CN104108236B - 一种牙排控制系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种牙排控制系统，其特征在于包括控制单元、牙排、牙排往复机构、开牙装置、电眼和伺服电机；所述牙排分别与牙排往复机构及开牙装置连接；所述牙排往复机构与伺服电机连接；所述伺服电机与控制单元连接；所述电眼与控制单元连接，将拍摄的图像信息传递给控制单元。工作方法：电眼拍下准备工位上的标准样张上的图标或纸边的位置，并将信息输送给控制单元；牙排将夹持的纸张输送到作业工位；待加工作业完毕，牙排的前段夹住待加工的纸张，牙排的后段夹住加工完的纸张；牙排向后运行，牙排前段将夹持的待加工纸张放在作业工位，牙排后段将加工完的纸张放在接纸工位上。优越性：提高了工作效率；结构新颖，调整方便；精度高，稳定性好。

Description

一种牙排控制系统及其工作方法

(一)技术领域:

本发明适用于印刷机械，尤其是一种牙排控制系统及其工作方法。

(二)背景技术:

在印刷机械中，进行单张纸的印刷、模切、烫印、压痕等加工作业时，通常采用牙排叼着被加工纸张在各个加工工位，实现对纸张的输送，叼纸牙排采用循环封闭的形式。以牙排叼纸进行模切作业为例，当牙排叼着纸张进行模切作业时，叼纸牙排必须停止下来，等模切完成后再等平台离开一定距离，确保牙排有足够的通过空间后，牙排再接着将纸张向后输送至下面的工位进行加工作业，待牙排完成输送任务后，牙排再沿环形轨迹回到初始位置再次叼纸张进行输送。很显然这样的送纸方式使设备的工作效率受到很大影响。又由于这种形式的牙排只能向一个方向运行，需要由链条或同步带连成一个封闭的环形，导致传送链过长，链条的拉伸对机器长期运行的精度和稳定性也会有影响。

为了解决这一技术难题，开发一种牙排控制系统，无疑将有效提高设备的工作效率，更能满足市场需求。

(三)发明内容:

本发明的目的在于设计一种牙排控制系统及其工作方法，它能够解决现有技术的不足，通过改变牙排的运动轨迹，将现有技术的牙排单向圆周运行方式改为直线前后往复方式，叼纸牙排可以在平台压合的同时进行返回运行，以便牙排进行下一次的叼纸动作，显著提高了设备的工作效率，同时该牙排不需要依靠长的环形传动链，也不存在链条拉伸对设备的影响，保证设备的运行精度和稳定性。

本发明的技术方案：一种牙排控制系统，其特征在于包括控制单元、牙排、牙排往复机构、开牙装置、电眼和伺服电机；所述牙排分别与牙排往复机构及开牙装置连接；所述牙排往复机构与伺服电机连接；所述伺服电机与控制单元连接；所述电眼与控制单元连接，将拍摄的图像信息传递给控制单元。

所述牙排位于准备工位、作业工位和接纸工位的一侧；所述电眼位于准备工位的上方。

所述准备工位位于递纸单元上，作业工位位于主机作业单元上，接纸工位位于接纸单元上。

所述递纸单元的输入端连接给纸单元；所述接纸单元的输出端连接收集单元。

所述牙排往复机构包括导轨、夹紧块、传动皮带、支撑板、滑块；所述传动皮带与伺服电机连接；所述牙排与传动皮带连接；所述牙排与支撑板呈滑动配合连接；所述支撑板固定在在机架上。

所述牙排通过滑块和导轨与支撑板呈滑动配合连接；所述伺服电机固定在支撑板上，所述传动皮带通过夹紧块压紧在牙排上形成固定连接。

所述开牙装置包括开牙块、开牙杠、固定轴、凸轮、弹簧及开牙电机；所述开牙块一端与牙排上的开牙销轴固定连接，另一端设置有滚轮；所述开牙杠的一侧位于滚轮上方，在开牙杠向下方运动时压于开牙块的滚轮上；所述开牙杠中部固定在固定轴上；所述开牙杠的另一侧与凸轮配合，并连接弹簧；所述凸轮与开牙电机连接。

所述固定轴通过轴承与固定支架连接，固定支架与支撑板固定连接；所述开牙杠的另一侧安装固定块Ⅰ和固定块Ⅱ；所述固定块Ⅰ通过连杆机构与凸轮配合；所述固定块Ⅱ与弹簧连接；所述连杆机构由连杆、摆杆及随动件构成；所述固定块Ⅰ与连杆的一端铰接，连杆的另一端与摆杆的一端铰接，摆杆的另一端与机架铰接，摆杆上安装有与凸轮接触配合的随动件；所述凸轮通过传动装置与开牙电机连接；所述固定块Ⅱ与弹簧一端固定连接，弹簧的另一端固定在机架上。

一种上述牙排控制系统的工作方法，其特征在于它包括以下步骤：

(1)牙排分为前段和后段；工作初始，电眼拍下准备工位上的标准样张上的图标或纸边的位置，并将信息输送给控制单元，控制单元将标准样张的初始信息存储；

(2)在伺服电机的作用下牙排往复机构驱动牙排运行，牙排的前段夹住准备工位上待加工的纸张，然后牙排向后运行将夹持的纸张输送到作业工位后，在开牙装置作用下牙排打开，放下纸张；

(3)牙排返回运行，回到初始位置，与此同时，作业工位上的纸张被加工，另一个待加工的纸张被输送到准备工位上；

(4)待加工作业完毕，在开牙装置作用下牙排打开，牙排的前段夹住待加工的纸张，牙排的后段夹住加工完的纸张，在此过程中电眼将拍下的待加工纸张的图像位置信息输送到控制单元，控制单元将此次图像位置信息与标准样张的相比对，并计算出其在走纸方向的偏差值；

(5)牙排向后运行，当待加工纸张运行到主机作业工位时，根据控制单元计算的偏差值，伺服电机控制牙排自动微调待加工纸张在作业工位的偏差，使每次加工的精度在设备的允许精度范围内；调整完毕牙排停止运动，在开牙装置作用下牙排打开，牙排前段将夹持的待加工纸张放在作业工位，牙排后段将加工完的纸张放在接纸工位上；

(6)重复(3)-(5)的动作，将纸张不断地输送至作业工位进行加工，同时将加工完的纸张输送到接纸工位送走。

所述待加工的纸张由给纸单元输送到递纸单元的准备工位上；作业工位上的纸张由主机作业单元进行加工作业；所述接纸工位上的加工完的纸张由接纸单元输送至收集单元进行收集。

所述牙排往复机构带动牙排动作的方法为：伺服电机转动带动传动皮带运动，与传动皮带固定连接的牙排也随着做前后方向的往复运动。

所述牙排的开牙方法为：凸轮在开牙电机的带动下转动，摆杆跟随凸轮面的形状变化上下摆动，从而带动连杆上下运动，开牙杠在连杆和弹簧的作用下以固定轴为轴心上下摆动；当开牙杠向下摆动时下压开牙块，牙排张开；当开牙杠向上摆动时，开牙块复位，牙排闭合。

本发明的优越性在于：1、合理利用了主机进行加工作业的时间，牙排完成了输送纸张的准备工作，一旦主机作业完成，牙排就将新的待加工纸张送入主机作业工位，同时将加工完的纸张运到输送装置上，极大地提高了工作效率；2、结构新颖，调整方便；3、皮带带动牙排往复运动送纸，精度高，稳定性好；4、纸张位置微调功能可以进一步提高叼纸牙排的传输精度。

(四)附图说明:

图1为本发明所涉一种牙排控制系统的结构示意图。

图2为本发明所涉一种牙排控制系统的开牙装置的示意图。

图3为本发明所涉一种牙排控制系统的牙排往复机构的示意图。

图4为本发明所涉一种牙排控制系统的控制框图。

其中:Ⅰ为给纸单元,Ⅱ为递纸单元,Ⅲ为主机作业单元,Ⅳ为接纸单元,Ⅴ为收集单元。

1为准备工位，2为作业工位，3为接纸工位，4为牙排，5为电眼，6为牙排往复机构，7为开牙装置；

6-1为导轨，6-2为夹紧块，6-3为皮带传动装置，6-4为支撑板，6-5为滑块；

7-1为固定支架，7-2为固定块Ⅰ，7-3为开牙杠，7-4为固定轴，7-5为连杆，7-6为摆杆，7-7为随动件，7-8为凸轮，7-9为弹簧，7-10为固定块Ⅱ，7-11为开牙块；

M为伺服电机。

(五)具体实施例:

实施例：一种牙排控制系统(见图1至图4)，其特征在于包括控制单元(PLC)、牙排4、牙排往复机构6、开牙装置7、电眼5和伺服电机M；所述牙排4分别与牙排往复机构6及开牙装置7连接；所述牙排往复机构6与伺服电机M连接；所述伺服电机M与PLC连接；所述电眼5与PLC连接，将拍摄的图像信息传递给PLC。

所述牙排4位于准备工位1、作业工位2和接纸工位3的一侧；所述电眼5位于准备工位1的上方。(见图1)

所述准备工位1位于递纸单元Ⅱ上，作业工位2位于主机作业单元Ⅲ上，接纸工位3位于接纸单元Ⅳ上。(见图1)

所述递纸单元Ⅱ的输入端连接给纸单元Ⅰ；所述接纸单元Ⅳ的输出端连接收集单元Ⅴ。(见图1)

所述牙排往复机构6包括导轨6-1、夹紧块6-2、传动皮带6-3、支撑板6-4、滑块6-5；所述传动皮带6-3与伺服电机M连接；所述牙排4与传动皮带6-3连接；所述牙排4与支撑板6-4呈滑动配合连接；所述支撑板6-4固定在在机架上。(见图3)

所述牙排4通过滑块6-5和导轨6-1与支撑板6-4呈滑动配合连接；所述伺服电机M固定在支撑板6-4上，所述传动皮带6-3通过夹紧块6-2压紧在牙排4上形成固定连接。(见图3)

所述开牙装置包括开牙块7-11、开牙杠7-3、固定轴7-4、凸轮7-8、弹簧7-9及开牙电机；所述开牙块7-11一端与牙排上的开牙销轴固定连接，另一端设置有滚轮；所述开牙杠7-3的一侧位于滚轮上方，在开牙杠7-3向下方运动时压于开牙块7-11的滚轮上；所述开牙杠7-3中部固定在固定轴7-4上；所述开牙杠7-3的另一侧与凸轮7-8配合，并连接弹簧7-9；所述凸轮7-8与开牙电机连接。(见图2)

所述固定轴7-4通过轴承与固定支架7-1连接，固定支架7-1与支撑板6-4固定连接；所述开牙杠7-3的另一侧安装固定块Ⅰ7-2和固定块Ⅱ7-10；所述固定块Ⅰ7-2通过连杆机构与凸轮7-8配合；所述固定块Ⅱ7-10与弹簧7-9连接；所述连杆机构由连杆7-5、摆杆7-6及随动件7-7构成；所述固定块Ⅰ7-2与连杆7-5的一端铰接，连杆7-5的另一端与摆杆7-6的一端铰接，摆杆7-6的另一端与机架铰接，摆杆7-6上安装有与凸轮7-8接触配合的随动件7-7；所述凸轮7-8通过传动装置与开牙电机连接；所述固定块Ⅱ7-10与弹簧7-9一端固定连接，弹簧7-9的另一端固定在机架上。(见图2)

一种上述牙排控制系统的工作方法，其特征在于它包括以下步骤：

(1)牙排4分为前段和后段；工作初始，电眼5拍下准备工位1上的标准样张上的图标或纸边的位置，并将信息输送给PLC，PLC将标准样张的初始信息存储；

(2)在伺服电机M的作用下牙排往复机构6驱动牙排4运行，牙排4的前段夹住准备工位1上待加工的纸张，然后牙排4向后运行将夹持的纸张输送到作业工位2后，在开牙装置7作用下牙排4打开，放下纸张；

(3)牙排4返回运行，回到初始位置，与此同时，作业工位2上的纸张被加工，另一个待加工的纸张被输送到准备工位1上；

(4)待加工作业完毕，在开牙装置7作用下牙排4打开，牙排4的前段夹住待加工的纸张，牙排4的后段夹住加工完的纸张，在此过程中电眼5将拍下的待加工纸张的图像位置信息输送到PLC控制单元，PLC将此次图像位置信息与标准样张的相比对，并计算出其在走纸方向的偏差值；

(5)牙排4向后运行，当待加工纸张运行到主机作业工位时，根据PLC计算的偏差值，伺服电机M控制牙排4自动微调待加工纸张在作业工位2的偏差，使每次加工的精度在设备的允许精度范围内；调整完毕牙排4停止运动，在开牙装置7作用下牙排4打开，牙排4前段将夹持的待加工纸张放在作业工位2，牙排4后段将加工完的纸张放在接纸工位3上；

(6)重复(3)-(5)的动作，将纸张不断地输送至作业工位2进行加工，同时将加工完的纸张输送到接纸工位3送走。

所述待加工的纸张由给纸单元Ⅰ输送到递纸单元Ⅱ的准备工位1上；作业工位2上的纸张由主机作业单元Ⅲ进行加工作业；所述接纸工位3上的加工完的纸张由接纸单元Ⅳ输送至收集单元Ⅴ进行收集。

所述牙排往复机构6带动牙排4动作的方法为：伺服电机M转动带动传动皮带6-3运动，与传动皮带6-3固定连接的牙排4也随着做前后方向的往复运动。

所述牙排4的开牙方法为：凸轮7-8在开牙电机的带动下转动，摆杆7-6跟随凸轮面的形状变化上下摆动，从而带动连杆7-5上下运动，开牙杠7-3在连杆7-5和弹簧7-9的作用下以固定轴7-4为轴心上下摆动；当开牙杠7-3向下摆动时下压开牙块7-11，牙排4张开；当开牙杠7-3向上摆动时，开牙块7-11复位，牙排4闭合。

Claims (9)

1.一种牙排控制系统，其特征在于包括控制单元、牙排、牙排往复机构、开牙装置、电眼和伺服电机；所述牙排分别与牙排往复机构及开牙装置连接；所述牙排往复机构与伺服电机连接；所述伺服电机与控制单元连接；所述电眼与控制单元连接，将拍摄的图像信息传递给控制单元；所述开牙装置包括开牙块、开牙杠、固定轴、凸轮、弹簧及开牙电机；所述开牙块一端与牙排上的开牙销轴固定连接，另一端设置有滚轮；所述开牙杠的一侧位于滚轮上方，在开牙杠向下方运动时压于开牙块的滚轮上；所述开牙杠中部固定在固定轴上；所述开牙杠的另一侧与凸轮配合，并连接弹簧；所述凸轮与开牙电机连接。

2.根据权利要求1所述一种牙排控制系统，其特征在于所述牙排位于准备工位、作业工位和接纸工位的一侧；所述电眼位于准备工位的上方。

3.根据权利要求2所述一种牙排控制系统，其特征在于所述准备工位位于递纸单元上，作业工位位于主机作业单元上，接纸工位位于接纸单元上。

4.根据权利要求3所述一种牙排控制系统，其特征在于所述递纸单元的输入端连接给纸单元；所述接纸单元的输出端连接收集单元。

5.根据权利要求1所述一种牙排控制系统，其特征在于所述牙排往复机构包括导轨、夹紧块、传动皮带、支撑板、滑块；所述传动皮带与伺服电机连接；所述牙排与传动皮带连接；所述牙排与支撑板呈滑动配合连接；所述支撑板固定在机架上。

6.根据权利要求5所述一种牙排控制系统，其特征在于所述牙排通过滑块和导轨与支撑板呈滑动配合连接；所述伺服电机固定在支撑板上，所述传动皮带通过夹紧块压紧在牙排上形成固定连接。

7.根据权利要求1所述一种牙排控制系统，其特征在于所述固定轴通过轴承与固定支架连接，固定支架与支撑板固定连接；所述开牙杠的另一侧安装固定块Ⅰ和固定块Ⅱ；所述固定块Ⅰ通过连杆机构与凸轮配合；所述固定块Ⅱ与弹簧连接；所述连杆机构由连杆、摆杆 及随动件构成；所述固定块Ⅰ与连杆的一端铰接，连杆的另一端与摆杆的一端铰接，摆杆的另一端与机架铰接，摆杆上安装有与凸轮接触配合的随动件；所述凸轮通过传动装置与开牙电机连接；所述固定块Ⅱ与弹簧一端固定连接，弹簧的另一端固定在机架上。

8.一种权利要求1所述牙排控制系统的工作方法，其特征在于它包括以下步骤：

(1)牙排分为前段和后段；工作初始，电眼拍下准备工位上的标准样张上的图标或纸边的位置，并将信息输送给控制单元，控制单元将标准样张的初始信息存储；

(2)在伺服电机的作用下牙排往复机构驱动牙排运行，牙排的前段夹住准备工位上待加工的纸张，然后牙排向后运行将夹持的纸张输送到作业工位后，在开牙装置作用下牙排打开，放下纸张；

(3)牙排返回运行，回到初始位置，与此同时，作业工位上的纸张被加工，另一个待加工的纸张被输送到准备工位上；

(4)待加工作业完毕，在开牙装置作用下牙排打开，牙排的前段夹住待加工的纸张，牙排的后段夹住加工完的纸张，在此过程中电眼将拍下的待加工纸张的图像位置信息输送到控制单元，控制单元将此次图像位置信息与标准样张的相比对，并计算出其在走纸方向的偏差值；

(5)牙排向后运行，当待加工纸张运行到主机作业工位时，根据控制单元计算的偏差值，伺服电机控制牙排自动微调待加工纸张在作业工位的偏差，使每次加工的精度在设备的允许精度范围内；调整完毕牙排停止运动，在开牙装置作用下牙排打开，牙排前段将夹持的待加工纸张放在作业工位，牙排后段将加工完的纸张放在接纸工位上；

(6)重复(3)-(5)的动作，将纸张不断地输送至作业工位进行加工，同时将加工完的纸张输送到接纸工位送走。

9.根据权利要求8所述一种牙排控制系统的工作方法，其特征在于所述待加工的纸张由给纸单元输送到递纸单元的准备工位上；作业工位上的纸张由主机作业单元进行加工作业；所述接纸工位上的加工完的纸张由接纸单元输送至收集单元进行收集；

所述牙排往复机构带动牙排动作的方法为：伺服电机转动带动传动皮带运动，与传动皮带固定连接的牙排也随着做前后方向的往复运动；

所述牙排的开牙方法为：凸轮在开牙电机的带动下转动，摆杆跟随凸轮面的形状变化上下摆动，从而带动连杆上下运动，开牙杠在连杆和弹簧的作用下以固定轴为轴心上下摆动；当开牙杠向下摆动时下压开牙块，牙排张开；当开牙杠向上摆动时，开牙块复位，牙排闭合。