CN104097798A - 一种打捆控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种打捆控制系统及方法，用于解决现有技术中打捆机组不能实现全自动操作的问题。一种打捆控制系统包括抱紧装置、打捆装置和控制装置，其中，所述系统还包括定位装置，所述定位装置用于检测钢材的位置并计算所述钢材行走的距离，将所述距离发送给所述控制装置；所述抱紧装置用于在所述钢材打捆前抱紧所述钢材；所述打捆装置用于对所述抱紧装置抱紧的所述钢材打捆；所述控制装置与所述抱紧装置、打捆装置和定位装置通信连接，用于从所述定位装置接收所述钢材行走的距离，根据所述距离控制所述抱紧装置抱紧所述钢材和所述打捆装置打捆所述钢材。本发明提供的系统使得打捆动作连续进行，大大提高了系统的自动化程度，同时保证了系统安全可靠的运行。

Description

一种打捆控制系统及方法

技术领域

本发明涉及自动控制领域，特别涉及一种打捆控制系统及方法。

背景技术

钢材生产工艺中发明了一种自动打捆机，在钢材精整收集区打捆机是非常重要的设备之一，一些工艺要求钢材的打捆过程完全在自动的运行状态中生产，不需要人工操作。因为人工操作需要操作人员对打捆机进行按钮操作，速度比较慢，容易产生误操作从而影响生产。钢材打捆好多生产场合已采用国产或进口的打捆机，其中只是打捆机本身是全自动的一个单体设备，即打捆机本身的动作是自动的。实际生产中往往整个工艺段通常有2台或3台打捆机组成，对于工艺提出的不只是打捆机单体设备为自动，关键是要将2台或3台打捆机所在的区域做成一个自动的整体，并且对于不同规格的产品只需要通过计算机控制界面进行简单设定，然后控制系统根据设定的参数进行分析给出解决方案完成不同规格产品的自动打捆。以往的生产场合，虽然具有3台打捆机，但如果其中的一台设备出现故障后会影响到整个区域的工作，并且当产品更换规格时操作人员手动操作打捆机进行工作，由于规格不同操作人员完全靠目测距离来决定在什么位置打捆，容易产生误差，打捆的产品美观度也不好。

打捆区域还有一种比较危险的设备就是跟打捆机配合的抱紧机构，以往的打捆过程，很多情况都是所有的抱紧机构同时抱紧，但此时并不是所有的打捆机都在参与工作，这样的话不工作打捆机的抱紧机构进行抱紧动作就会存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中虽然打捆机本身的动作是自动的，但多台打捆机协作工作时，整个打捆机组不能实现全部自动操作，这样如果其中一台设备出现故障后会影响到整个区域的工作。为解决上述问题，本发明实施例提供了一种打捆控制系统及方法。

有鉴于此，本发明提供一种打捆控制系统，包括抱紧装置、打捆装置和控制装置，其中，所述系统还包括定位装置，所述定位装置用于检测钢材的位置并计算所述钢材行走的距离，将所述距离发送给所述控制装置；

所述抱紧装置用于在所述钢材打捆前抱紧所述钢材；

所述打捆装置用于对所述抱紧装置抱紧的所述钢材打捆；

所述控制装置与所述抱紧装置、打捆装置和定位装置通信连接，用于从所述定位装置接收所述钢材行走的距离，根据所述距离控制所述抱紧装置抱紧所述钢材和所述打捆装置打捆所述钢材。

本发明还提供一种打捆控制方法，该打捆控制方法包括：

检测钢材的位置并计算所述钢材行走的距离；

根据所述距离抱紧所述钢材；以及

对所述抱紧的钢材打捆。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例中，当多台打捆机协作打捆工作时，通过增加定位装置对钢材打捆前实现打捆位置的定位，这样可以使得打捆动作连续进行，不会因为其中一台设备的故障而影响整个区域，大大提高了系统的自动化程度，同时保证了系统安全可靠的运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种打捆控制系统结构示意图；

图2为本发明提供的一种打捆控制系统实施例1的系统示意图；

图3为本发明提供的一种打捆控制方法流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种打捆控制系统及方法，能够解决多台打捆机协作工作时系统实现全自动化的问题，提高了生产效率，保证了系统安全可靠的运行。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，为本发明提供的一种打捆控制系统结构示意图，由图1所示，本发明提供一种打捆控制系统，包括抱紧装置、打捆装置和控制装置，其中，所述系统还包括定位装置，所述定位装置用于检测钢材的位置并计算所述钢材行走的距离，将所述距离发送给所述控制装置；

所述抱紧装置用于在所述钢材打捆前抱紧所述钢材；

所述打捆装置用于对所述抱紧装置抱紧的所述钢材打捆；

所述控制装置与所述抱紧装置、打捆装置和定位装置通信连接，用于从所述定位装置接收所述钢材行走的距离，根据所述距离控制所述抱紧装置抱紧所述钢材和所述打捆装置打捆所述钢材。

具体的，参考图1所示，本发明提供的一种打捆控制系统包括抱紧装置、打捆装置和控制装置，还包括定位装置。所述抱紧装置是用于对所述钢材打捆前将所述钢材抱紧，以方便打捆；所述打捆装置是用于在所述抱紧装置将所述钢材抱紧后对所述钢材进行打捆；所述控制装置与所述抱紧装置、打捆装置和定位装置有通信连接关系，并且用于从所述定位装置接收到所述钢材行走的距离，根据所述距离来控制所述抱紧装置抱紧所述钢材和所述打捆装置打捆所述钢材，所述定位装置是用于检测钢材的位置并计算所述钢材行走的距离，将计算后所得到的钢材行走的距离发送给所述控制装置，以便于控制装置控制定位装置对所述钢材实现定位，最终实现打捆。

优选的，附图2为本发明提供的一种打捆控制系统实施例1的系统示意图，结合附图1和附图2对实施例1所述的一种打捆控制系统进行详细的描述。图1所示出的一种打捆控制系统包括抱紧装置、打捆装置和控制装置，还包括定位装置。具体的，所述打捆装置包括打捆辊道和打捆机，所述打捆辊道由多个辊子组成。以图2所示的系统为例，抱紧装置1，以3台抱紧机为例，钢材以棒材为例，分别为图中抱紧机11、抱紧机12和抱紧机13，用于对图2中所示棒材4进行抱紧；打捆装置2，包括打捆机21、打捆机22、打捆机23和打捆辊道24，同样打捆机以3台为例，打捆机的数量与抱紧机是对应的，用于对图2中所示棒材4在打捆辊道24上进行打捆；定位装置3，优选地，所述定位装置包括对射光电管，所述对射光电管安装于所述打捆辊道入口处，用于检测所述钢材的到达并根据所述打捆辊道行走的速度乘以时间计算所述钢材在所述打捆辊道上行走的距离，以图2系统为例，所述定位装置3包括对射光电管31，所述对射光电管31安装于图2所示打捆辊道24的入口处，用于检测所述棒材4的到达，并根据所述打捆辊道24行走的距离乘以所述打捆辊道行走的时间粗略得计算出所述棒材4在打捆辊道上行走的距离，并将计算出的该距离发送给所述控制装置，实现对所述棒材4的定位。

此处需要说明的是，所述定位装置还有另外一种实现方式，优选地，所述定位装置包括对射光电管和编码器，所述对射光电管用于检测所述钢材的到达，所述编码器安装于所述打捆辊道入口的前两台打捆机中间的辊子的边缘上，用于在所述对射光电管检测到所述钢材到达后，发射脉冲信号并根据发射的脉冲信号总数以及所述辊子旋转一圈发射的脉冲数得到所述辊子旋转的圈数，用所述圈数乘以所述辊子的直径计算得到所述钢材行走的距离，同样以图2系统为例，所述定位装置3可以包括对射光电管31和编码器32，所述对射光电管31安装于图2所示打捆辊道24的入口处，用于检测所述棒材4的到达，所述编码器32安装于所述打捆辊道入口的前两台打捆机中间的辊子的边缘上，在图2中，即为打捆机21和打捆机22的中间，用于在所述对射光电管31检测到所述棒材4到达后，发射脉冲信号并根据发射的脉冲信号总数以及所述辊子旋转一圈发射的脉冲数得到所述辊子旋转的圈数，用所述圈数乘以所述辊子的直径计算得到所述棒材4行走的距离，其中所述编码器可以是增量式编码器；所述控制装置与所述抱紧装置1、所述打捆装置2和所述定位装置3通信连接，用于从所述定位装置接收到所述钢材行走的距离，并能够根据所述距离来控制所述抱紧装置、打捆装置以及定位装置的全自动运行，所述控制装置未在图2中示出。

还需要说明的是，一种打捆控制系统中的打捆机的数量为3台是通常的用量，当用3台打捆机时，通常通过所述控制装置选择其中的两台使用，另一台作为备用机器，选择时，以打捆机21、打捆机22和打捆机23为例，可以有三种组合选择，例如可以选择打捆机21和打捆机22,打捆机23作为备用机，也可以选择打捆机21和打捆机23，打捆机22作为备用机，还可以选择打捆机22和打捆机23，打捆机21作为备用机。一种打捆控制系统中打捆机的数量也可以是2台，若打捆机数量为2台，则没有备用机器，其余所述装置与打捆机数量为3台的系统保持一致。

本实施例1以所述定位装置为对射光电管进行详细描述。由图2所示，优选的，打捆机数量3台，以工艺设定打捆5个道次为例，钢材以棒材为例，对定位装置在一种打捆控制系统中的工作原理进行描述。

具体的，控制系统若选择打捆机21和打捆机22作为工作机器，打捆机23作为备用机器，相应的抱紧机被自动选择，即选择抱紧机11和抱紧机12作为工作机器，则棒材4在打捆辊道24上向前运行，当棒材4的头部碰到对射光电管31时，从此刻开始计时，使用打捆辊道24的速度乘以棒材在打捆辊道24上运行的时间可以粗略算出棒材4在打捆辊道24上的位移，根据计算出的位移可以对棒材4进行连续定位，定位每完成一步，棒材4进入打捆机设定的距离后控制装置控制打捆辊道24停止，则棒材停止向前，然后控制装置控制抱紧机11对棒材4进行抱紧，打捆机21开始对棒材4进行打捆工作。打捆完成后，打捆机21回位，抱紧机11松开，打捆辊道24继续运行，棒材4继续向前进入第二个定位阶段，以与第一个定位阶段一样的定位方式完成棒材4的第二个定位，定位完成后由抱紧装置1进行抱紧，打捆装置2中的打捆机进行打捆，与第一次抱紧和打捆不同的是，此次抱紧和打捆时，抱紧机11和12同时抱紧棒材4，打捆机21和打捆机22同时进行打捆，此次打捆完成后棒材4上出现3个道次。接下来进入第三次定位、抱紧和打捆阶段，步骤与第二次定位、抱紧和打捆相同，此处不再赘述，这样通过对棒材4三次定位、三次抱紧和三次打捆使得棒材4上出现了最初工艺设定的5个道次，完成打捆的棒材4在打捆辊道24上被运送至下一个工艺段。

需要说明的是，所述控制装置可以是PLC控制器；在打捆机21或打捆机22出现故障，又没有完成设定的道次数时，控制装置可以将所述系统切回手动将剩下的道次打捆完成，然后将故障的打捆机21或打捆机22退出工作位，换上备用打捆机23，当再来下一捆新的棒材时所述系统可以正常进行自动打捆工作，相应的抱紧机也进行相应的操作。

为了对一种打捆控制系统有一个更直观的理解，本发明还提供了实施例2。同样参考附图1和图2所示，打捆机数量同样以3台为例，工艺设定打捆道次以5个道次为例，钢材还以棒材为例，不同的是本实施例2定位装置为编码器和对射光电管配合使用，实现检测并计算棒材行走的距离并将所述距离发送给所述控制装置以便于对所述棒材定位。

具体的，控制系统若选择打捆机21和打捆机23作为工作机器，打捆机22作为备用机器，相应的抱紧机被自动选择，即选择抱紧机11和抱紧机13作为工作机器，则棒材4在打捆辊道24上向前运行，当棒材4的头部碰到对射光电管31时，编码器32开始启动脉冲计数，由于编码器32安装于辊子上，所以当辊子旋转时，编码器32就可以给控制装置发送相应的脉冲信号，而且辊子的直径已知，即辊子周长已知，辊子每转一圈，编码器32也会跟着转一圈，同时产生一定的脉冲数，控制装置利用编码器32计数得到的脉冲总数除以一圈的脉冲数可以得到辊子旋转的圈数，最后用辊子旋转的圈数乘以辊子周长即可得到棒材4在打捆辊道24上行走的距离，这样实现对棒材4的第一次定位，当棒材4进入打捆机设定的距离后控制装置控制打捆辊道24停止，则棒材4停止向前，然后控制装置控制抱紧机11对棒材4进行抱紧，打捆机21开始对棒材4进行打捆工作。打捆完成后，打捆机21回位，抱紧机11松开，打捆辊道24继续运行，棒材4继续向前进入第二个定位阶段，以与第一个定位阶段一样的定位方式完成棒材4的第二个定位，定位完成后由抱紧装置1进行抱紧，打捆装置2中的打捆机进行打捆，与第一次抱紧和打捆不同的是，此次抱紧和打捆时，抱紧机11和13同时抱紧棒材4，打捆机21和打捆机23同时进行打捆，此次打捆完成后棒材4上出现3个道次。接下来进入第三次定位、抱紧和打捆阶段，步骤与第二次定位、抱紧和打捆相同，此处不再赘述，这样通过对棒材4三次定位、三次抱紧和三次打捆使得棒材4上出现了最初工艺设定的5个道次，完成打捆的棒材4在打捆辊道24上被运送至下一个工艺段。

需要说明的是，所述控制装置可以是PLC控制器；在打捆机21或打捆机23出现故障，又没有完成设定的道次数时，控制装置可以将所述系统切回手动将剩下的道次打捆完成，然后将故障的打捆机21或打捆机23退出工作位，换上备用打捆机22，当再来下一捆新的棒材时所述系统可以正常进行自动打捆工作，相应的抱紧机也进行相应的操作；所述编码器可以是增量式编码器，当所述编码器出现故障时，可以只使用对射光电管进行定位，就成为本发明实施例1描述的实施方式。

相应的，本发明还提供了一种打捆控制方法，所述方法包括：

检测钢材的位置并计算所述钢材行走的距离；

根据所述距离抱紧所述钢材；以及

对所述抱紧的钢材打捆。

具体的，定位装置检测钢材的位置并计算所述钢材行走的距离，然后控制装置控制抱紧装置根据所述距离抱紧所述钢材，最后控制装置控制打捆装置对所述抱紧的钢材进行打捆。控制装置控制抱紧装置抱紧钢材，控制装置在所述钢材定位

本发明提供了一种打捆控制方法实施例3，结合附图3对所述方法进行详细描述。由附图3所示，所述方法步骤如下：

步骤S301、检测钢材的位置并计算所述钢材行走的距离；

具体的，定位装置检测钢材的位置，并计算所述钢材行走的距离，优选的，所述检测钢材的位置并计算所述钢材行走的距离的一种实现方式是：所述定位装置为对射光电管，钢材为棒材，所述钢材行走是在打捆辊道上行走，则所述对射光电管检测所述棒材的到达，并根据所述打捆辊道行走的速度乘以打捆辊道行走的时间粗略计算所述棒材在所述打捆辊道上行走的距离。

优选的，所述检测钢材的位置并计算所述钢材行走的距离的第二种实现方式是：所述定位装置包括对射光电管和编码器，对射光电管检测所述钢材的到达；编码器在所述对射光电管检测到所述钢材到达后，发射脉冲信号并根据发射的脉冲信号总数以及所述辊子旋转一圈发射的脉冲数得到所述辊子旋转的圈数，用所述圈数乘以所述辊子的直径计算得到所述钢材行走的距离。具体地，所述控制装置为PLC控制器，所述钢材为棒材，所述步骤可以描述为：对射光电管首先检测所述棒材的头部是否到达所述对射光电管的位置，当所述对射光电管检测到所述棒材的头部时，编码器开始启动脉冲计数，编码器根据计数得到的总脉冲数除以编码器一圈的脉冲数得到编码器旋转的圈数，由于编码器装在打捆辊道的辊子上，编码器旋转的圈数即为打捆辊道的辊子旋转的圈数，辊子的直径已知，所以辊子周长已知，所以根据辊子旋转的圈数即可得到辊子行走的距离，即为所述棒材在打捆辊道上行走的距离，这样实现所述定位装置对所述棒材的定位。其中，所述编码器可以是增量式编码器。

步骤S302、根据所述距离抱紧所述钢材；

具体的，上述定位装置实现对所述钢材的定位后，所述控制装置根据所述距离来控制抱紧装置对所述钢材进行抱紧，优选的，所述控制装置可以是PLC控制器，则上述步骤可以是所述对射光电管对所述钢材定位后，所述PLC控制器控制抱紧机对所述钢材进行抱紧，以便打捆装置对所述钢材进行打捆，也可以是对射光电管和编码器配合对所述钢材定位后，所述PLC控制器控制抱紧机对所述钢材进行抱紧。

步骤S303、对所述抱紧的钢材打捆；

具体的，所述控制装置在所述抱紧装置对所述钢材进行抱紧后，控制打捆装置对所述钢材进行打捆，所述钢材打捆是打捆机在打捆辊道上对所述钢材进行打捆的，优选的，所述控制装置可以是PLC控制器，则所述PLC控制器控制打捆机对所述钢材在打捆辊道上进行打捆。

由于实施例1和实施例2在描述系统时对所述钢材打捆的过程有了详细的描述，所以所述打捆控制方法的详细实施过程可以参考上述系统实施例的描述，此处不再赘述。

本发明针对现有技术中虽然打捆机本身的动作是自动的，但多台打捆机协作工作时，整个打捆机组不能实现全部自动操作，这样如果其中一台设备出现故障后会影响到整个区域的工作提供了一种打捆控制系统及方法，通过增加定位装置对钢材打捆前实现打捆位置的定位，这样当多台打捆机协作打捆工作时，可以使得打捆动作连续进行，不会因为其中一台设备的故障而影响整个区域，大大提高了系统的自动化程度，而且打捆机在多余两台时，可以有一台作为备用，与备用打捆机对应的抱紧机在打捆机作为备用时也不会有抱紧动作，这样保证了系统安全可靠的运行。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种打捆控制系统，包括抱紧装置、打捆装置和控制装置，其特征在于，所述系统还包括定位装置，

所述定位装置用于检测钢材的位置并计算所述钢材行走的距离，将所述距离发送给所述控制装置；

所述抱紧装置用于在所述钢材打捆前抱紧所述钢材；

所述打捆装置用于对所述抱紧装置抱紧的所述钢材打捆；

所述控制装置与所述抱紧装置、打捆装置和定位装置通信连接，用于从所述定位装置接收所述钢材行走的距离，根据所述距离控制所述抱紧装置抱紧所述钢材和所述打捆装置打捆所述钢材。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述打捆装置包括打捆辊道和打捆机，所述打捆辊道由多个辊子组成。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述定位装置包括对射光电管，所述对射光电管安装于所述打捆辊道入口处，用于检测所述钢材的到达并根据所述打捆辊道行走的速度乘以时间计算所述钢材在所述打捆辊道上行走的距离。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述定位装置包括对射光电管和编码器，所述对射光电管用于检测所述钢材的到达，所述编码器安装于所述打捆辊道入口的前两台打捆机中间的辊子的边缘上，用于在所述对射光电管检测到所述钢材到达后，发射脉冲信号并根据发射的脉冲信号总数以及所述辊子旋转一圈发射的脉冲数得到所述辊子旋转的圈数，用所述圈数乘以所述辊子的直径计算得到所述钢材行走的距离。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述编码器为增量式编码器。

6.一种打捆控制方法，其特征在于，该打捆控制方法包括：

检测钢材的位置并计算所述钢材行走的距离；

根据所述距离抱紧所述钢材；以及

对所述抱紧的钢材打捆。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述钢材打捆是打捆机在打捆辊道上对所述钢材打捆。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述检测钢材的位置并计算所述钢材行走的距离包括：

对射光电管检测所述钢材的到达并根据所述打捆辊道行走的速度乘以时间计算所述钢材在所述打捆辊道上行走的距离。

9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述检测钢材的位置并计算所述钢材行走的距离包括：

对射光电管检测所述钢材的到达；

编码器在所述对射光电管检测到所述钢材到达后，发射脉冲信号并根据发射的脉冲信号总数以及所述辊子旋转一圈发射的脉冲数得到所述辊子旋转的圈数，用所述圈数乘以所述辊子的直径计算得到所述钢材行走的距离。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述编码器为增量式编码器。