CN104133385A - 一种风力送料系统用管道切换定位装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风力送料系统用管道切换定位装置和方法，其装置包括：控制器、第一寄存器、第二寄存器、伺服电机、控制面板、接近传感器、送料管道和通道板，所述控制器，用于接收控制面板发送的旋转至指定管道接口的控制指令，将第二寄存器的位置信息减去第一寄存器里的位置信息得出一差值，根据该差值向伺服电机发送与差值对应的脉冲数以驱动伺服电机旋转，从而控制送料管道的进料口进行旋转，以使送料口在第二圆周上旋转运动。本发明的装置通过控制器发送脉冲精准控制伺服电机旋转，最终使执行机构精确旋转不同的角度，从而达到切换管道时管道接口的精确定位；装置上安装的4个接近传感器可检测设备切换管道时的定位是否准确。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制领域，具体涉及一种风力送料系统用管道切换定位装置和方法。
背景技术
风力送料系统是一个可把喂丝机不同种类烟丝按生产需求送入到卷烟机的系统，以达到多种品牌香烟的生产。原有的风力送丝系统在切换不同管道的工作时，需要消耗较长的时间和部分人力，这种低效率的工作模式显然已经不能满足现代工业自动化的生产需求。而且原有的风力送丝系统在切换不同管道的工作时可能发生错误，当发生错误后可能导致送错烟丝或者直接导致风力送丝系统的瘫痪，后果相当严重。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种风力送料系统用管道切换定位装置和方法，实现了一键操作使管道能准确到达指定的位置，操作简单且安全性极高。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
方案一：
一种风力送料系统用管道切换定位装置，其特征在于，包括：控制器、伺服电机、控制面板、接近传感器、送料管道和通道板，其中，所述通道板在一第一圆周上均布设有四个管道接口，每两个管道接口之间设有一个接近传感器，四个接近传感器均布于一第二圆周上，所述送料管道具有进料口和送料口，进料口的圆心、第一圆周的圆心和第二圆周的圆心为同一个圆心，在进料口和送料口之间设有一弯折部，以使送料口的圆心可沿第一圆周运动，送料口用于与通道板上的管道接口对接；所述进料口向外延伸设有一检测片，检测片的端部位于第二圆周上并可沿第二圆周运动；所述风力送料系统用管道切换定位装置还包括均与控制器电性连接的第一寄存器和第二寄存器，所述第一寄存器用于存储送料口当前所对接的管道接口的位置信息，所述第二寄存器用于存储送料口下一步所要对接的管道接口的位置信息；
所述控制器，用于接收控制面板发送的旋转至指定管道接口的控制指令，将第二寄存器的位置信息减去第一寄存器里的位置信息得出一差值，根据该差值向伺服电机发送与差值对应的脉冲数以驱动伺服电机旋转，从而控制送料管道的进料口进行旋转，以使送料口在第二圆周上旋转运动；
所述接近传感器，用于当检测片位于接近传感器正上方时向控制器发送感应信号。
所述控制面板上设有四个与控制器电性连接的指示灯，指示灯用于接收当控制器接收到其中一个接近传感器的感应信号后向相对应的指示灯发送的亮灯信号。
方案二：
一种风力送料系统用管道切换定位方法，应用于方案一的风力送料系统用管道切换定位装置中的控制器，包括以下步骤：
步骤A：接收控制面板发送的旋转至指定管道接口的控制指令；
步骤B：将控制指令中指定管道接口的位置信息存储于第二寄存器中并记为第二位置信息，第一寄存器中存储送料口当前所对接的管道接口的位置信息并记为第一位置信息，并将第二位置信息减去第一位置信息得出一差值，再根据该差值向伺服电机发送对应于该差值的脉冲数，以使伺服电机根据该脉冲数旋转相应的角度，从而带动送料管道旋转相同的角度；
步骤C：当伺服电机执行旋转结束后，执行第一判断：是否收到与指定管道接口所对应的接近传感器所发送的感应信号，若是，执行步骤D，若否，执行步骤E；
步骤D：确定送料管道成功与指定管道接口对接，将第一寄存器中第一位置信息的数据替换为第二寄存器中第二位置信息的数据，并将第二寄存器中的第二位置信息清空；
步骤E：确定送料管道与指定管道接口对接失败，发出警告信息并停止工作。
优选地，所述控制器处于执行指令状态时，用户通过控制面板执行步骤A为无效操作。
优选地，步骤B中，控制器将第二位置信息减去第一位置信息得出的差值为0时，控制器直接终止流程。
优选地，伺服电机在旋转过程中同时会发出与旋转角度对应的反馈脉冲数，在步骤D中执行第一判断后进一步执行第二判断：控制器发出的脉冲数与伺服电机的反馈脉冲数是否相同，若是且第一判断的结果为是，则执行步骤D，否则执行步骤E。
优选地，伺服电机在旋转过程中的速度固定，则伺服电机根据脉冲数旋转相应的角度所用的时间固定，在步骤C中执行第二判断后进一步执行第三判断：执行控制器发出的脉冲数所需要的时间与伺服电机实际旋转所用的时间是否相同，若是且第一判断和第二判断的结果均为是，则执行步骤D，否则执行步骤E。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：(1)通过控制器发送脉冲精准控制伺服电机旋转，最终使执行机构精确旋转不同的角度，从而达到切换管道时管道接口的精确定位；装置上安装的4个接近传感器可检测设备切换管道时的定位是否准确。(2)服务于管道切换定位装置的方法非常简洁有效，每个控制指令都有一个绝对的数据与之对应，而且每个按钮对应一个控制指令，在清楚的同时避免了运算过程中数据差错的产生，基于这种唯一性才能保证所选即所得。另外，设置了三个判断条件用以判断送料管道是否成功与指定管道接口对接，必须同时满足三个条件才能通过，安全性极高。
附图说明
图1为本发明的风力送料系统用管道切换定位装置中的接近传感器、送料管道和通道板的结构俯视图。
图2为本发明的风力送料系统用管道切换定位装置的电路模块图。
图3为本发明的风力送料系统用管道切换定位方法的流程图。
其中：11、送料管道；12、通道板；21、第一管道接口；22、第二管道接口；23、第三管道接口；24、第四管道接口；25、第一接近传感器；26、第二接近传感器；27、第三接近传感器；28、第四接近传感器；29、进料口；30、送料口；31、检测片；101、控制器；102、伺服电机；103、控制面板；201、第一寄存器；202、第二寄存器；203、指示灯。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
参考图1和图2，示出了本发明风力送料系统用管道切换定位装置的优选实施例，管道切换定位装置包括控制器101、伺服电机102、控制面板103、接近传感器、送料管道11和通道板12，其中，通道板12在一第一圆周上均布有四个管道接口，分别记为第一管道接口21、第二管道接口22、第三管道接口23和第四管道接口24，每两个管道接口之间的间隙设有一个与控制器101电性连接接近传感器，分别记为第一接近传感器25、第二接近传感器26、第三接近传感器27和第四接近传感器28，四个接近传感器均布于一第二圆周上，第一圆周的圆心与第二圆周的圆心为同一个圆心。
送料管道11具有进料口29和送料口30，其结构为，进料口29的圆心与第一圆周的圆心为同一圆心，在进料口29和送料口30之间设有一弯折部，以使送料口30的圆心可沿着第一圆周运动，送料口30用于与通道板12上的管道接口对接，当进料口29旋转时，送料口30便可分别与四个管道接口对接。
上述四个管道接口与四个接近传感器具有一一对应关系，四个管道接口和四个接近传感器的相对位置经过严格的精度控制。沿着进料口29的圆心向圆周外延伸设有一检测片31，检测片31的端部位于第二圆周上，当送料口30旋转至与其中一个管道接口对接时，检测片31便运动至该管道接口对应的接近传感器的正上方。例如，送料口30与第一管道接口21对接时，检测片31的位置刚好位于第一接近传感器25的正上方，此时第一接近传感器25便向控制器101发送感应信号，控制器101便可判断送料口30与第一管道接口21成功对接了。
风力送料系统用管道切换定位装置还包括第一寄存器201和第二寄存器202，第一寄存器201和第二寄存器202可集成于控制器101内，第一寄存器201内存储送料口30当前所对接的管道接口的位置信息，第二寄存器202内存储送料口30将要对接的管道接口的位置信息。
伺服电机102与送料管道11连接，用于控制送料管道11的旋转，具体是伺服电机102通过行星齿轮控制进料口29的旋转，从而带动送料口30的圆心在第一圆周上位移。控制面板103与控制器101连接，控制面板103具体可以是触摸屏，也可以是具有物理按钮的面板，控制面板103上有四个按钮，四个按钮用于向控制器101输入旋转至指定管道接口的控制指令，即第一个按钮是发送旋转至第一管道接口21的控制指令，依此类推。控制器101接收控制面板发送的旋转至指定管道接口的控制指令后，将第二寄存器202的位置信息减去第一寄存器201里的位置信息得出一差值，根据该差值向伺服电机102发送与差值对应的脉冲数信号以驱动伺服电机102旋转，从而控制送料管道11的进料口29进行旋转，以使送料口30在第二圆周上旋转运动。
控制面板103上还设有四个与控制器101电性连接的指示灯203，四个指示灯203分别对应于四个接近传感器，指示灯203用于接收当控制器101接收到接近传感器的感应信号后向该指示灯发送的指示信号，例如，送料管道11当前与第一管道接口21对接时，第一接近传感器25发送感应信号，控制器向与第一接近传感器25对应的指示灯发送指示信号，该指示灯会显示绿色，其他三个指示灯显示的是红色，这样可以使操作人员清楚地知道送料管道11当前与哪一个管道接口对接，非常直观。
通过控制器发送脉冲精准控制伺服电机旋转，最终使执行机构精确旋转不同的角度，从而达到切换管道时管道接口的精确定位；装置上安装的4个接近传感器可检测设备切换管道时的定位是否准确。
参考图3，下面示出一种风力送料系统用管道切换定位方法，应用与上述的风力送料系统用管道切换定位装置，包括以下步骤：
步骤A：接收控制面板103发送的旋转至指定管道接口的控制指令；控制面板103上的四个按钮包括了对应四个管道接口的控制指令。
步骤B：将控制指令中指定管道接口的位置信息存储于第二寄存器中并记为第二位置信息，第一寄存器中存储送料口当前所对接的管道接口的位置信息并记为第一位置信息，并将第二位置信息减去第一位置信息得出一差值，再根据该差值向伺服电机发送对应于该差值的脉冲数，以使伺服电机根据该脉冲数旋转相应的角度，从而带动送料管道旋转相同的角度。
具体实施是，例如当前送料管道与第一管道接口21对接，操作人员按下第三个按钮向控制器101发送旋转至第三管道接口23的控制指令，控制器101接收后将一个数字“3”存储于第二寄存器中，而此时第一寄存器中存储的是“1”；控制器101将“3”减去“1”得到“2”，每一个数字差代表一个固定脉冲数，具体的脉冲数是预设于控制器101中的，根据实际情况预设，“2”代表两个固定脉冲数，相差了两个固定脉冲数，伺服电机102将旋转两个固定脉冲数所对应的角度。另外，如果第一寄存器中为“4”，第二寄存器中为“1”，则运算结果为“-3”，因此在控制器101中设定当运算结果为“-3”时为“1”，结果为“-2”时为“2”，结果为“-1”时为“3”。
步骤C：当伺服电机102执行旋转结束后，控制器101执行第一判断：是否收到与指定管道接口所对应的接近传感器所发送的感应信号，即检测片31和指定管道接口对应的接近传感器是否发回感应信号；进一步地，伺服电机102在旋转过程中同时会发出与旋转角度对应的反馈脉冲数，因此，执行第一判断后还执行第二判断：控制器101发出的脉冲数与伺服电机102的反馈脉冲数是否相同；进一步地，伺服电机102在旋转过程中的速度固定，则伺服电机102根据脉冲数旋转相应的角度所用的时间固定，因此，执行第二判断后还执行第三判断：执行控制器101发出的脉冲数所需要的时间与伺服电机102实际旋转所用的时间是否相同。
若第一判断、第二判断和第三判断的结果均为是，则执行步骤E，否则执行步骤F。另外，第一判断、第二判断和第三判断可以是同时执行。
步骤D：控制器101确定送料管道11成功与指定管道接口对接，将第一寄存器201中第一位置信息的数据替换为第二寄存器202中第二位置信息的数据，并将第二寄存器202中的第二位置信息清空。例如，第二寄存器202中存储的是“3”，第一寄存器201中存储的是“1”，当送料管道11确定成功与第三管道接口23对接时，第一寄存器201中存储的“1”替换为“3”，第二寄存器202中的存储内容被清空。
步骤E：控制器101确定送料管道与指定管道接口对接失败，发出警告信息并停止装置的工作。
进一步地，当控制器101处于执行指令状态时，用户通过控制面板103执行步骤A为无效操作。
进一步地，步骤B中，控制器101将第二位置信息减去第一位置信息得出的差值为“0”时，控制器101直接终止流程，不再执行后面的步骤。
上述的方法非常简洁有效，每个控制指令都有一个绝对的数据与之对应，而且每个按钮对应一个控制指令，在清楚的同时避免了运算过程中数据差错的产生，基于这种唯一性才能保证所选即所得。另外，设置了三个判断条件用以判断送料管道是否成功与指定管道接口对接，必须同时满足三个条件才能通过。整个装置和方法以硬件软件的双重结合确保设备的稳定性，安全性极高。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种风力送料系统用管道切换定位装置，其特征在于，包括：控制器、伺服电机、控制面板、接近传感器、送料管道和通道板，其中，所述通道板在一第一圆周上均布设有四个管道接口，每两个管道接口之间设有一个接近传感器，四个接近传感器均布于一第二圆周上，所述送料管道具有进料口和送料口，进料口的圆心、第一圆周的圆心和第二圆周的圆心为同一个圆心，在进料口和送料口之间设有一弯折部，以使送料口的圆心可沿第一圆周运动，送料口用于与通道板上的管道接口对接；所述进料口向外延伸设有一检测片，检测片的端部位于第二圆周上并可沿第二圆周运动；所述风力送料系统用管道切换定位装置还包括均与控制器电性连接的第一寄存器和第二寄存器，所述第一寄存器用于存储送料口当前所对接的管道接口的位置信息，所述第二寄存器用于存储送料口下一步所要对接的管道接口的位置信息；
所述控制器，用于接收控制面板发送的旋转至指定管道接口的控制指令，将第二寄存器的位置信息减去第一寄存器里的位置信息得出一差值，根据该差值向伺服电机发送与差值对应的脉冲数以驱动伺服电机旋转，从而控制送料管道的进料口进行旋转，以使送料口在第二圆周上旋转运动；
所述接近传感器，用于当检测片位于接近传感器正上方时向控制器发送感应信号。
2.根据权利要求1所述的风力送料系统用管道切换定位装置，其特征在于，所述控制面板上设有四个与控制器电性连接的指示灯，指示灯用于接收当控制器接收到其中一个接近传感器的感应信号后向相对应的指示灯发送的亮灯信号。
3.一种风力送料系统用管道切换定位方法，其特征在于，应用于如权利要求1或2所述的风力送料系统用管道切换定位装置中的控制器，包括以下步骤：
步骤A：接收控制面板发送的旋转至指定管道接口的控制指令；
步骤B：将控制指令中指定管道接口的位置信息存储于第二寄存器中并记为第二位置信息，第一寄存器中存储送料口当前所对接的管道接口的位置信息并记为第一位置信息，并将第二位置信息减去第一位置信息得出一差值，再根据该差值向伺服电机发送对应于该差值的脉冲数，以使伺服电机根据该脉冲数旋转相应的角度，从而带动送料管道旋转相同的角度；
步骤C：当伺服电机执行旋转结束后，执行第一判断：是否收到与指定管道接口所对应的接近传感器所发送的感应信号，若是，执行步骤D，若否，执行步骤E；
步骤D：确定送料管道成功与指定管道接口对接，将第一寄存器中第一位置信息的数据替换为第二寄存器中第二位置信息的数据，并将第二寄存器中的第二位置信息清空；
步骤E：确定送料管道与指定管道接口对接失败，发出警告信息并停止工作。
4.根据权利要求3所述的风力送料系统用管道切换定位方法，其特征在于，所述控制器处于执行指令状态时，用户通过控制面板执行步骤A为无效操作。
5.根据权利要求3所述的风力送料系统用管道切换定位方法，其特征在于，步骤B中，控制器将第二位置信息减去第一位置信息得出的差值为0时，控制器直接终止流程。
6.根据权利要求3所述的风力送料系统用管道切换定位方法，其特征在于，伺服电机在旋转过程中同时会发出与旋转角度对应的反馈脉冲数，在步骤C中执行第一判断后进一步执行第二判断：控制器发出的脉冲数与伺服电机的反馈脉冲数是否相同，若是且第一判断的结果为是，则执行步骤D，否则执行步骤E。
7.根据权利要求6所述的风力送料系统用管道切换定位方法，其特征在于，伺服电机在旋转过程中的速度固定，则伺服电机根据脉冲数旋转相应的角度所用的时间固定，在步骤C中执行第二判断后进一步执行第三判断：执行控制器发出的脉冲数所需要的时间与伺服电机实际旋转所用的时间是否相同，若是且第一判断和第二判断的结果均为是，则执行步骤D，否则执行步骤E。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No.68, wanbosi Road, Nancun Town, Panyu District, Guangzhou City, Guangdong Province Patentee after: Guangzhou aopai Automation Technology Co., Ltd Address before: 510000, Guangdong, Guangzhou province Panyu District Village town hall, village benevolence, let Fang Fang Li Lane 17 Patentee before: Guangzhou Autopioneer Automatical Equipment Co., Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address |