CN104691014A - 一种纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置，包括动刀调整减速机、动刀调整传动机构、PLC和编码器，还包括动刀相位模拟器，动刀相位模拟器包括动刀模拟传动机构、表盘、感应测控元件和模拟元件，表盘固于动刀模拟传动机构上，动刀模拟传动机构包括输出轴，输出轴穿过表盘与模拟元件固连；动刀调整减速机两输出端与动刀调整传动机构和动刀模拟传动机构的输入端连接，动刀调整传动机构与动刀模拟传动机构传动比相等；编码器与动刀调整传动机构连接，感应元件和编码器均与PLC连接。本发明不仅实现了对于动刀调整原点的归零设置在软限位的基础上增加了硬限位，提高了动刀在调整过程中限位可靠性、避免了事故的发生。

Description

一种纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置

技术领域

本发明属于纸箱加工设备领域，尤其涉及一种纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置。

背景技术

纸箱印刷开槽机的开槽单元是在纸箱板上切槽的专用设备，其工作原理如图1所示，开槽单元有上下刀轴8、9，上下刀轴8、9上分别装有上刀盘10和下刀盘11，上下刀盘10、11上分别装有动刀12、定刀13和下刀14，上下刀的刀刃互相嵌合。工作时上刀轴8和下刀轴9按箭头所示方向旋转，上刀盘10和下刀盘11的外圆带动纸板15按箭头方向运动，当纸板15经过旋转的刀轴的上下刀嵌合段时，会在纸板15的前后两端分别切出槽口。纸板15中间没有被切槽的部分的长度称为箱高，箱高的尺寸由动刀12和定刀13之间所夹刀盘外圆处的弧长决定。定刀13固定在上刀盘10上，动刀12则固定在上刀盘10的齿圈16上，齿圈16可以在上刀盘10上绕上刀轴8轴线转动，与齿圈16啮合的是调刀齿轮轴17。当动刀12需要调整位置时，调刀齿轮轴17带动齿圈16旋转，动刀12便绕上刀轴8旋转，从而改变了动刀1与定刀13在上刀盘10上两刀之间所夹的刀盘外圆弧长，达到了调整加工箱高的目的。

现有技术中动刀的调整主要是通过动刀调整减速机和动刀调整传动机构配合来实现的，当动刀调整减速机启动时，动刀调整传动机构启动实现对动刀的调整。动刀的调整同时还需要检测和控制的，通常通过编码器采集数据传输给PLC来控制，但编码器只能对角位移或直线位移进行采集，一般情况下动刀还需要进行工作原点设置，动刀的工作原点设置是由PLC对编码器采集的动刀在上刀盘上某一位置的数据“归零”来实现，我们定义动刀在上刀盘的该位置为“原点”，此时，PLC对编码器采集的数据“归零”，但因动刀在工作时处于高速旋转状态，无法在刀盘上安装检测元件来实现对动刀的原点设置，在常规下是通过机械方式进行归零，在机械进厂时就做好相应的归零设置，但当机械需要拆开进行维修保养或更换刀具时通常动刀具体的位置点发生改变，位置发生变化后需要进行重新的归零调整设置，这样需要找程序人员重新进行设置，操作比较繁琐；在调整的过程中，动刀和定刀位于同一平面内，刀头和刀尾相互间有可能相撞，通常也是由编码器采集数据传输给PLC来限制动刀调整范围，即所谓“软限位”。但这种“软限位”若在刀具位置发生变化后不重新进行归零操作，则可能因PLC程序计算时存在偏差会导致动刀和定刀发生碰撞，造成事故的发生，可见这种单一的限位模式可靠程度有限，安全性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：本发明提供一种纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置，解决现有技术中存在的动刀检测控制过程中进行原点归零设置不便、操作繁琐、限位可靠性差的问题，简化了动刀调整时工作原点的归零设置过程且在软限位的基础上增加硬限位，提高了动刀在调整过程中限位的可靠性、避免了事故的发生。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置，包括动刀调整减速机、动刀调整传动机构、PLC和编码器，其特征在于，还包括动刀相位模拟器，所述动刀相位模拟器包括动刀模拟传动机构、表盘、设置于表盘上的感应元件和可绕表盘中心转动的模拟元件，所述表盘固定设置于所述动刀模拟传动机构上，所述动刀模拟传动机构包括输出轴，所述输出轴穿过所述表盘后与所述模拟元件固定连接；所述动刀调整减速机两输出端分别与所述动刀调整传动机构和所述动刀模拟传动机构的输入端连接，所述动刀调整传动机构与所述动刀模拟传动机构传动比相等；所述编码器与所述动刀调整传动机构连接，所述感应元件和所述编码器均与所述PLC连接。

进一步的，所述动刀模拟传动机构还包括减速器、齿轮一、齿轮二、轴座和轴套，所述减速器与所述动刀调整减速机的输出端连接，所述齿轮一与所述减速器连接，所述齿轮二与所述齿轮一啮合，所述齿轮二设置于所述输出轴一端，所述输出轴另一端通过所述轴套安装在所述轴座内，所述轴套伸出所述轴座，其端部固定设置有所述表盘。

进一步的，所述轴套与所述轴座固定连接，所述输出轴与所述轴套可转动连接。

进一步的，所述感应元件为按照动刀和定刀相互位置关系和尺寸对应布置的电控元件，所述模拟元件为与其对应设置的模拟刀片。

进一步的，所述感应元件为信息储存元件，所述模拟元件为对信息存储元件中信息进行获取的检测探头。

进一步的，所述电控元件为光电开关或接近开关。

进一步的，所述信息存储元件为芯片、信息码、磁条、磁盘或光盘。

进一步的，所述模拟刀片的两侧边之间的夹角与所述动刀的两侧边夹角相同。

进一步的，所述感应元件设置于与所述动刀极限位置相对应处的表盘上。

进一步的，所述输出轴与一连接杆固定连接，所述检测探头设置于所述连接杆的端部。

本发明与现有技术相比有许多优点和积极效果：本发明的纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置，在原有动刀调整减速机和动刀调整传动机构的基础上增加动刀相位模拟器。同时使动刀模拟传动机构的输入端和动刀调整传动机构的输入端分别和动刀调整减速机的两输出端对应连接，动刀模拟传动机构和动刀调整传动机构的传动比相等，这样即可以通过动刀相位模拟器的表盘和模拟元件真实地模拟出动刀和定刀相互位置关系和调整时的运动状态，检测到动刀的运动状态，不再仅仅局限于编码器采集数据的检测，方便操作者对动刀的调整过程的检测操作和控制。而且在表盘上设置的感应元件，可以使动刀的原点直接通过表盘上的点进行设置，在PLC中进行归零；同时还可以通过感应元件对动刀和定刀的进行硬限位，提高了控制的可靠性。

此外，本发明增加的动刀相位模拟器结构简单、小巧实用 ，成本低廉，对设备不需进行大的改动就可实现。

附图说明

图1为本发明纸箱印刷机开槽单元结构示意图；

图2为本发明纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置整体结构图；

图3为本发明纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置的动刀相位模拟器的一种结构示意图；

图4为图3的A-A向剖视图；

图5为本发明纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置的动刀相位模拟器的另一种结构示意图；

图6为图5的B-B向剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参见图1-图6，本发明纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置的实施例，包括动刀调整减速机1、动刀调整传动机构2、PLC和编码器3，还包括动刀相位模拟器4，所述动刀相位模拟器4包括动刀模拟传动机构41、表盘42、设置于表盘42上的感应元件和可绕表盘42中心转动的模拟元件44，所述动刀模拟传动机构41包括输出轴411，所述输出轴411穿过所述表盘42后与所述模拟元件固定连接，所述表盘42固定设置于所述动刀模拟传动机构41上；所述动刀调整减速机1两输出端分别与所述动刀调整传动机构2和所述动刀模拟传动机构41的输入端连接，所述动刀调整传动机构2与所述动刀模拟传动机构41传动比相等；所述编码器3与所述动刀调整传动机构2连接，所述感应元件和所述编码器3均与所述PLC连接。

具体来说，本实施例中动刀调整传动机构2为一整套的动刀调整齿轮箱，它的内部是一套包含行星齿轮系的齿轮传动机构，主要包括有同步带轮系、行星齿轮系、定轴轮系、调刀齿轮轴17和齿圈，同步带轮系输出端为所述行星齿轮系输入端，行星齿轮系与定轴轮系啮合，定轴轮系与调刀齿轮轴17啮合，调刀齿轮轴与齿圈啮合，最后将运动传递到齿圈上，本实施例中所指的动刀调整传动机构2的传动比即指从动力输入端到齿圈的传动比。

当动刀12处于非调整状态时，如图2所示，尽管上刀盘10在工作中处于高速旋转运动中，但此时动刀12调整减速机1未启动，动刀调整减速机1包括驱动动力调整减速机1启动的驱动电机即此时驱动电机处于刹车状态，行星齿轮系中齿轮三5停止公转，但可以自转。旋转中的上刀轴与固定在其上的齿轮四6通过行星齿轮三5，此时其作用为介轮驱动其右侧的定轴齿轮系转动。从齿轮四6到齿轮五7之间的齿轮系传动比i为1:1，所以，齿轮五7与上刀轴转速相等，即它们相对转速为零。位置在上刀轴8上相对固定的调刀齿轮轴17就没有自转，只作绕上刀轴8的公转，因此动刀12在上刀盘10的位置相对于定刀13不会改变。

当动刀处于调整状态时，动刀调整减速机1的驱动电机启动，通过动刀调整减速机1右端输出轴驱动同步带轮系、行星齿轮系、定轴轮系、调刀齿轮轴17、齿圈16使动刀12绕上刀轴10旋转，达到调整动刀12的目的。

进一步的，对动刀12的调整是需要监测和控制的，通常是由编码器3将检测到的动刀12状态转化为相应的数据信号传输给PLC，再由PLC进行控制，具体的，编码器3与带轮系的传动输出轴传动连接，在运行时，动刀调整减速机1的输出端输入到带轮系的输入端，带动带轮系转动，将运动从带轮系的传动输出轴输出，带动行星轮系、定轴轮系转动，在此处将编码器3与传动输出轴连接即可以采集到动刀调整传动机构2信息。

动刀12检测控制时还需要对动刀12的工作原点进行设置，因为上刀盘10在工作时是高速旋转的部件，在其上不便安装测控元件对其进行具体位置信息采集归零设置，无法进行工作原点的归零；且动刀12和定刀13是安装在刀盘的同一平面内，调整过程中相互间刀头和刀尾有可能相撞，通常也是由编码器3采集数据传输给PLC来限制动刀12的调整范围，即所谓“软限位”。这种单一的限位模式可靠程度有限。

因此，本实施例中增加动刀相位模拟器4来实现动刀12的工作原点设置和硬限位，将动刀调整减速器1、动刀调整传动机构2和动刀相位模拟器4相结合，不仅通过设置在动刀调整传动机构2上的编码器3采集动刀12信息，同时还通过动刀相位模拟器4进行归零和硬限位，且增加动刀相位模拟器4后使检测更加直观、控制更加可靠，具体的，动刀相位模拟器4包括有动刀模拟传动机构41、表盘42、感应元件和模拟元件。

进一步的，动刀模拟传动机构41还包括减速器412、齿轮一413、齿轮二414、轴座415、轴套416，减速器412的输出端上装有齿轮一413，齿轮一413与装在输出轴411上的齿轮二414啮合，输出轴411装在轴座415上，输出轴41另一端通过轴套416安装在轴座415内，轴套416伸出轴座416，轴套416与轴座415固定连接，输出轴411与轴套416可转动连接，轴套416端部固定设置有表盘42，表盘42上有刻度及数字，作为调整动刀12操作时参考，输出轴411的一端从表盘42中心穿过，在其伸出表盘42的端部固定有模拟元件。表盘42上布置有感应元件。工作时：减速器412转动，带动齿轮一413转动，齿轮一413带动齿轮二414转动，齿轮二414带动输出轴411转动，输出轴411带动模拟元件绕表盘42转动，也就是说，本实施例中动刀模拟传动机构的传动比为从输入端到输出轴411的传动比。

本实施例中的动刀12在调整时，动刀调整减速机1的驱动电机启动，动刀调整减速机1右端输出轴与动刀调整传动机构2连接，将运动通过带轮系、行星齿轮系、定轴轮系、调刀齿轮轴传递到齿圈，使动刀12绕上刀轴8旋转；同时，动刀调整减速机1的左端输出轴与动刀模拟传动机构4连接，也将调整运动输入减速器412，再通过减速器412、齿轮一413和齿轮二414传递到输出轴411，使模拟元件绕表盘42中心旋转。

本实施例中将动刀调整减速机1的两个输出端分别对应与动刀调整传动机构2和动刀模拟传动机构41相连，则两者的输入转速相同，同时设计动刀调整减速机1的右端输出轴到齿圈的传动比与从动刀调整减速机1左端输出轴到输出轴411的传动比相等，这样即通过动刀相位模拟器4实现了对动刀12和定刀13的位置关系以及动刀12在调整过程中的状态的真实模拟。

这样在对动刀12进行调整时，不但采用编码器3采集动刀12运动状态传输给PLC进行运动状态的检测控制，对动刀12进行软限位，而且还通过相位模拟器4上的模拟元件和表盘42的位置关系直观的检测动刀12与定刀13位置和状态的变化，通过其上的感应元件通过表盘42上的具体数值直接对动刀12进行工作原点的设置和归零，对动刀12进行硬限位，将两种检测和限位方式结合在一起，使设备安全的可靠性和检测控制性得到提高。

本实施例中的感应元件为按照动刀12和定刀13尺寸和极限位置关系对应布置的电控元件43如图3所示，电控元件43可以为光电开关或接近开关、电磁接近开关等此类形式的元件，在此不做具体形式的限定，将电控元件43对应的设置在表盘42上动刀12和定刀13的极限位置对应处，当动刀12运动到极限位置时电控元件43与PLC连接，将信号传输给PLC对刀具进行硬限位。对应的，为实现与电控元件43类型的对应设置，模拟元件对应的选用模拟刀片44，如图3所示，模拟刀片44在表盘42上转动实现对动刀12的模拟，模拟刀片44转动时以其一条侧边为参考依据，当模拟刀片44的侧边接触到电控元件43时既可以传递信号到PLC进行相应的硬限位。优选的，模拟刀片44在制作与动刀12按比例进行制作，即模拟刀片44两侧边的夹角与动刀12两侧边夹角相等，也可以不用按比例制作，即采用一片模拟刀片44就可以实现对于不同尺寸动刀12的硬限位功能，但相应的，在表盘42上设置数个与不同尺寸动刀12相对应的电控元件43，并且通过选择开、关表盘42上相应的电控元件43，实现对不同尺寸的动刀12的极限位置进行设置。

对动刀12进行工作原点归零设置时，先将动刀12装在上刀盘上的极限位置处，然后调整动刀相位模拟器4的模拟刀片44位置，使其的一条边与表盘42上的电控元件43靠近，并检测到相应的信号，此时按下归零按钮，动刀12零位输入PLC记忆。

本实施例中的感应元件另一种实施方式为信息存储元件45，信息存储元件45为芯片、信息码、磁条、光盘或磁盘等可以进行信息存储、信息被读取的元件，本实施例中不做具体形式的限制，对应的模拟元件为可以对信息存储元件45中的信息进行获取的检测探头46，通过光、电、声音或磁等进行信号的传递，将信息存储元件45中的信息读取后传输信号给PLC进行相应的控制，实现对于动刀12的极限位置的限定，同样的，信息存储元件设置在动刀12和定刀13的靠近极限位置处，当检测探头46扫描读取到其内部的位置信息后传递给PLC，检测探头46通过一连接杆与输出轴411连接，连接杆与输出轴411固定连接，检测探头46设置在连接杆端部，检测探头46作为模拟元件时当检测探头46扫描到设置在极限位置的信息存储元件45即传递信号实现硬限位。

对动刀12进行工作原点归零设置时，先将动刀12装在极限位置，然后调整检测探头46位置，使其检测到相应的信号，按下归零按钮，动刀12零位输入PLC记忆。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置，包括动刀调整减速机、动刀调整传动机构、PLC和编码器，其特征在于，还包括动刀相位模拟器，所述动刀相位模拟器包括动刀模拟传动机构、表盘、设置于表盘上的感应元件和可绕表盘中心转动的模拟元件，所述表盘固定设置于所述动刀模拟传动机构上，所述动刀模拟传动机构包括输出轴，所述输出轴穿过所述表盘后与所述模拟元件固定连接；所述动刀调整减速机两输出端分别与所述动刀调整传动机构和所述动刀模拟传动机构的输入端连接，所述动刀调整传动机构与所述动刀模拟传动机构传动比相等；所述编码器与所述动刀调整传动机构连接，所述感应元件和所述编码器均与所述PLC连接。

2.根据权利要求1所述的纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置，其特征在于，所述动刀模拟传动机构还包括减速器、齿轮一、齿轮二、轴座和轴套，所述减速器与所述动刀调整减速机的输出端连接，所述齿轮一与所述减速器连接，所述齿轮二与所述齿轮一啮合，所述齿轮二设置于所述输出轴一端，所述输出轴另一端通过所述轴套安装在所述轴座内，所述轴套伸出所述轴座，其端部固定设置有所述表盘。

3.根据权利要求2所述的纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置，其特征在于，所述轴套与所述轴座固定连接，所述输出轴与所述轴套可转动连接。

4.根据权利要求1所述的纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置，其特征在于，所述感应元件为按照动刀和定刀相互位置关系和尺寸对应布置的电控元件，所述模拟元件为与其对应设置的模拟刀片。

5.根据权利要求1所述的纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置，其特征在于，所述感应元件为信息储存元件，所述模拟元件为对信息存储元件中信息进行获取的检测探头。

6.根据权利要求4所述的纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置，其特征在于，所述电控元件为光电开关或接近开关。

7.根据权利要求5所述的纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置，其特征在于，所述信息存储元件为芯片、信息码、磁条、磁盘或光盘。

8.根据权利要求1-7任一项所述的纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置，其特征在于，所述模拟刀片的两侧边之间的夹角与所述动刀的两侧边夹角相同。

9.根据权利要求8所述的纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置，其特征在于，所述感应元件设置于与所述动刀极限位置相对应处的表盘上。

10.根据权利要求5所述的纸箱印刷开槽机用动刀检测控制装置，其特征在于，所述输出轴与一连接杆固定连接，所述检测探头设置于所述连接杆的端部。