CN103832005A - 在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边的方法及对边系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边的方法，其具体包括如下步骤：(1)设置一基座，其上设置一原纸架；(2)设置一组机械手，其上设有原纸筒、以及第一位移传感器；(3)设置第二位移传感器；(4)设置一液压驱动装置；(5)设置一控制系统；(6)打开电源，处于工作状态，所述的原纸架上设有两组位移传感器，分别检测该原纸架上的两个原纸筒端面与相应的第一位移传感器的距离信息，以及机械手与相应的第二位移传感器的距离信息，所述控制系统接收到两组位移传感器的距离信息，计算出相邻原纸筒端面的距离偏差，转换为控制命令发送给液压驱动装置，实现对机械手的运动控制，实现两个原纸筒端面的精确自动对齐。本发明还公开实现上述方法的对边系统。

Description

在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边的方法及对边系统

技术领域

本发明涉及自动化控制技术，具体涉及一种采用传感技术、数据处理技术以及运动控制技术，应用于瓦楞纸板生产线上，满足原纸架上圆纸筒自动对边功能在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边系统及方法。

背景技术

瓦楞纸的生产作为传统的包装行业的基础性材料，目前国内生产线的自动化依然较低，许多生产工序依然靠人工观察把控品质，以原纸架上料为例，各卷原纸筒在装上原纸架以后，都依赖人工进行目测是否对整齐，再通过手动按钮调整液压装置进行微调，通过添加刻度尺等进行目测评估，在整个国内的瓦楞纸生产线，几乎99％以上均采用人工目测的方式对边，自动化程度极低，造成人力资源消耗大且对边速度慢、生产成本较高。

目前德国的E+L公司已经采用测量光幕原理进行自动对边，但其成本太高，而且安装复杂，难以通用，国内也有不少企业在原纸自动对边等领域进行研究，例如上海等地的包装企业提出利用激光传感器结合导轨的方式对原纸筒边缘进行扫描的方式进行自动对边，也只是理论上可行，在实际安装及调试过程中发现，这种方式精度低，稳定性极差，根本无法使用。因为实际生产条件的限制，瓦楞纸生产线环境恶劣、高温度、高湿度、高噪声、高粉尘、搞干扰等因素，往往会导致国内外现有的高精度自动化对位系统频繁的出现异常，难以持续、稳定的工作。

因此，研发一套可以在恶劣的生产环境下，仍然可以稳定、高效、高精度工作的瓦楞纸板生产线的在线式自动对边方法及系统，就变得较为迫切。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种解决上述问题的在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边的方法及对边系统。

本发明为实现上述目的而采用的技术方案为：

一种在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边的方法，其具体包括如下步骤：

(1).设置一基座，于基座上设置一原纸架；

(2).设置一组机械手，所述的机械手设置于原纸架上，所述机械手上分别设置一原纸筒，所述的机械手用于固定原纸筒，正对着原纸筒的端面，于机械手上设置至少一个第一位移传感器；用于测试原纸筒端面与第一位移传感器的距离信息；在液压缸的驱动下，所述的第一位移传感器，伴随着机械手以及原纸筒一起移动；

(3).设置第二位移传感器，正对着机械手，于基座上设置至少一个第二位移传感器，用于测试机械手与第二位移传感器的距离信息；所述的第一位移传感器与第二位移传感器构成一组位移传感器；

(4).设置一液压驱动装置，所述的液压驱动装置设置于基座上，所述的液压驱动装置外接液压缸，实现对机械手的运动控制；

(5).设置一控制系统，所述的控制系统设置于基座上，用于接收每组位移传感器输出的距离信息，并进行计算，将距离差值转换为控制命令，发送给液压驱动装置，实现对机械手的运动控制；

(6).打开电源，使上述的各装置及系统处于工作状态，原纸生产线开始工作；设置在所述的原纸架上的两组位移传感器，分别检测该原纸架上的两个原纸筒端面与相应的第一位移传感器的距离信息，以及机械手与相应的第二位移传感器的距离信息，所述的控制系统接收到两组位移传感器的距离信息，并进行分析处理，计算出相邻原纸筒端面的距离偏差，转换为控制命令，发送给液压驱动装置完成相应动作，实现对机械手的运动控制，实现两个原纸筒端面的精确自动对齐。

所述的步骤(6)具体包括如下步骤：

(61).打开电源，使上述的各装置及系统处于工作状态，瓦楞纸板生产线开始工作；

(62).原纸架上的两组位移传感器同时工作，每组位移传感器分别对应一原纸筒；其中一组位移传感器中的第一位移传感器，检测到相应的原纸筒端面与此第一位移传感器的距离：L1，第二位移传感器，检测到相应的机械手到此第二位移传感器的距离：L2；另外一组位移传感器中的第一位移传感器，检测到相应的原纸筒端面与此第一位移传感器的距离：L3，第二位移传感器，检测到相应的机械手到此第二位移传感器的距离：L4；

(63).所述的控制系统接收到两组位移传感器的距离信息：L1、L2、L3以及L4后，进行分析处理，计算出距离偏差，并转换为控制命令，发送给液压驱动装置完成相应动作，实现对机械手的运动控制，从而实现对两个原纸筒端面的精确自动对齐。

(64)重复步骤(62)～(63)，实现原纸生产线在工作中的实时自动纠偏、两个原纸筒端面保持精确对齐。

所述的第一位移传感器，其为采用激光探测方式或超声波探测方式的传感器。

所述的第二位移传感器，其为采用激光探测方式或超声波探测方式的传感器；所述的第一位移传感器，其设置于机械手的内侧、或设置于机械手的外侧。

所述的第二位移传感器，其设置于基座的内侧，或设置于基座的外侧。

实现上述方法的在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边系统，其包括一基座；一设置于基座上的原纸架；一组设置于原纸架上的机械手；设置于机械手上的原纸筒；至少一个设置于机械手上，且用来测试原纸筒端面与其距离的第一位移传感器；至少一个设置于基座上，且用来测试机械手与其距离的第二位移传感器；一设置于基座一端的液压驱动装置，所述的液压驱动装置，外接一液压缸，所述的液压缸与机械手连接；一设置于基座另一端，用来接收来自第一位移传感器、第二位移传感器所采集的距离信息，并进行智能分析处理后，发送控制命令给液压驱动装置，实现对机械手控制的控制系统。

所述的原纸架，其包括一连接轴，所述的连接轴上设有一滑轨，所述的机械手活动设置于滑轨上。

所述的第一位移传感器，其为采用激光探测方式或超声波探测方式的传感器；所述的第二位移传感器，其为采用激光探测方式或超声波探测方式的传感器。

所述的第一位移传感器，其设置于机械手的内侧、或设置于机械手的外侧。

所述的第二位移传感器，其设置于基座的内侧，或设置于基座的外侧。

本发明提供的在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边的对边系统，完全区别于现有的光幕技术，或者激光传感器加导轨的技术，采用合理的控制原理、结构和传感器原件，具体通过传感器加机械手，能够在高温度、高湿度、高噪声、高粉尘、搞干扰等因素下通过自动控制技术精确移动原纸架，并确保原纸筒的边缘对齐，结构简洁、运行可靠，精度可达±1mm，从而解决了目前该领域面临的技术难题。

本发明提供的方法及系统，通过生产线实际测试证明，所采用激光探测方式或超声波探测方式的传感器工作较为稳定，其方法对边精度可达到±1mm，对边精度高、速度快、稳定性好、成本低，降低了对人力资源的依赖，提高了产品质量和生产效率。

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为本发明的结构示意图；

图2为本发明涉及的距离计算示意图；

其中：

1.基座              2.第二位移传感器   3.机械手

4.第一位移传感器    5.原纸筒           6.液压驱动装置

7.液压缸            8.控制系统         9.连接轴

10.滑轨

具体实施方式

参见图1～图2，本发明提供的在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边的方法，其具体包括如下步骤：

(1).设置一基座1，于基座1上设置一原纸架；

(2).设置一组机械手3，所述的机械手3设置于原纸架上，所述机械手3上分别设置一原纸筒5，所述的机械手3用于固定原纸筒5，正对着原纸筒5的端面，于机械手3上设置至少一个第一位移传感器4；用于测试原纸筒5端面与第一位移传感器4的距离信息；在液压缸7的驱动下，所述的第一位移传感器4，伴随着机械手3以及原纸筒5一起移动；

(3).设置第二位移传感器2，正对着机械手3，于基座1上设置至少一个第二位移传感器2，用于测试机械手3与第二位移传感器2的距离信息；所述的第一位移传感器4与第二位移传感器2构成一组位移传感器；

(4).设置一液压驱动装置6，所述的液压驱动装置6设置于基座1上，所述的液压驱动装置6外接液压缸7，实现对机械手3的运动控制；

(5).设置一控制系统8，所述的控制系统8设置于基座1上，用于接收每组位移传感器输出的距离信息，并进行计算，将距离差值转换为控制命令，发送给液压驱动装置6，实现对机械手3的运动控制；

(6).打开电源，使上述的各装置及系统处于工作状态，原纸生产线开始工作；设置在所述的原纸架上的两组位移传感器，分别检测该原纸架上的两个原纸筒5端面与相应的第一位移传感器4的距离信息，以及机械手3与相应的第二位移传感器2的距离信息，所述的控制系统8接收到两组位移传感器的距离信息，并进行分析处理，计算出相邻原纸筒5端面的距离偏差，转换为控制命令，发送给液压驱动装置6完成相应动作，实现对机械手3的运动控制，实现两个原纸筒5端面的精确自动对齐。

所述的步骤(6)具体包括如下步骤：

(61).打开电源，使上述的各装置及系统处于工作状态，瓦楞纸板生产线开始工作；

(62).原纸架上的两组位移传感器同时工作，每组位移传感器分别对应一原纸筒5；其中一组位移传感器中的第一位移传感器4，检测到相应的原纸筒5端面与此第一位移传感器4的距离：L1，第二位移传感器2，检测到相应的机械手3到此第二位移传感器2的距离：L2；另外一组位移传感器中的第一位移传感器4，检测到相应的原纸筒5端面与此第一位移传感器4的距离：L3，第二位移传感器2，检测到相应的机械手3到此第二位移传感器2的距离：L4；

(63).所述的控制系统8接收到两组位移传感器的距离信息：L1、L2、L3以及L4后，进行分析处理，计算出距离偏差，并转换为控制命令，发送给液压驱动装置6完成相应动作，实现对机械手3的运动控制，从而实现对两个原纸筒5端面的精确自动对齐。

(64)重复步骤(62)～(63)，实现原纸生产线在工作中的实时自动纠偏、两个原纸筒5端面保持精确对齐。

所述的第一位移传感器4，其为采用激光探测方式或超声波探测方式的传感器。

所述的第二位移传感器2，其为采用激光探测方式或超声波探测方式的传感器；所述的第一位移传感器4，其设置于机械手3的内侧、或设置于机械手3的外侧。

所述的第二位移传感器2，其设置于基座1的内侧，或设置于基座1的外侧。

实现上述方法的在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边系统，其包括一基座1；一设置于基座1上的原纸架；一组设置于原纸架上的机械手3；设置于机械手3上的原纸筒5；至少一个设置于机械手3上，且用来测试原纸筒5端面与其距离的第一位移传感器4；至少一个设置于基座1上，且用来测试机械手3与其距离的第二位移传感器2；一设置于基座1一端的液压驱动装置6，所述的液压驱动装置6，外接一液压缸7，所述的液压缸7与机械手3连接；一设置于基座1另一端，用来接收来自第一位移传感器4、第二位移传感器2所采集的距离信息，并进行智能分析处理后，发送控制命令给液压驱动装置6，实现对机械手3控制的控制系统8。

所述的原纸架，其包括一连接轴9，所述的连接轴9上设有一滑轨10，所述的机械手3活动设置于滑轨10上。

所述的第一位移传感器4，其为采用激光探测方式或超声波探测方式的传感器；所述的第二位移传感器2，其为采用激光探测方式或超声波探测方式的传感器。

所述的第一位移传感器4，其设置于机械手3的内侧、或设置于机械手3的外侧。

本发明的机械手的内侧、外侧，其为以机械手的机械臂为依据，机械臂的上方为机械手的外侧，机械臂的下方为机械手的内侧。

所述的第二位移传感器2，其设置于基座1的内侧，或设置于基座1的外侧。

本发明中所述的基座的内侧，外侧，其以原纸架的连接轴为准，其连接轴的内侧即为基座的内侧，连接轴的外侧，即为基座的外侧。

本发明提供的在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边的对边系统，通过传感器加机械手的结构和控制方式，能够在高温度、高湿度、高噪声、高粉尘、搞干扰等因素下通过自动控制技术精确移动原纸架，并确保原纸筒的边缘对齐，精度可达±1mm，从而解决了目前该领域面临的技术难题。

本发明提供的方法及系统，通过生产线实测试证明，其方法对边精度可达到±1mm，对边精度高、速度快、稳定性好、成本低，可节约人力成本80％以上。

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方法及其结构，而得到的其他类似的对边系统均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边的方法，其特征在于，其具体包括如下步骤：

(1).设置一基座，于基座上设置一原纸架；

(2).设置一组机械手，所述的机械手设置于原纸架上，所述机械手上分别设置一原纸筒，所述的机械手用于固定原纸筒，正对着原纸筒的端面，于机械手上设置至少一个第一位移传感器；用于测试原纸筒端面与第一位移传感器的距离信息；在液压缸的驱动下，所述的第一位移传感器，伴随着机械手以及原纸筒一起移动；

(3).设置第二位移传感器，正对着机械手，于基座上设置至少一个第二位移传感器，用于测试机械手与第二位移传感器的距离信息；所述的第一位移传感器与第二位移传感器构成一组位移传感器；

(4).设置一液压驱动装置，所述的液压驱动装置设置于基座上，所述的液压驱动装置外接液压缸，实现对机械手的运动控制；

(5).设置一控制系统，所述的控制系统设置于基座上，用于接收每组位移传感器输出的距离信息，并进行计算，将距离差值转换为控制命令，发送给液压驱动装置，实现对机械手的运动控制；

(6).打开电源，使上述的各装置及系统处于工作状态，原纸生产线开始工作；设置在所述的原纸架上的两组位移传感器，分别检测该原纸架上的两个原纸筒端面与相应的第一位移传感器的距离信息，以及机械手与相应的第二位移传感器的距离信息，所述的控制系统接收到两组位移传感器的距离信息，并进行分析处理，计算出相邻原纸筒端面的距离偏差，转换为控制命令，发送给液压驱动装置完成相应动作，实现对机械手的运动控制，实现两个原纸筒端面的精确自动对齐。

2.根据权利要求1所述的在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边的方法，其特征在于：所述的步骤(6)具体包括如下步骤：

(61).打开电源，使上述的各装置及系统处于工作状态，瓦楞纸板生产线开始工作；

(62).原纸架上的两组位移传感器同时工作，每组位移传感器分别对应一原纸筒；其中一组位移传感器中的第一位移传感器，检测到相应的原纸筒端面与此第一位移传感器的距离：L1，第二位移传感器，检测到相应的机械手到此第二位移传感器的距离：L2；另外一组位移传感器中的第一位移传感器，检测到相应的原纸筒端面与此第一位移传感器的距离：L3，第二位移传感器，检测到相应的机械手到此第二位移传感器的距离：L4；

(63).所述的控制系统接收到两组位移传感器的距离信息：L1、L2、L3以及L4后，进行分析处理，计算出距离偏差，并转换为控制命令，发送给液压驱动装置完成相应动作，实现对机械手的运动控制，从而实现对两个原纸筒端面的精确自动对齐。

(64)重复步骤(62)～(63)，实现原纸生产线在工作中的实时自动纠偏、两个原纸筒端面保持精确对齐。

3.根据权利要求1所述的在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边的方法，其特征在于：所述的第一位移传感器，其为采用激光探测方式或超声波探测方式的传感器。

4.根据权利要求1所述的在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边的方法，其特征在于：所述的第二位移传感器，其为采用激光探测方式或超声波探测方式的传感器；所述的第一位移传感器，其设置于机械手的内侧、或设置于机械手的外侧。

5.根据权利要求1所述的在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边的方法，其特征在于：所述的第二位移传感器，其设置于基座的内侧，或设置于基座的外侧。

6.实现权利要求1所述方法的在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边系统，其特征在于：其包括一基座；一设置于基座上的原纸架；一组设置于原纸架上的机械手；设置于机械手上的原纸筒；至少一个设置于机械手上，且用来测试原纸筒端面与其距离的第一位移传感器；至少一个设置于基座上，且用来测试机械手与其距离的第二位移传感器；一设置于基座一端的液压驱动装置，所述的液压驱动装置，外接一液压缸，所述的液压缸与机械手连接；一设置于基座另一端，用来接收来自第一位移传感器、第二位移传感器所采集的距离信息，并进行智能分析处理后，发送控制命令给液压驱动装置，实现对机械手控制的控制系统。

7.根据权利要求6所述的在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边系统，其特征在于：所述的原纸架，其包括一连接轴，所述的连接轴上设有一滑轨，所述的机械手活动设置于滑轨上。

8.根据权利要求6所述的在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边系统，其特征在于：所述的第一位移传感器，其为采用激光探测方式或超声波探测方式的传感器；所述的第二位移传感器，其为采用激光探测方式或超声波探测方式的传感器。

9.根据权利要求6所述的在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边系统，其特征在于：所述的第一位移传感器，其设置于机械手的内侧、或设置于机械手的外侧。

10.根据权利要求6所述的在线式瓦楞纸板线原纸架自动对边系统，其特征在于：所述的第二位移传感器，其设置于基座的内侧，或设置于基座的外侧。

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