CN105183041B - 缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法，首先对安装到缓冲气垫机上加热丝进行检测；然后根据检测结果对加热丝的输出温度进行实时反馈调节和控制。本发明提供的缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法，可以对缓冲气垫机的加热丝输出的温度进行实时地反馈控制；不论加热丝的环境温度因素、使用时间等因素任意变化，加热丝的电阻发生微小偏差，如有较大偏差系统会自动报警提示，缓冲气垫机都可以进行适应性的温度调节；即通过实时的对加热丝进行检测，然后根据检测结果进行实时的反馈调节和控制。因此，采用上述缓冲气垫机生产出的气垫卷膜热封温度持续稳定，可靠性更强，气垫产品热封效果更好，质量更高。

Description

缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法

技术领域

本发明涉及包装装备技术领域，尤其涉及一种缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法。

背景技术

缓冲气垫机是一种生产充气的缓冲气垫的包装设备；缓冲气垫机设备的构造主要由主机、传动装置、充气气管、加热热封装置等部分构成。其中，在加热热封装置中，具体由上、下对应设置的两个滚轮以及加热丝(即电阻丝)等结构构成；两个滚轮之间存在有用于通过气垫薄膜的间隙；且其中一个滚轮的表面还缠绕覆盖有加热丝(即滚轮式加热丝)；在两个滚轮相对滚动时可以带动气垫卷膜传动前进并通过加热丝表面接触实现热封。

其中，上述滚轮式加热丝制作是通过机械线割出来，材料为普通电阻发热丝：即铁铬铝发热丝；

然而，缓冲气垫机常常因为电阻发热丝一些因素(例如：电阻本身特性偏差、使用环境、缓冲气垫机设备不同等因素)影响导致其不稳定，进而导致电阻发热丝的输出温度变化异常，影响气垫卷膜的热封效果，进而影响气垫产品质量。

举例说明(关于电阻本身偏差和使用环境因素)：1、由于机械线割加工出来的加热丝表面比较粗糙，所以装配时还需用砂纸将加热丝表面磨到光滑，但是这样一来，每条加热丝的电阻都会有一定的偏差。2、加热丝在装上机器后使作一段时间后，由于长期高温使用及磨擦后，其加热丝的电阻也会发生微小变化，产生电阻偏差。3、加热丝在不同的环境温度下面电阻也会出现偏差。以上因为电阻发热丝本身的电阻偏差都会影响到加热丝的温度控制异常。

举例说明(关于缓冲气垫机设备因素)：4、不同设备的加热温度设定值各不一样，而且有较大偏差。即不同缓冲气垫机设备即便是给定的功率控制值一样，但加热丝发热的温度各不相同，有的偏高，有的偏低。5、另外，同一缓冲气垫机设备在使用一段时间后，虽然设备给加热丝的功率值一直不变，但是加热丝的温度仍然会不断升高。从而影响设备使用。

综上，缓冲气垫机设备的加热丝的加热温度往往受到多种因素影响，而造成缓冲气垫机设备的加热热封温度不稳定，影响气垫卷膜的热封效果，进而影响气垫产品质量。所述，如何克服上述技术缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法，包括如下步骤：

步骤S100、首先对安装到缓冲气垫机上加热丝进行检测；

步骤S200、然后根据检测结果对加热丝的输出温度进行实时反馈调节和控制。

优选的，作为一种可实施方案；在所述步骤S100中，所述对安装到缓冲气垫机上加热丝进行检测具体包括如下步骤：

步骤S101、控制系统对安装在缓冲气垫机上的加热丝的输出功率值进行连续不断增加；并对当前加热丝的输出功率值以及对应的电流值进行实时采样；

步骤S102、通过实时采样结果，计算得到加热丝的输出功率值与对应电流值的线性函数关系；

步骤S103、通过所述线性函数关系得到当前加热丝的斜率。

优选的，作为一种可实施方案；在所述步骤S200中，所述根据检测结果对加热丝的输出温度进行实时反馈调节和控制，具体包括如下步骤：

步骤S201、判断实时采样的当前加热丝的斜率与标准斜率的关系；

步骤S202、然后根据当前实时采样的斜率与标准斜率关系，通过控制系统对加热丝的斜率进行补偿，并使补偿后的当前加热丝的斜率与所述标准斜率相同；直到当前斜率与标准斜率一致后，控制系统不再进行调整。

优选的，作为一种可实施方案；在所述步骤S202中；若当前实时采样的斜率大于标准斜率，则对当前加热丝的斜率进行成比例降低补偿，并使其与所述标准斜率相同；并具体通过控制系统调整控制脉冲的频率来改变控制电流变化量，进行实现加热丝的输出温度的适应调整；

直到当前斜率与标准斜率一致后，控制系统不再进行调整。

优选的，作为一种可实施方案；在所述步骤S202中；若当前实时采样的斜率小于标准斜率，则对当前加热丝的斜率进行成比例增加补偿，并使其与所述标准斜率相同；并具体通过控制系统调整控制脉冲的频率来改变控制电流变化量，进行实现加热丝的输出温度的适应调整；

直到当前斜率与标准斜率一致后，控制系统不再进行调整。

优选的，作为一种可实施方案；在所述步骤S202中；若当前实时采样的斜率等于标准斜率，控制系统则不再进行调整。

优选的，作为一种可实施方案；在步骤S101中；所述控制系统对安装在缓冲气垫机上的加热丝的输出功率值进行连续不断增加；其具体通过功率控制器对加热丝的输出功率值进行增加。

优选的，作为一种可实施方案；所述输出功率值具体为施加在加热丝上的输出功率值百分比。

优选的，作为一种可实施方案；在步骤S100之前，还包括如下步骤：在缓冲气垫机的控制系统上预设，标准加热丝的输出功率值与对应电流值的标准线性函数关系以及标准斜率。

优选的，作为一种可实施方案；在所述步骤S201中：控制系统具体通过PWM控制器调整控制脉冲的频率，来改变控制加热丝两端的电流变化量，进行实现加热丝的输出温度的适应调整。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：

本发明提供的一种缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法；上述缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法主要包括两个步骤；即步骤S100、首先对安装到缓冲气垫机上加热丝进行检测；步骤S200、然后根据检测结果对加热丝的输出温度进行实时反馈调节和控制。

需要说明的是，加热丝以及安装到气垫机设备上的加热丝都可以通过实时检测得到其加热丝的斜率，并最后通过斜率进行纠偏和补充；在实时进行补偿后，可以保证使用者在操作时；按照指定的温度档位，其真实输出的温度与档位对应温度是一致的。

具体的加热丝加热温度控制方法是，首先对安装到缓冲气垫机上加热丝进行检测；然后根据检测结果对加热丝的输出温度进行实时反馈调节和控制。这样一来，可以通过该控制方法对缓冲气垫机的加热丝输出的温度进行实时地反馈控制；不论加热丝的环境温度因素、使用时间等因素任意变化，加热丝的电阻发生任意的偏差，缓冲气垫机都可以进行适应性的温度调节；即通过实时的对加热丝进行检测，然后根据检测结果进行实时的反馈调节和控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法的方案硬件结构图：

图2为本发明实施例提供的缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法中的缓冲气垫机设备A与缓冲气垫机设备B各自的输出功率与检测电流线性函数关系示意图；

图3为本发明实施例提供的缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

本发明实施例提供的一种缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法，包括如下步骤：

步骤S100、首先对安装到缓冲气垫机上加热丝进行检测；

步骤S200、然后根据检测结果对加热丝的输出温度进行实时反馈调节和控制。

需要说明的是，上述加热丝都可以通过实时检测得到其加热丝的斜率，并最后通过斜率进行纠偏和补充；在实时进行补偿后，可以保证使用者在操作时；按照指定的温度档位，其真实输出的温度与档位对应温度是一致的。

具体的加热丝加热温度控制方法是，首先对安装到缓冲气垫机上加热丝进行检测；然后根据检测结果对加热丝的输出温度进行实时反馈调节和控制。这样一来，可以通过该控制方法对缓冲气垫机的加热丝输出的温度进行实时地反馈控制；在加热丝的环境温度因素、使用时间等因素任意变化时，即加热丝的电阻发生偏差时，缓冲气垫机都可以进行适应性的温度调节；即通过实时的对加热丝进行检测，然后根据检测结果进行实时的反馈调节和控制。

下面对本发明实施例提供的缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法的具体技术以及具体技术效果做一下详细的说明：

在所述步骤S100中，所述对安装到缓冲气垫机上加热丝进行检测具体包括如下步骤：

步骤S101、控制系统对安装在缓冲气垫机上的加热丝的输出功率值进行连续不断增加；并对当前加热丝的输出功率值以及对应的电流值进行实时采样；

步骤S102、通过实时采样结果，计算得到加热丝的输出功率值与对应电流值的线性函数关系；

步骤S103、通过所述线性函数关系得到当前加热丝的斜率。

在所述步骤S200中，所述根据检测结果对加热丝的输出温度进行实时反馈调节和控制，具体包括如下步骤：

步骤S201、判断实时采样的当前加热丝的斜率与标准斜率的关系；

步骤S202、然后根据当前实时采样的斜率与标准斜率关系，通过控制系统对加热丝的斜率进行补偿，并使补偿后的当前加热丝的斜率与所述标准斜率相同；直到当前斜率与标准斜率一致后，控制系统不再进行调整(另参见图3所示意的本发明缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法的流程原理示意图)。

在具体控制方式中，控制系统实际参考量时加热丝的一个线性函数的斜率；即在该步骤中，控制系统对安装在缓冲气垫机上的加热丝的输出功率值进行连续不断增加；并对当前加热丝的输出功率值以及对应的电流值进行实时采样；通过实时采样结果，计算得到加热丝的输出功率值与对应电流值的线性函数关系；然而通过所述线性函数关系得到当前加热丝的斜率。

然后，判断实时采样的当前加热丝的斜率与标准斜率的关系；最后根据当前实时采样的斜率与标准斜率关系，通过控制系统对加热丝的斜率进行补偿，并使补偿后的当前加热丝的斜率与所述标准斜率相同；直到当前斜率与标准斜率一致后，控制系统不再进行调整。很显然，通过对比可以知道实际采样斜率与标准斜率往往存在一定的差别；也就同时说明，如果操作者将缓冲气垫机选定到指定档位温度时，该缓冲气垫机的实际输出加热温度往往就会出现偏差。然而这种偏差也是通过斜率补偿可以实现纠正的；即当实时采样的斜率大于标准斜率，则证明当操作者选定档位到指定温度时，其实际输出的加热丝加热温度会高于档位选定值。然而只有通过补偿才能实现对斜率进行成比例的纠偏补偿。在具体控制方式中，是通过脉宽PWM法对加热丝两端的电流变化量进行控制，进而实现对加热丝的输出温度进行补偿控制。

需要说明的是；脉宽PWM法，它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。进而通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制电流、电压目的。举例说明：若当前实时采样的斜率大于标准斜率，则通过系统自身可通过调整控制脉冲的频率来改变控制电流变化量进而控制斜率；使其与所述标准斜率相同；直到当前斜率与标准斜率一致后，系统不再进行调整。

在所述步骤S202中；若当前实时采样的斜率大于标准斜率，则对当前加热丝的斜率进行成比例降低补偿，并使其与所述标准斜率相同；并具体通过控制系统调整控制脉冲的频率来改变控制电流变化量，进行实现加热丝的输出温度的适应调整；

直到当前斜率与标准斜率一致后，控制系统不再进行调整。

在所述步骤S202中；若当前实时采样的斜率小于标准斜率，则对当前加热丝的斜率进行成比例增加补偿，并使其与所述标准斜率相同；并具体通过控制系统调整控制脉冲的频率来改变控制电流变化量，进行实现加热丝的输出温度的适应调整；

直到当前斜率与标准斜率一致后，控制系统不再进行调整。

在所述步骤S202中；若当前实时采样的斜率等于标准斜率，控制系统则不再进行调整。

优选的，作为一种可实施方案；在步骤S101中；所述控制系统对安装在缓冲气垫机上的加热丝的输出功率值进行连续不断增加；其具体通过功率控制器对加热丝的输出功率值进行增加。

优选的，作为一种可实施方案；所述输出功率值具体为施加在加热丝上的输出功率值百分比。

优选的，作为一种可实施方案；在步骤S100之前，还包括如下步骤：在缓冲气垫机的控制系统上预设，标准加热丝的输出功率值与对应电流值的标准线性函数关系以及标准斜率。

优选的，作为一种可实施方案；在所述步骤S201中：控制系统具体通过PWM控制器调整控制脉冲的频率，来改变控制加热丝两端的电流变化量，进行实现加热丝的输出温度的适应调整。

需要说明的是，上述缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法，可以通过软件以及相关硬件实现自我检测以及实现了自动化加热温度的反馈控制和调节；

实验证明：

本发明实施例提供的缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法，针对加热丝的不稳定性因素，可以通过自我检测法以及实时反馈控制始终实现稳定恒定的加热温度输出。如图1所示，本发明实施例提供的方案硬件结构图：在控制硬件结构中，控制器通过检测加热丝的电流反馈值给电热丝不同的加热功率。这样就可以让加热丝温度始终保持平恒。

但是，本发明实施例提供的加热丝温度控制方法主要是在软件上做了改进。如果单纯的按照上述方法控制加热丝只能保证加热丝启动加热温度保持一致，而不能保证每一台设备的温度都一样。然而应用本发明加热丝加热温度控制方法可以实现加热丝输出稳定的始终恒定。

方案描述如下：在设备中加入一个加热丝自动检测界面、用户进入这个界面后，按下启动键即可启动该功能。启动后控制器会给加热丝不断增加的功率值△P(百分比)，并实时检测对应功率的电流值△I通过变化的△P(百分比)与检测的△I对比发现两者在允许的温度内是呈线性变化的。

需要说明的是，本发明加热丝加热温度控制方法，还通过相关实验进行了论证。如下数据所示为A、B两台设备的加热丝的实验数据值。

实验数据

关于A设备内部控制数据与其电流采样数据对比表如下：

△Pa(％)：10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30；共21组数据；

△Ia(A)：1.45、1.5、1.55、1.7、1.8、1.9、2.0、2.15、2.2、2.45、2.5、2.6、2.7、2.85、2.9、3、3.1、3.25、3.3、3.45、3.5；共21组对应的数据；

关于B设备内部控制数据与其电流采样数据对比表如下：

△Pb(％)：10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30；共21组数据；

△Ib(A)：1.4、1.6、1.8、1.9、2.0、2.2、2.3、2.4、2.6、2.65、2.8、3.05、3.1、3.25、3.4、3.55、3.7、3.8、4.05、4.15、4.3；共21组数据；

通过上述缓冲气垫机设备A与缓冲气垫机设备B各自的输出功率与检测电流实验数据，得到如图2所示的线性函数关系。如图2所示A、B两条直线的斜率Kb>Ka。也就是在用户设定的相同档位下面，B的加热丝温度大于A的加热丝温度(电流越大温度越大：Q＝I^2Rt)，同时也可以看出B的控制的温度跨度较大(斜率较大)。

系统通过上述采样的数据判断设备自身加热系统的温度跨度(斜率)，根据实测的温度跨度(斜率)与设定的标准跨度(斜率)进行比较，如果实测值大于标准值，则系统自身可通过调整控制脉冲的频率来改变控制跨度，从而实现温度跨度与标准跨度接近。当温度跨度与标准跨度一致后系统不再调整。

综上所述，本发明提供的缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法，具有传动装置和加热热封装置一体设计，采用了更直接的牵引传动以及加热构造，结构设计合理且创新，其既保证了气垫卷膜的生产效率以及质量；同时还采用了脱膜感应和反馈控制，增加了其自动化程度和自动化控制能力，使用起来非常方便。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (8)

1.一种缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S100、首先对安装到缓冲气垫机上加热丝进行检测；

步骤S200、然后根据检测结果对加热丝的输出温度进行实时反馈调节和控制；

在所述步骤S100中，所述对安装到缓冲气垫机上加热丝进行检测具体包括如下步骤：

步骤S101、控制系统对安装在缓冲气垫机上的加热丝的输出功率值进行连续不断增加；并对当前加热丝的输出功率值以及对应的电流值进行实时采样；

步骤S102、通过实时采样结果，计算得到加热丝的输出功率值与对应电流值的线性函数关系；

步骤S103、通过所述线性函数关系得到当前加热丝的斜率；

在所述步骤S200中，所述根据检测结果对加热丝的输出温度进行实时反馈调节和控制，具体包括如下步骤：

步骤S201、判断实时采样的当前加热丝的斜率与标准斜率的关系；

步骤S202、然后根据当前实时采样的斜率与标准斜率关系，通过控制系统对加热丝的斜率进行补偿，并使补偿后的当前加热丝的斜率与所述标准斜率相同；直到当前斜率与标准斜率一致后，控制系统不再进行调整。

2.如权利要求1所述的缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法，其特征在于，

在所述步骤S202中；若当前实时采样的斜率大于标准斜率，则对当前加热丝的斜率进行成比例降低补偿，并使其与所述标准斜率相同；并具体通过控制系统调整控制脉冲的频率来改变控制电流变化量，进行实现加热丝的输出温度的适应调整；

直到当前斜率与标准斜率一致后，控制系统不再进行调整。

3.如权利要求1所述的缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法，其特征在于，

在所述步骤S202中；若当前实时采样的斜率小于标准斜率，则对当前加热丝的斜率进行成比例增加补偿，并使其与所述标准斜率相同；并具体通过控制系统调整控制脉冲的频率来改变控制电流变化量，进行实现加热丝的输出温度的适应调整；

直到当前斜率与标准斜率一致后，控制系统不再进行调整。

4.如权利要求1所述的缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法，其特征在于，

在所述步骤S202中；若当前实时采样的斜率等于标准斜率，控制系统则不再进行调整。

5.如权利要求1所述的缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法，其特征在于，

在步骤S101中；所述控制系统对安装在缓冲气垫机上的加热丝的输出功率值进行连续不断增加；其具体通过功率控制器对加热丝的输出功率值进行增加。

6.如权利要求5所述的缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法，其特征在于，

所述输出功率值具体为施加在加热丝上的输出功率值百分比。

7.如权利要求5所述的缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法，其特征在于，

在步骤S100之前，还包括如下步骤：

在缓冲气垫机的控制系统上预设，标准加热丝的输出功率值与对应电流值的标准线性函数关系以及标准斜率。

8.如权利要求5所述的缓冲气垫机的加热丝加热温度控制方法，其特征在于，

在所述步骤S201中：控制系统具体通过PWM控制器调整控制脉冲的频率，来改变控制加热丝两端的电流变化量，进行实现加热丝的输出温度的适应调整。