CN103964257B - 控制片状材料进入不同行进路线的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制片状材料进入不同行进路线的设备和方法。在该设备中，通过在传送带上设置用于测量片状材料通过的检测开关，实现对片状材料的间隔属性和长度属性的判断，首先将长度属性和间隔属性异常的片状材料送入异常片状材料堆垛，然后再根据片状材料的好坏品属性将间隔属性正常的片状材料分别对应地送入合格品片状材料堆垛和不合格品片状材料堆垛。同时，本发明通过设置检测单元确定出两个方向改变机构的动作时机，并通过设置霍尔元件对方向改变机构的动作执行是否正确进行精确测量，保证了片状材料的正确传送。

Description

控制片状材料进入不同行进路线的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种控制片状材料进入不同行进路线的方法，同时涉及一种控制片状材料进入不同行进路线的设备。

背景技术

在片状材料生产领域中，经常需要将片状材料高速、精确地传送到预定的位置，例如：将经过检验的片状材料(如纸张、票证、钞券等)分别传输至对应的收集仓中。但是，在片状材料高速运动的条件下，如何准确判定其位置并予以正确分拣存在很大的技术难度。为此，需要提供可以准确控制片状材料传送过程的系统和方法。

例如，申请号为CN201210097951.6的中国发明申请中公开的片状材料传送控制系统及其方法，就是为了解决片状材料在高速传送过程中，准确判定其位置并予以正确分拣而提出的技术方案。在该申请提供的传送控制系统中设置有多个移位寄存器，分别记录不同区间的片状材料状态信息；片状材料传送线路上的位置探测器根据所在的位置，分别检测对应于移位寄存器的位置时，片状材料的有无信息是否和移位寄存器中存储的值相一致；当片状材料到达片状材料状态获得位置时，首先检验移位寄存器中该位置对应的数据位是否有片状材料，在获得有片状材料的信息后，再接收片状材料的目标仓信息，检验移位寄存器中对应的数据位；在导向门开启的情况下，片状材料沿传送线路进入对应的目标仓。上述技术方案有效保证了片状材料在高速传送过程中所进仓位的准确性，但对于片状材料在传送带上的行进过程缺乏有效的控制。

一系列片状材料由传送带夹着高速运动过程中，片状材料之间有一定的间隔，根据生产工艺要求，需要一个方向改变机构能够在片状材料的间隔内进行动作，控制不同属性的片状材料进入不同的行进路线。例如，根据图像检测结果，片状材料分为可疑品、合格品和不合格品，通过方向改变机构改变行进路线，可以实现可疑品、合格品和不合格品的分别收集。当前后两片片状材料间隔大于允许的最小间隔时，方向改变机构可以正常动作，控制片状材料进入正确的行进路线。然而，在某些特殊情况下，片状材料之间的间隔很小，并且前后两片片状材料属于不同属性，此时如果方向改变机构依然按照上述规则执行动作，就有可能撕毁片状材料。

因此，为了防止方向改变机构的动作撕裂或损坏片状材料，还需要改进控制片状材料进入不同行进路线的设备，来实现对方向改变机构的动作时机、动作准确性及快速性的精确控制，以满足片状材料正确分拣的需求。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种精确控制片状材料进入不同行进路线的设备。

本发明所要解决的另一技术问题在于同时提供一种精确控制片状材料进入不同行进路线的方法。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种控制片状材料进入不同行进路线的方法，在传送带下方依次设置有异常片状材料堆垛、合格品片状材料堆垛和不合格品片状材料堆垛，在传送带上依次设置有第一方向改变机构和第二方向改变机构；所述第一方向改变机构和所述第二方向改变机构与主控单元连接；

在所述方向改变机构的旋转驱动部件的旋转轴上设置磁场，所述磁场的N极和S极连成的直线与所述旋转轴垂直；在所述磁场的下方非接触式设置霍尔开关，所述霍尔开关与所述主控单元连接；所述霍尔开关用于非接触、连续测量所述方向改变机构的旋转角度，并输出对应的电压值V_act；

当所述方向改变机构处于关闭位置时，所述霍尔开关位于N极或S极的正下方，所述霍尔开关的输出电压的标准值为V_close；当所述方向改变机构旋转时，所述磁场旋转，所述霍尔开关输出的电压值与所述方向改变机构旋转的角度成线性关系；当所述方向改变机构处于打开位置时，所述霍尔开关的输出电压的标准值为V_open；

所述主控单元通过将所述霍尔开关输出的实际电压值V_act和V_close比较，寻找所述方向改变机构的初始关闭位置；

所述主控单元通过将所述霍尔开关输出的实际电压值V_act与V_open、V_close比较，判断所述方向改变机构的开合动作是否执行正确。

其中较优地，在传送带上两个所述方向改变机构的前方设置有检测开关；所述检测开关、所述第一方向改变机构和所述第二方向改变机构分别和所述主控单元连接；

所述检测开关检测片状材料前边沿、后边沿通过所述检测开关的时刻，所述主控单元根据片状材料前边沿、后边沿通过所述检测开关的时刻判断所述片状材料的间隔属性和长度属性，并计算出两个所述方向改变机构打开或闭合的时刻T_mark1和T_mark2；并且所述主控单元在对应时刻控制两个所述方向改变机构执行对应打开或者闭合动作；

当片状材料前边沿到达mark1位置时，也就是T_mark1时刻，所述主控单元判断片状材料的间隔属性和长度属性，并查看图像检测结果；如果片状材料的间隔属性、长度属性异常或者图像检测结果为可疑品，所述主控单元控制所述第一方向改变机构打开，片状材料进入异常片状材料堆垛，否则所述第一方向改变机构关闭，片状材料继续前进等待后续判断；

当片状材料前边沿到达mark2位置时，也就是T_mark2时刻，所述主控单元判断片状材料的好坏品属性；如果片状材料为合格品，所述主控单元控制所述第二方向改变机构打开，片状材料进入合格品片状材料堆垛，否则控制所述第二方向改变机构关闭，片状材料进入不合格品片状材料堆垛。

其中较优地，所述检测开关测定片状材料的前边沿和后边沿分别通过所述检测开关时的时刻T_f和T_b，其中，片状材料前边沿到达所述检测开关位置时的时刻为T_f；片状材料后边沿到达所述检测开关位置时的时刻为T_b；

所述主控单元结合前一片状材料后边沿到达所述检测开关位置时的时刻T_b’，计算前后两个片状材料的间隔T_space＝T_f-T_b’，并判断和设置片状材料的间隔属性；同时，相应调整前一片状材料的间隔属性；当判断片状材料的间隔属性时，判断所述间隔T_space是否大于允许的最小间隔，若结果为是，该片状材料的间隔属性设置为TRUE，此时无需对上一片状材料的间隔属性进行重新设置；若结果为否，则将该片状材料的间隔属性设置为FALSE，同时将上一片状材料的间隔属性设置为FALSE；

所述主控单元计算片状材料通过所述检测开关的时间T_length＝T_b-T_f，从而计算片状材料的长度，并判断和设置片状材料的长度属性；当判断片状材料的长度属性时，判断所述长度是否位于允许的长度范围之内，若结果为是，该片状材料的长度属性设置为TRUE；若结果为否，则将该片状材料的长度属性设置为FALSE。

其中较优地，所述主控单元根据片状材料前边沿到达所述检测开关位置时的时刻T_f计算两个方向改变机构开始动作的时刻T_mark1和T_mark2： $T_{mark1}=T_f+\frac{S1}{V},T_{mark2}=T_f+\frac{S2}{V};$

其中，S1表示所述检测开关到第一方向改变机构开始动作时刻mark1位置的距离，S2表示所述检测开关到第二方向改变机构开始动作时刻mark2位置的距离，V表示传送带传送的速度。

一种控制片状材料进入不同行进路线的设备，包括依次设置于传送带下方的异常片状材料堆垛、合格品片状材料堆垛和不合格品片状材料堆垛，依次设置在传送带上的第一方向改变机构和第二方向改变机构，

还包括用于驱动所述方向改变机构旋转的旋转驱动部件，和用于检测所述方向改变机构的开合动作是否执行正确的位置检测和显示装置；所述位置检测和显示装置包括用于非接触式、连续测量所述方向改变机构的旋转角度的检测元件霍尔开关，

还包括主控单元，所述主控单元分别和所述旋转驱动部件、所述位置检测与显示装置连接；所述主控单元控制所述旋转驱动部件带动方向改变机构在打开和关闭位置切换；所述主控单元接收所述位置检测与显示装置的反馈信号，并对所述方向改变机构的开合动作是否正确做出判断；

所述方向改变机构固定在所述旋转驱动部件的旋转轴上，在所述旋转轴上设置磁场，所述磁场的N极和S极连成的直线与所述旋转轴垂直；所述霍尔开关非接触式设置在所述旋转轴的下方；

当所述方向改变机构处于关闭位置时，所述霍尔开关位于N极或S极的正下方，所述霍尔开关的输出电压的标准值为V_close；当所述方向改变机构旋转时，所述磁场旋转，所述霍尔开关输出的电压值与所述方向改变机构旋转的角度成线性关系；当所述方向改变机构处于打开位置时，所述霍尔开关的输出电压的标准值为V_open；

所述霍尔开关用于连续测量所述方向改变机构的旋转角度，所述显示装置用于显示所述霍尔开关输出的实际电压值V_act；

所述主控单元用于根据所述霍尔开关输出的实际电压值V_act判断所述方向改变机构是否处于起始关闭位置，以及判断所述方向改变机构的打开和关闭动作是否执行正确。

其中较优地，包括设置在传送带上两个所述方向改变机构的前方的检测开关；此外，还包括与所述检测开关、第一方向改变机构和第二方向改变机构连接的主控单元；

所述检测开关用于检测所述片状材料前边沿、后边沿通过所述检测开关的时刻；

所述主控单元用于根据所述片状材料前边沿、后边沿通过所述检测开关的时刻，判断出片状材料的间隔属性和长度属性；同时，所述主控单元用于根据所述片状材料前边沿、后边沿通过所述检测开关的时刻，计算出两个所述方向改变机构打开或闭合的时刻；并且，所述主控单元用于控制所述第一方向改变机构和所述第二方向改变机构执行打开或闭合的动作；

所述第一方向改变机构打开，用于控制可疑品和间隔小于允许的最小间隔的前后两片材料进入到所述异常片状材料堆垛；所述第一方向改变机构闭合、所述第二方向改变机构打开，用于控制合格品进入所述合格品片状材料堆垛；所述第一方向改变机构和所述第二方向机构同时闭合，用于控制不合格品进入所述不合格品片状材料堆垛。

本发明提供的控制片状材料进入不同行进路线的设备和方法，首先对片状材料的间隔属性和长度属性进行判断，将长度属性和间隔属性异常的片状材料送入异常片状材料堆垛，然后对间隔属性正常的片状材料的好坏品属性判断并传送至对应的片状材料堆垛中。

同时，本发明提供的控制片状材料进入不同行进路线的设备，通过设置检测单元确定出两个方向改变机构的动作时机，并通过设置霍尔元件对方向改变机构的动作执行是否正确进行精确测量，结合显示元件，可以实现对方向改变机构动作执行是否正确的快速判断，保证了片状材料的正确传送。

附图说明

图1是合格品改变行进路线进入到合格品片状材料堆垛的结构示意图；

图2是不合格品不改变行进路线进入到不合格品片状材料堆垛的结构示意图；

图3是用于测量方向改变机构的旋转角度的测量装置的结构示意图；

图4是控制片状材料进入不同行进路线的设备的控制逻辑框图；

图5是方向改变机构处于闭合位置时，图3所示测量装置的状态示意图；

图6是方向改变机构处于开启位置时，图3所示测量装置的状态示意图；

图7是第一方向改变机构打开，控制片状材料进入异常片状材料堆垛的方法流程图；

图8是使用第二方向改变机构控制片状材料进入合格品片状材料堆垛或者不合格品片状材料堆垛的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容做详细具体的说明。

一系列片状材料由传送带1夹着高速运动的过程中，片状材料之间要求有一定的间隔，根据生产工艺要求，需要一个方向改变机构能够在片状材料的间隔内进行动作，控制不同属性的片状材料进入不同的行进路线。当前后两片片状材料间隔大于允许的最小间隔时，方向改变机构可以正常动作，控制片状材料进入正确的行进路线。然而，当片状材料之间的间隔很小，并且前后两片片状材料的属性不同时，如果方向改变机构依然按照上述规则执行动作，就有可能撕毁片状材料，并阻止后续片状材料的传送。

为了防止方向改变机构的动作撕裂或损坏片状材料，需要将这两片片状材料从正常间隔的片状材料中分离出来。为此，在本发明所提供的控制片状材料进入不同行进路线的方法中，增加了对片状材料间隔属性的判断，设置间隔小于允许最小间隔的前后两片片状材料的间隔属性为异常(False)，并将之收集于异常片状材料堆垛中，等待后续进一步分拣。

相应地，如图1所示，在本发明提供的控制片状材料进入不同行进路线的设备中，在传送带1的下方，依次设置有异常片状材料堆垛4、合格品片状材料堆垛5和不合格品片状材料堆垛6；其中，异常片状材料堆垛4不仅用于收集好坏品属性为可疑品的片状材料，同时用于收集间隔属性为False的可疑品。在该设备中，首先控制可疑品进入异常片状材料堆垛4，控制间隔小于允许的最小间隔的前后两片材料进入到异常片状材料堆垛4；然后在保证片状材料之间的间隔大于允许的最小间隔的情况下，再根据片状材料的好坏属性，将片状材料对应分配到合格品片状材料堆垛5或不合格品片状材料堆垛6中。

需要说明的是，在图1所示的实施例中，三个收集仓的设置顺序为沿传送带1的输送方向，依次设置异常片状材料堆垛4、合格品片状材料堆垛5和不合格品片状材料堆垛6；在传送带1上依次设置有第一方向改变机构10和第二方向改变机构20；其中，第一方向改变机构10打开，用于控制可疑品和间隔小于允许的最小间隔的前后两片材料进入到异常片状材料堆垛4；第一方向改变机构10闭合、第二方向改变机构20打开，用于控制合格品进入合格品片状材料堆垛5；第一方向改变机构10和第二方向改变机构20同时闭合，用于控制不合格品进入不合格品片状材料堆垛6。但这并不排除在其他实施例中，异常片状材料堆垛4、合格品片状材料堆垛5和不合格品片状材料堆垛6可以以其他顺序设置，并结合第一方向改变机构10和第二方向改变机构20的不同开合方案实现不同片状材料的正确分拣。例如，将合格品片状材料堆垛5和不合格品片状材料堆垛6的位置互换，此时，第二方向改变机构20打开用于控制不合格品进入不合格品片状材料堆垛6，第二方向改变机构20闭合用于控制合格品进入合格品片状材料堆垛5。

为了顺利地实现可疑品、合格品和不合格品的正确分拣，除保证两片片状材料的间隔大于允许的最小间隔之外，还需要确定两个方向改变机构10、20合适的动作时机，同时需要保证两个方向改变机构10、20动作的准确性和快速性。

首先，对本发明提供的控制片状材料进入行进路线的设备如何确定方向改变机构合适的动作时机进行阐述。

两个方向改变机构10和20的动作需要在片状材料的间隔内完成，如果方向改变机构动作的时间超前或者滞后都会造成片状材料撕裂的问题，并且阻挡后续片状材料的正常传输。如何才能保证动作时刻的恰到好处，这就需要一个检测开关采集片状材料的位置信息，然后根据采集到的片状材料位置信息，通过相关的计算确定方向改变机构动作的时刻。在本发明提供的控制片状材料进入不同行进路线的设备中，在两个方向改变机构10、20的前方设置有检测开关2，检测开关2用于检测片状材料前边沿、后边沿通过检测开关2的时刻T_f和T_b，并据此计算出两个方向改变机构10、20的动作时刻T_mark1和T_mark2。

结合图1和图2可知，本发明提供的控制片状材料进入不同行进路线的设备，包括依次设置于传送带1下方的异常片状材料堆垛4、合格品片状材料堆垛5和不合格品片状材料堆垛6，依次设置在传送带1上的两个方向改变机构10和20，还包括设置在传送带1上两个方向改变机构10和20的前方的检测开关2；检测开关2、第一方向改变机构10和第二方向改变机构20分别与主控单元连接。

其中，检测开关2用于检测片状材料3前边沿、后边沿通过检测开关2的时刻；主控单元用于根据片状材料3前边沿、后边沿通过检测开关2的时刻，判断出片状材料3的间隔属性和长度属性；同时，主控单元根据片状材料前边沿、后边沿通过检测开关2的时刻，计算出两个方向改变机构10和20打开或闭合的时刻；并且，主控单元用于控制第一方向改变机构10和第二方向改变机构20执行打开或闭合的动作。

当片状材料3经过检测开关2后，主控单元首先根据片状材料3的间隔属性，控制第一方向改变机构10的动作，用于控制可疑品和间隔小于允许的最小间隔(即间隔属性异常)的前后两片材料进入到异常片状材料堆垛4。然后，在保证片状材料3之间的间隔大于允许的最小间隔的情况下，再根据片状材料3的好坏属性，通过控制第二方向改变机构20动作，将其分配到合格品片状材料堆垛5或不合格品片状材料堆垛6中。如图1所示，第一方向改变机构10闭合、第二方向改变机构20打开，用于控制合格品进入合格品片状材料堆垛5；如图2所示，第一方向改变机构10和第二方向机构20同时闭合，用于控制不合格品进入不合格品片状材料堆垛6。

下面结合图1和图2对根据检测开关2采集的时间信息判断两个方向改变机构10和20的动作及动作时刻的过程进行介绍。

控制方向改变机构动作有四个重要的时间点：片状材料前边沿到达检测开关2位置时刻T_f；片状材料后边沿到达检测开关2位置时刻T_b；片状材料前边沿到达mark1位置时刻T_mark1，T_mark1是第一方向改变机构10动作的时刻；片状材料前边沿到达mark2位置时刻T_mark2,T_mark2是第二方向改变机构20动作的时刻。

1.当片状材料前边沿到达检测开关2位置时，记录下此时刻的时间信息为T_f，并完成如下工作：

1)根据当前时刻T_f和上一片状材料后边沿到达检测开关的时刻T_b’，计算出前后两个片状材料的间隔T_space＝T_f-T_b’，并判断前后两片片状材料的间隔属性。

当T_space<T_spacemin(允许的最小间隔)，为了防止方向改变机构在很小的间隔内动作撕裂或损坏片状材料，将该片状材料的间隔属性设置为FALSE，同时将上一片状材料的间隔属性重新设置为FALSE，将来控制这两片材料进入到异常片状材料堆垛4；

当T_space>T_spacemin(允许的最小间隔)，将该片状材料的间隔属性设置为TRUE，此时无需对上一片状材料的间隔属性进行重新设置。

2)根据当前时刻T_f和检测开关2到第一方向改变机构10开始动作时刻mark1位置的距离S1，计算出第一方向改变机构10开始动作的时刻其中，v是传送带1的传送速度；并根据当前时刻T_f和检测开关2到第二方向改变机构20开始动作时刻mark2位置的距离S2计算出第二方向改变机构20开始动作的时刻

2.当片状材料后边沿到达检测开关2位置时，记录下此时刻的时间信息为T_b，并完成如下工作：

根据当前时刻T_b和片状材料前边沿到达检测开关的时刻T_f,计算出该片片状材料通过检测开关的时间T_length＝T_b-T_f，从而计算片状材料的长度，并判断其长度属性。

当T_length<T_lengthmin(允许片状材料通过的最短时间)时，认为一片材料可能被撕裂成两半，将该片状材料的长度属性设置为FALSE，将来控制其进入到异常片状材料堆垛4；

当T_length>T_lengthmax(允许片状材料通过的最长时间)时，认为两片材料连在一起，其好坏品属性不再真实可靠，将该片状材料的间隔属性也设置为FALSE，将来控制其进入到异常片状材料堆垛4。

3.当片状材料前边沿到达mark1位置时，也就是T_mark1时刻，完成如下工作：

判断片状材料的间隔属性和长度属性，并查看图像检测结果，如果片状材料的间隔属性、长度属性异常或者图像检测结果为可疑品，第一方向改变机构10打开，控制片状材料3进入异常片状材料堆垛4，否则第一方向改变机构10关闭，片状材料继续前进等待后续判断。

4.当片状材料前边沿到达mark2位置时，也就是T_mark2时刻，完成如下工作：

判断片状材料的好坏品属性，如果片状材料为合格品，第二方向改变机构20打开，控制片状材料进入合格品片状材料堆垛5，否则第二方向改变机构20关闭，控制片状材料进入不合格品片状材料堆垛6。

在控制片状材料的行进过程中，需要记录或通过计算得到片状材料的编号、运动特征(间隔、长度、到达指定位置的时间)和图像检测结果(可疑品、合格品和不合格品)等属性，将这些属性组合在一起构成一个数据结构体；而系统处理的是一系列片状材料，每片材料的数据结构体是数组、队列或者堆栈中的一个元素，随着片状材料前进的路线，片状材料的数据信息从前边的数据结构向后边的数据结构进行传递，直到该片材料的处理彻底完成，该片材料的数据信息从数据机构中移出。

其次，对本发明提供的控制片状材料进入行进路线的设备如何保证两个方向改变机构10、20的动作的准确性和快速性进行说明。

为了保证两个方向改变机构10、20的动作的准确性和快速性，在本发明提供的控制片状材料进入不同行进路线的设备中，增加了非接触式测量方向改变机构旋转角度的霍尔开关13。通过与霍尔开关13连接的主控单元不仅可以完成方向改变机构10和20的初始化位置的快速寻找，而且可以对两个方向改变机构10和20的打开和闭合进行准确控制。换句话说，在方向改变机构执行动作之后，进一步地，通过霍尔开关13检测两个方向改变机构10和20的动作执行是否正确；如果执行不正确，主控单元驱动制动装置进行紧急停车，调整维修，实现对方向改变机构动作准确性的精确控制。

结合图3和图4所示，本发明所提供的控制片状材料进入不同行进路线的设备，包括依次设置于传送带1下方的异常片状材料堆垛4、合格品片状材料堆垛5和不合格品片状材料堆垛6，依次设置在传送带1上的两个方向改变机构10和20，还包括分别用于驱动两个方向改变机构旋转的旋转驱动部件11，和用于检测方向改变机构10和20的开合动作是否执行正确的位置检测和显示装置；位置检测和显示装置包括用于非接触式、连续测量方向改变机构的旋转角度的检测元件霍尔开关13和用于显示测试结果的显示单元16，霍尔开关13和显示单元16通过模数转换单元连接；旋转驱动部件11、位置检测与显示装置分别和主控单元连接；主控单元控制旋转驱动部件11带动方向改变机构在打开和关闭位置切换；主控单元接收位置检测与显示装置的反馈信号，并对方向改变机构的开合动作是否正确做出判断。在此，以方向改变机构10的设置为例进行说明，方向改变机构20的设置与之相同，不再赘述。

如图3所示，方向改变机构10固定在旋转驱动部件11的旋转轴11A上，在旋转驱动部件11的旋转轴11A上人为设置磁场，垂直于旋转轴端面，将旋转轴切成两个对称的半圆形，将一个或多个磁钢12放置在两个半圆形之间，每个磁钢12的N极和S极连成的直线与旋转轴11A垂直。实际使用过程中为了能够灵活调节磁钢12的前后位置，制作了带有螺杆的磁钢支架，能够安装在带有螺孔的旋转轴上，并通过前后调节螺母14将两者固定。然后布置位置检测及显示装置，在方向改变机构关闭状态下，将位置检测及显示装置中的检测元件霍尔开关13通过位置检测及显示装置支架放置于N极或S极的正下方。松开前后调节螺母14，旋转磁钢安装支架，可以调节磁钢的前后位置，松开上下调节螺母15，上下移动位置检测及显示装置支架，可以调节霍尔开关13与磁钢12之间的距离，直到霍尔开关13输出的电压值与方向改变机构打开过程中旋转的角度基本成线性关系。

当方向改变机构10处于关闭位置时，霍尔开关13位于N极或S极的正下方，霍尔开关13的输出电压的标准值为V_close；当方向改变机构10旋转时，磁场旋转，霍尔开关13输出的电压值V_act与方向改变机构10旋转的角度成线性关系；当方向改变机构10处于打开位置时，霍尔开关13的输出电压的标准值为V_open；霍尔开关13用于连续测量方向改变机构的旋转角度，显示装置16用于显示霍尔开关13输出的实际电压值V_act；主控单元用于根据霍尔开关13输出的实际电压值V_act判断方向改变机构10是否处于起始关闭位置并进行相应调节，完成初始化，同时，主控单元用于根据霍尔开关13输出的实际电压值V_act判断方向改变机构10的打开或关闭动作是否执行正确。

方向改变机构的动作分为两个过程。1.初始化过程：寻找初始位置，即，使方向改变机构处于关闭位置。断电状态下，方向改变机构在一定角度范围内可以自由旋转，上电之后的初始化过程中，方向改变机构必须寻找到准确的初始位置后，机器才能运行。根据位置检测及显示装置的反馈信息控制方向改变机构低速转动，直到霍尔开关13输出的实际电压值V_act等于方向改变机构10处于关闭位置的标准值V_close。2.正常生产过程：当片状材料前边沿到达mark1位置和mark2位置时，根据片状材料的属性判断方向改变执行机构是否进行动作，在动作执行并延时一定时间后，根据位置检测及显示装置提供的位置信息进行判断，如果位置反馈信息合理证明动作完成正确，等待后续片状材料到达时继续处理，否则紧急停止，防止后续的片状材料继续进入该区域。

下面对使用霍尔开关完成方向改变机构初始化的具体过程以及完成正常生产的具体过程进行介绍。

1.初始化过程：寻找初始位置，即调节方向改变机构10和20使之处于关闭位置。

由于使用霍尔元件可以实现方向改变机构旋转角度的连续性、非接触式测量，根据测量到的实际电压值V_act，控制方向改变机构正向或者反向低速转动，到达合适的位置(V_act＝V_close)后停止，保证初始位置的准确性。避免出现以下问题：初始位置太低，容易与高速旋转的传送带驱动轴发生摩擦甚至损坏机械部件；如果初始位置太高，容易撞击片状材料，甚至阻挡片状材料行进路线，造成片状材料堆积在一起，撕毁片状材料。

采用霍尔开关检测的反馈信息与方向改变机构的旋转角度基本成线性关系，可以实现角度的连续测量，所以根据反馈信息控制方向改变机构正向或者反向低速转动，到达合适的位置后停止，保证初始位置的准确性，并相应提高了初始化过程的速度。

2.正常生产过程：能够快速测量、实时反馈。

当片状材料前边沿到达mark位置时，方向改变机构快速执行动作后，必须在下一片状材料到达mark位置之前，有一个反馈系统对动作的执行情况进行检测和判断。

在执行打开动作后，将(V_act-V_open)的绝对值与允许的偏差V_tolerance进行比较，如果|V_act-V_open|<V_tolerance表示动作完成正常，如果|V_act-V_open|>V_tolerance表示动作没有正常完成，可能出现片状材料进入错误行进路线，必须紧急停车。

在执行关闭动作后，将(V_act-V_open)的绝对值与允许的偏差V_tolerance进行比较，如果|V_act-V_open|<V_tolerance表示动作完成正常，如果|V_act-V_open|>V_tolerance表示动作没有正常完成，可能出现片状材料进入错误行进路线，必须紧急停车。

在该设备中，位置检测及显示装置与方向改变机构没有任何接触，采用非接触方式进行测量，减小了驱动部件的负载，提高了方向改变机构的动作速度。并且，位置检测及显示装置中的检测元件采用霍耳开关，对磁场变化的响应速度快，最高响应频率能够达到100KHZ，能够对方向改变机构的动作完成情况进行准确判断，避免了延迟误判造成的紧急停车。

上面对本发明提供的控制片状材料进入不同行进路线的设备的结构进行了介绍，同时对与之相应的方法中的关键点进行了说明。下面结合图7、图8所示的流程图对本发明提供的控制片状材料进入不同行进路线的方法的整体步骤进行说明。

如图7所示，在整个设备运行初始，需要对两个方向改变机构10和20的初始关闭位置进行寻找，依靠霍尔元件13的非接触式连续测量，可以快速完成初始化的过程。

在方向改变机构初始化之后，开机运行，正常生产。当片状材料经过检测开关2时，检测开关2测量片状材料前边沿、后边沿通过检测开关2的时刻T_f和T_b，并据此判断片状材料的间隔属性和长度属性，同时计算出片状材料到达mark1和mark2位置的时刻T_mark1和T_mark2。

如图7所示，当片状材料到达mark1位置，判断片状材料是否进入异常片状材料堆垛4，如果结果为是，打开第一方向改变机构10，控制片状材料进入异常片状材料堆垛4；如果结果为否，片状材料继续行进，到达第二方向改变机构20，进一步判断。如图8所示，当间隔属性正常的片状材料到达mark2位置，判断片状材料是否进入合格品片状材料堆垛5，如果结果为是，打开第二方向改变机构20，控制片状材料进入合格品片状材料堆垛5；如果结果为否，片状材料继续行进，进入不合格品片状材料堆垛6。

在图7和图8所示的流程图中，在第一方向改变机构10和第二方向改变机构20动作后，延时一定时间，对第一方向机构10和第二方向改变机构20执行动作是否正确进行判断；只有当动作执行正确时，片状材料进入正确的分拣堆垛；否则，系统紧急停车，防止后续产品继续进入，随后通过其他手段将混乱状态整理清楚。

综上所述，本发明提供的控制片状材料进入不同行进路线的方法，一方面，通过设置检测元件对片状材料的间隔属性进行判断，并通过控制第一方向改变机构动作，将间隔属性异常的可疑品首先送入异常片状材料堆垛；从而在保证片状材料之间的间隔大于允许的最小间隔的情况下，再根据片状材料的好坏属性，通过第二方向改变机构动作，将其分配到合格品片状材料堆垛或不合格品片状材料堆垛中。另一方面，通过检测单元确定出两个方向改变机构的动作时机，并通过设置霍尔元件对方向改变机构的动作执行是否正确进行精确测量，结合显示元件，可以实现对方向改变机构动作执行是否正确的快速判断，保证了片状材料的正确传送。

此外，在本发明提供的控制片状材料进入不同行进路线的设备中，采用霍尔元件测量方向改变机构的动作，对磁场变化的响应速度快，最高响应频率能够达到100KHZ，能够快速实现方向改变机构的初始化过程，并且能够对方向改变机构的动作完成情况进行准确判断，避免了误判造成的紧急停车。同时，在本发明提供的控制片状材料进入不同行进路线的设备中，位置检测及显示装置与方向改变机构没有任何接触，采用非接触方式进行测量，减小了驱动部件的负载，提高了方向改变机构的动作速度。

上面对本发明所提供的控制片状材料进入不同行进路线的设备和方法进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (8)

1.一种控制片状材料进入不同行进路线的方法，其特征在于包括如下步骤：

在传送带下方依次设置有异常片状材料堆垛、合格品片状材料堆垛和不合格品片状材料堆垛，在传送带上依次设置有第一方向改变机构和第二方向改变机构；所述第一方向改变机构和所述第二方向改变机构与主控单元连接；

在传送带上两个方向改变机构的前方设置有检测开关；所述检测开关和所述主控单元连接；

所述检测开关检测片状材料前边沿、后边沿通过所述检测开关的时刻，所述主控单元根据片状材料前边沿、后边沿通过所述检测开关的时刻判断所述片状材料的间隔属性和长度属性，并计算出两个所述方向改变机构打开或闭合的时刻T_mark1和T_mark2；并且所述主控单元在对应时刻控制两个所述方向改变机构执行对应打开或者闭合动作；

并且，在所述方向改变机构的旋转驱动部件的旋转轴上设置磁场，所述磁场的N极和S极连成的直线与所述旋转轴垂直；在所述磁场的下方非接触式设置霍尔开关，所述霍尔开关与所述主控单元连接；所述霍尔开关用于非接触、连续测量所述方向改变机构的旋转角度，并输出对应的电压值V_act；

当所述方向改变机构处于关闭位置时，所述霍尔开关位于N极或S极的正下方，所述霍尔开关的输出电压的标准值为V_close；当所述方向改变机构旋转时，所述磁场旋转，所述霍尔开关输出的电压值与所述方向改变机构旋转的角度成线性关系；当所述方向改变机构处于打开位置时，所述霍尔开关的输出电压的标准值为V_open；

所述主控单元通过将所述霍尔开关输出的实际电压值V_act和V_close比较，寻找所述方向改变机构的初始关闭位置；

所述主控单元通过将所述霍尔开关输出的实际电压值V_act与V_open、V_close比较，判断所述方向改变机构的开合动作是否执行正确。

2.如权利要求1所述的控制片状材料进入不同行进路线的方法，其特征在于：

当片状材料前边沿到达mark1位置时，也就是T_mark1时刻，所述主控单元判断片状材料的间隔属性和长度属性，并查看图像检测结果；如果片状材料的间隔属性、长度属性异常或者图像检测结果为可疑品，所述主控单元控制所述第一方向改变机构打开，片状材料进入异常片状材料堆垛，否则所述第一方向改变机构关闭，片状材料继续前进等待后续判断；

当片状材料前边沿到达mark2位置时，也就是T_mark2时刻，所述主控单元判断片状材料的好坏品属性；如果片状材料为合格品，所述主控单元控制所述第二方向改变机构打开，片状材料进入合格品片状材料堆垛，否则控制所述第二方向改变机构关闭，片状材料进入不合格品片状材料堆垛。

3.如权利要求2所述的控制片状材料进入不同行进路线的方法，其特征在于：

所述检测开关测定片状材料的前边沿和后边沿分别通过所述检测开关时的时刻T_f和T_b，其中，片状材料前边沿到达所述检测开关位置时的时刻为T_f；片状材料后边沿到达所述检测开关位置时的时刻为T_b；

所述主控单元结合前一片状材料后边沿到达所述检测开关位置时的时刻为T_b’，计算前后两个片状材料的间隔T_space＝T_f-T_b’，并判断和设置片状材料的间隔属性；同时，相应调整前一片状材料的间隔属性；当判断片状材料的间隔属性时，判断所述间隔T_space是否大于允许的最小间隔，若结果为是，该片状材料的间隔属性设置为TRUE，此时无需对上一片状材料的间隔属性进行重新设置；若结果为否，则将该片状材料的间隔属性设置为FALSE，同时将上一片状材料的间隔属性设置为FALSE；

所述主控单元计算片状材料通过所述检测开关的时间T_length＝T_b-T_f，从而计算片状材料的长度，并判断和设置片状材料的长度属性；当判断片状材料的长度属性时，判断所述长度是否位于允许的长度范围之内，若结果为是，该片状材料的长度属性设置为TRUE；若结果为否，则将该片状材料的长度属性设置为FALSE。

4.如权利要求3所述的控制片状材料进入不同行进路线的方法，其特征在于：

所述主控单元根据片状材料前边沿到达所述检测开关位置时的时刻T_f计算两个方向改变机构开始动作的时刻T_mark1和T_mark2： $T_{mark1}=T_f+\frac{S1}{V},T_{mark2}=T_f+\frac{S2}{V};$

其中，S1表示所述检测开关到第一方向改变机构开始动作时刻mark1位置的距离，S2表示所述检测开关到第二方向改变机构开始动作时刻mark2位置的距离，V表示传送带传送的速度。

5.一种控制片状材料进入不同行进路线的方法，其特征在于：

在传送带下方依次设置有异常片状材料堆垛、合格品片状材料堆垛和不合格品片状材料堆垛，在传送带上依次设置有第一方向改变机构和第二方向改变机构；所述第一方向改变机构和所述第二方向改变机构与主控单元连接；

在传送带上两个所述方向改变机构的前方设置有检测开关；所述检测开关和所述主控单元连接；

所述检测开关检测片状材料前边沿、后边沿通过所述检测开关的时刻，所述主控单元根据片状材料前边沿、后边沿通过所述检测开关的时刻判断所述片状材料的间隔属性和长度属性，并计算出两个所述方向改变机构打开或闭合的时刻T_mark1和T_mark2；并且所述主控单元在对应时刻控制两个所述方向改变机构执行对应打开或者闭合动作；

当片状材料前边沿到达mark1位置时，也就是T_mark1时刻，所述主控单元判断片状材料的间隔属性和长度属性，并查看图像检测结果；如果片状材料的间隔属性、长度属性异常或者图像检测结果为可疑品，所述主控单元控制所述第一方向改变机构打开，片状材料进入异常片状材料堆垛，否则所述第一方向改变机构关闭，片状材料继续前进等待后续判断；

当片状材料前边沿到达mark2位置时，也就是T_mark2时刻，所述主控单元判断片状材料的好坏品属性；如果片状材料为合格品，所述主控单元控制所述第二方向改变机构打开，片状材料进入合格品片状材料堆垛，否则控制所述第二方向改变机构关闭，片状材料进入不合格品片状材料堆垛。

6.一种控制片状材料进入不同行进路线的设备，其特征在于包括依次设置于传送带下方的异常片状材料堆垛、合格品片状材料堆垛和不合格品片状材料堆垛，依次设置在传送带上的第一方向改变机构和第二方向改变机构，

还包括设置在传送带上两个方向改变机构的前方的检测开关，以及分别与所述检测开关、所述第一方向改变机构和所述第二方向改变机构连接的主控单元；

还包括用于驱动所述方向改变机构旋转的旋转驱动部件，和用于检测所述方向改变机构的开合动作是否执行正确的位置检测和显示装置；所述位置检测和显示装置包括用于非接触式、连续测量所述方向改变机构的旋转角度的检测元件霍尔开关，

所述主控单元分别和所述旋转驱动部件、所述位置检测与显示装置连接；所述主控单元控制所述旋转驱动部件带动方向改变机构在打开和关闭位置切换；所述主控单元接收所述位置检测与显示装置的反馈信号，并对所述方向改变机构的开合动作是否正确做出判断；

所述方向改变机构固定在所述旋转驱动部件的旋转轴上，在所述旋转轴上设置磁场，所述磁场的N极和S极连成的直线与所述旋转轴垂直；所述霍尔开关非接触式设置在所述旋转轴的下方；

当所述方向改变机构处于关闭位置时，所述霍尔开关位于N极或S极的正下方，所述霍尔开关的输出电压的标准值为V_close；当所述方向改变机构旋转时，所述磁场旋转，所述霍尔开关输出的电压值与所述方向改变机构旋转的角度成线性关系；当所述方向改变机构处于打开位置时，所述霍尔开关的输出电压的标准值为V_open；

所述霍尔开关用于连续测量所述方向改变机构的旋转角度，所述显示装置用于显示所述霍尔开关输出的实际电压值V_act；

所述主控单元用于根据所述霍尔开关输出的实际电压值V_act判断所述方向改变机构是否处于起始关闭位置，以及判断所述方向改变机构的打开和关闭动作是否执行正确。

7.如权利要求6所述的控制片状材料进入不同行进路线的设备，其特征在于：

所述检测开关用于检测所述片状材料前边沿、后边沿通过所述检测开关的时刻；

所述主控单元用于根据所述片状材料前边沿、后边沿通过所述检测开关的时刻，判断出片状材料的间隔属性和长度属性；同时，所述主控单元用于根据所述片状材料前边沿、后边沿通过所述检测开关的时刻，计算出两个所述方向改变机构打开或闭合的时刻；并且，所述主控单元用于控制所述第一方向改变机构和所述第二方向改变机构执行打开或闭合的动作；

所述第一方向改变机构打开，用于控制可疑品和间隔小于允许的最小间隔的前后两片材料进入到所述异常片状材料堆垛；所述第一方向改变机构闭合、所述第二方向改变机构打开，用于控制合格品进入所述合格品片状材料堆垛；所述第一方向改变机构和所述第二方向机构同时闭合，用于控制不合格品进入所述不合格品片状材料堆垛。

8.一种控制片状材料进入不同行进路线的设备，其特征在于包括依次设置于传送带下方的异常片状材料堆垛、合格品片状材料堆垛和不合格品片状材料堆垛，依次设置在传送带上的第一方向改变机构和第二方向改变机构，

包括设置在传送带上两个所述方向改变机构的前方的检测开关；此外，还包括与所述检测开关、第一方向改变机构和第二方向改变机构连接的主控单元；

所述检测开关用于检测所述片状材料前边沿、后边沿通过所述检测开关的时刻；

所述主控单元用于根据所述片状材料前边沿、后边沿通过所述检测开关的时刻，判断出片状材料的间隔属性和长度属性；同时，所述主控单元用于根据所述片状材料前边沿、后边沿通过所述检测开关的时刻，计算出两个所述方向改变机构打开或闭合的时刻；并且，所述主控单元用于控制所述第一方向改变机构和所述第二方向改变机构执行打开或闭合的动作；

所述第一方向改变机构打开，用于控制可疑品和间隔小于允许的最小间隔的前后两片材料进入到所述异常片状材料堆垛；所述第一方向改变机构闭合、所述第二方向改变机构打开，用于控制合格品进入所述合格品片状材料堆垛；所述第一方向改变机构和所述第二方向机构同时闭合，用于控制不合格品进入所述不合格品片状材料堆垛。