光对边单元组，所述调节定位机构3对激光传感器1的位置进行调节，确保两个激光传感器1发出的激光束保持在同一个平面；

43).激光对边单元组将激光传感器1位置调节完成的信号反馈给嵌入式控制装置15，嵌入式控制装置15收到信号后，再发送命令给滑动平台驱动装置，所述滑动平台驱动装置驱动激光对边单元组往复移动，搜索圆纸筒8的边缘位置。

所述步骤41)中的激光传感器1发射的激光束的波长范围为300～1200nm，所述激光束，其为激光器、LED、卤素灯或疝灯发射的光束，所述光束为集中或者发散的光束。

所述步骤1)中滑动平台驱动装置，其包括一驱动构件、一滑台以及一滑动平台驱动机构，所述滑台设置于驱动构件上，所述激光对边单元组设置于滑台上，所述滑动平台驱动机构驱动滑台在驱动构件上往复运动，实现激光对边单元组的往复移动。

所述步骤2)中的原纸架单元组至少包括一原纸架单元，所述原纸架单元由两个相对于滑动平台对称设置的原纸架装置组成，所述原纸架单元组由一个、两个或多个原纸架单元并列组成，每个原纸架单元均设有单独的激光对边单元组。

一种实施上述方法的自动对边机设备，其包括一基座12、一滑动平台5、一滑动平台驱动装置、一激光对边单元组、一原纸架单元组、一圆纸筒驱动机构10以及一嵌入式控制装置15；所述基座12的中间位置设有一滑动平台5，所述滑动平台5上设有一滑动平台驱动装置以及一激光对边单元组，所述原纸架单元组至少包括一原纸架单元，所述原纸架单元由两个相对于滑动平台5对称设置的原纸架装置组成，所述原纸架装置上设有一圆纸筒驱动机构10，所述嵌入式控制装置15通过信号传输线缆13分别与滑动平台驱动装置、激光对边单元组以及圆纸筒驱动机构10连接。

所述滑动平台驱动装置，其包括一驱动构件、一滑台以及一滑动平台驱动机构，所述驱动构件上设有一滑台，所述滑台上设有激光对边单元组，所述滑动平台驱动机构驱动滑台在驱动构件上往复运动，实现激光对边单元组的往复运动。

所述驱动构件，其为丝杆、导轨、皮带、同步带、链条或齿轮驱动构件中的一种；所述滑动平台驱动机构，其为电功、液压、气动或磁致伸缩驱动机构中的一种。

所述激光对边单元组，其两个激光对边装置组成，所述激光对边装置由激光传感器1以及调节定位机构3组成，所述激光传感器1与调节定位机构3连接，所述调节定位机构3与嵌入式控制装置15连接。

所述原纸架装置由原纸架6以及圆纸筒8组成，所述圆纸筒8与原纸架6活动连接，所述圆纸筒8相对于原纸架6往复运动。

本发明通过激光传感器对齐圆纸筒的边缘位置，以确保多层瓦楞纸板在粘和时无误差的边缘对齐，其对边精度可达到±1mm，将不会有需要切除残缺的边缘的现象的发生，避免了裁切引起的极大的浪费。

本发明另一方面节省了企业的生产成本，另一方面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存在，通过本发明的研发成功，实现了原纸对边的全自动化，大大的改善了员工的工作环境与工作条件，为员工带来看得见的福利。

本发明有效解决了目前瓦楞纸生产过程中原纸自动对边面临的技术瓶颈，具有良好的应用前景。

根据本发明上述实施例所述，本发明的核心是采用激光传感器搜索圆纸筒的边缘并反馈边缘信号的方法，通过自动控制系统实现自动对边，凡采用与其相同或者相似的方法或结构，而得到的其他在线式原纸自动对边方法及其自动对边机设备，均在本发明保护范围内。

Claims (10)

1.一种在线式原纸自动对边方法，其特征在于：其包括如下步骤：

1).设置一基座，于所述基座的中间位置设置一滑动平台，于所述滑动平台上设置一滑动平台驱动装置、一激光对边单元组；

2).设置一原纸架单元组，所述原纸架单元组至少包括一原纸架单元，所述原纸架单元由两个相对于滑动平台对称设置的原纸架装置组成，所述原纸架装置由原纸架与圆纸筒组成；于所述原纸架装置上设置一圆纸筒驱动机构；

3).设置一嵌入式控制装置，所述嵌入式控制装置通过信号传输线缆分别与滑动平台驱动装置、激光对边单元组以及圆纸筒驱动机构连接；

4).打开电源，处于工作状态时，嵌入式控制装置发送命令给滑动平台驱动装置，所述滑动平台驱动装置驱动激光对边单元组往复移动，搜索所述圆纸筒的边缘位置，当搜索到圆纸筒的边缘位置时，所述激光对边单元组将反馈信号传送给嵌入式控制装置；

5).所述嵌入式控制装置对反馈信号进行分析，当收到的激光对边单元组的反馈信号存在差异时，所述嵌入式控制装置通过反馈信号进行计算并生成处理信号，所述嵌入式控制装置将处理信号发送给圆纸筒驱动机构，所述圆纸筒驱动机构驱动圆纸筒往复运动，实现两个圆纸筒边缘的对齐；否则，所述原纸架装置的圆纸筒保持当前工作状态。

2.根据权利要求1所述的在线式原纸自动对边方法，其特征在于：所述步骤4)还包括以下步骤：

41).所述激光对边单元组，包括两个激光对边装置，所述激光对边装置由激光传感器与调节定位机构组成，所述两个激光传感器，其中一个向左边发射激光束，另外一个向右边发射激光束；

42).嵌入式控制装置发送命令给激光对边单元组，所述调节定位机构对激光传感器的位置进行调节，确保两个激光传感器发出的激光束保持在同一个平面；

43).激光对边单元组将激光传感器位置调节完成的信号反馈给嵌入式控制装置，嵌入式控制装置收到信号后，再发送命令给滑动平台驱动装置，所述滑动平台驱动装置驱动激光对边单元组往复移动，搜索圆纸筒的边缘位置。

3.根据权利要求2所述的在线式原纸自动对边方法，其特征在于：所述步骤41)中的激光传感器发射的激光束的波长范围为300～1200nm，所述激光束，其为激光器、LED、卤素灯或疝灯发射的光束，所述光束为集中或者发散的光束。

4.根据权利要求1所述的在线式原纸自动对边方法，其特征在于：所述步骤1)中滑动平台驱动装置，其包括一驱动构件、一滑台以及一滑动平台驱动机构，所述滑台设置于驱动构件上，所述激光对边单元组设置于滑台上，所述滑动平台驱动机构驱动滑台在驱动构件上往复运动，实现激光对边单元组的往复移动。

5.根据权利要求1所述的在线式原纸自动对边方法，其特征在于：所述步骤2)中的原纸架单元组至少包括一原纸架单元，所述原纸架单元由两个相对于滑动平台对称设置的原纸架装置组成，所述原纸架单元组由一个、两个或多个原纸架单元并列组成，每个原纸架单元均设有单独的激光对边单元组。

6.一种实施权利要求1所述方法的自动对边机设备，其特征在于：其包括一基座、一滑动平台、一滑动平台驱动装置、一激光对边单元组、一原纸架单元组、一圆纸筒驱动机构以及一嵌入式控制装置；所述基座的中间位置设有一滑动平台，所述滑动平台上设有一滑动平台驱动装置以及一激光对边单元组，所述原纸架单元组至少包括一原纸架单元，所述原纸架单元由两个相对于滑动平台对称设置的原纸架装置组成，所述原纸架装置上设有一圆纸筒驱动机构，所述嵌入式控制装置通过信号传输线缆分别与滑动平台驱动装置、激光对边单元组以及圆纸筒驱动机构连接。

7.根据权利要求6所述的自动对边机设备，其特征在于：所述滑动平台驱动装置，其包括一驱动构件、一滑台以及一滑动平台驱动机构，所述驱动构件上设有一滑台，所述滑台上设有激光对边单元组，所述滑动平台驱动机构驱动滑台在驱动构件上往复运动，实现激光对边单元组的往复运动。

8.根据权利要求7所述的自动对边机设备，其特征在于：所述驱动构件，其为丝杆、导轨、皮带、同步带、链条或齿轮驱动构件中的一种；所述滑动平台驱动机构，其为电功、液压、气动或磁致伸缩驱动机构中的一种。

9.根据权利要求6所述的自动对边机设备，其特征在于：所述激光对边单元组，其两个激光对边装置组成，所述激光对边装置由激光传感器以及调节定位机构组成，所述激光传感器与调节定位机构连接，所述调节定位机构与嵌入式控制装置连接。

10.根据权利要求6所述的自动对边机设备，其特征在于：所述原纸架装置由原纸架以及圆纸筒组成，所述圆纸筒与原纸架活动连接，所述圆纸筒相对于原纸架往复运动。

Images