CN109132046A - 一种连续式供膜系统及方法、纠偏控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续式供膜系统及方法、纠偏控制系统及方法，该系统包括：输入单元、色标检测器、主伺服驱动器、供膜纠偏伺服驱动器和运动控制器，该控制器接收薄膜带的色标间距、主伺服轴编码器的基准位置和/或供膜纠偏伺服电机的单次补偿量，调用所述位置信息和所述基准位置获得供膜偏差，并根据所述供膜偏差和所述色标间距得到补偿量；根据所述单次补偿量和所述补偿量调节所述供膜纠偏伺服驱动器的供给量。使用本发明的连续式供膜纠偏控制系统时，通过设置薄膜带的色标间距、主伺服轴编码器的基准位置和/或供膜纠偏伺服电机的单次补偿量，自动调节供给量进行纠偏。在更换不同色标间距的薄膜带时，无需更换任何零部件，提高了机器综合效率。

Description

一种连续式供膜系统及方法、纠偏控制系统及方法

技术领域

本发明涉及包装机械技术领域，更具体地说，涉及一种连续式供膜系统及方法、纠偏控制系统及方法。

背景技术

连续式供膜中纠偏采用差动式输送牵引调节装置，由色标检测器对包装薄膜带上的色标进行检测，由牵引辊牵引包装薄膜带进行输送，其牵引输送速度由色标检测器及凸轮同步信号装置通过电气装置控制的误差补偿装置、差动传动装置等实现调节。色标检测器、凸轮同步信号装置及电气装置综合判别出必须的牵引输送速度，借此控制误差补偿装置，通过差动传动装置的正传或反转，使牵引辊增速或减速，确保牵引输送速度的实现，从而完成包装薄膜带的纵向纠偏。但是，采用差动式输送牵引调节装置时，在更换不同色标间距的薄膜带时，在牵引辊的直径不变及角速度恒定时，其差动装置的误差补偿较大，造成牵引辊的线速度变化较大，引起纠偏误差增大，有时还可能对薄膜带造成拉伸变形，所以必须更换不同直径的牵引辊来解决此问题，操作不方便，影响机器综合效率。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是如何提高机器的综合效率，为此，本发明提供了一种连续式供膜系统及方法、纠偏控制系统及方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种连续式供膜纠偏控制系统，包括：

输入单元，用于输入薄膜带的色标间距、主伺服轴编码器的基准位置和/或供膜纠偏伺服电机的单次补偿量；

色标检测器，用于检测薄膜带上的色标并生成色标信号，所述薄膜带缠绕在牵引辊上；

主伺服驱动器，用于驱动主伺服电机运转，当接收到所述色标信号时，所述主伺服驱动器锁存主伺服轴编码器的位置信息；

供膜纠偏伺服驱动器，用于驱动供膜纠偏伺服电机运转；

运动控制器，用于接收薄膜带的色标间距、主伺服轴编码器的基准位置和/或供膜纠偏伺服电机的单次补偿量，调用所述位置信息和所述基准位置获得供膜偏差，并根据所述供膜偏差和所述色标间距得到补偿量；根据所述单次补偿量和所述补偿量调节所述供膜纠偏伺服驱动器的供给量。

优选地，在上述连续式供膜纠偏控制系统中，所述基准位置为主伺服轴编码器的基准角度α，0°≤α≤360°；

所述位置信息为主伺服轴编码器的锁存角度β，0°≤β≤360°。

优选地，在上述连续式供膜纠偏控制系统中，所述色标间距经过测量得到。

优选地，在上述连续式供膜纠偏控制系统中，所述输入单元为触摸屏。

优选地，在上述连续式供膜纠偏控制系统中，所述主伺服驱动器、所述纠偏伺服驱动器和运动控制器通过高速总线进行数据传递。

本发明还公开了一种所述连续式供膜系统，该连续式供膜系统包括如上述任一项所述的连续式供膜纠偏控制系统。

本发明还公开了一种连续式供膜纠偏控制方法，包括：

输入薄膜带的色标间距、主伺服轴编码器的基准位置和/或供膜纠偏伺服电机的单次补偿量；

当色标检测器检测到色标信号时，触发主伺服驱动器锁存主伺服轴编码器的锁存角度；

接收薄膜带的色标间距、主伺服轴编码器的基准位置和/或供膜纠偏伺服电机的单次补偿量，调用所述位置信息和所述基准位置获得供膜偏差，并根据所述供膜偏差和所述色标间距得到补偿量；根据所述单次补偿量和所述补偿量调节所述供膜纠偏伺服驱动器的供给量。

优选地，在上述连续式供膜纠偏控制方法中，所述基准位置为主伺服轴编码器的基准角度α，0°≤α≤360°；

所述位置信息为主伺服轴编码器的锁存角度β，0°≤β≤360°。

优选地，在上述连续式供膜纠偏控制方法中，所述调用所述位置信息和所述基准位置获得供膜偏差具体为：

若β≥α，则所述供膜偏差Δθ＝β-α；若β<α，则所述供膜偏差Δθ＝360°+β-α。

优选地，在上述连续式供膜纠偏控制方法中，

当Δθ<180°时，所述补偿量ΔL＝－L＊Δθ/360°；

当Δθ≥180°时，所述补偿量ΔL＝L＊(360°-Δθ)/360。

优选地，在上述连续式供膜纠偏控制方法中，所述色标间距经过测量得到。

本发明还公开了一种连续式供膜方法，该方法包括上述任一项所述的连续式供膜纠偏控制方法。

从上述的技术方案可以看出，使用本发明的连续式供膜纠偏控制系统时，通过设置薄膜带的色标间距、主伺服轴编码器的基准位置和/或供膜纠偏伺服电机的单次补偿量，自动调节供给量进行纠偏。在更换不同色标间距的薄膜带时，无需更换任何零部件，操作方便提高了机器综合效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例所提供的一种连续式供膜纠偏系统的立体结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种连续式供膜纠偏控制系统的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种连续式供膜纠偏控制方法的流程示意图。

其中，1为供膜纠偏伺服电机、2为联轴器、3为第一齿轮、4为第二齿轮、5为主伺服电机、6为包装轮、7为压膜辊、8为牵引辊、9为色标检测器、10为供膜纠偏伺服驱动器、11为运动控制器、12为输入单元、13为薄膜带、14为主伺服驱动器。

具体实施方式

为此，本发明的核心在于提供一种连续式供膜系统及方法、纠偏控制系统及方法，以提高机器的综合效率。

此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

请参阅图1，本发明实施例中的连续式供膜系统，包括主伺服电机5、包装轮6、供膜纠偏伺服电机1和牵引辊8，主伺服电机5驱动包装轮6运转，供膜纠偏伺服电机1通过联轴器2驱动第一齿轮3，第一齿轮3带动第二齿轮4运转，第二齿轮4和牵引辊8同轴安装，压膜辊7将薄膜带13紧紧压在牵引辊8上。

运行时，把薄膜带13绕在牵引辊8上，供膜纠偏伺服电机1跟随主伺服电机5运转，主伺服电机5转一圈，即360°，供膜纠偏伺服电机1驱动牵引辊8转一个色标间距的弧长。

该连续式供膜系统还包括如下各实施例所提供的连续式供膜纠偏控制系统。具体请参照以下各实施例。

请参阅图2，本发明实施例所公开的连续式供膜纠偏控制系统，包括：

输入单元12，用于输入薄膜带13的色标间距、主伺服轴编码器的基准位置和/或供膜纠偏伺服电机1的单次补偿量；输入单元12可以为键盘、显示器、触摸屏，其中本发明实施例中优选地，输入单元12为触摸屏，该触摸屏不仅能够显示相应的数据，还可以通过虚拟键盘进行输入上述参数。

色标检测器9，用于检测薄膜带13上的色标并生成色标信号，薄膜带13缠绕在牵引辊8上；色标检测器9安装在牵引辊8旁，色标检测器9的光斑垂直照射在牵引辊8上，当色标检测器9的光斑与薄膜带13的色标对齐时，触发生成色标信号。

主伺服驱动器14，用于驱动主伺服电机5运转，当接收到色标信号时，主伺服驱动器14锁存主伺服轴编码器的位置信息；

供膜纠偏伺服驱动器10，用于驱动供膜纠偏伺服电机1运转；

运动控制器11，用于接收薄膜带13的色标间距、主伺服轴编码器的基准位置和/或供膜纠偏伺服电机1的单次补偿量，调用位置信息和基准位置获得供膜偏差，并根据供膜偏差和色标间距得到补偿量；根据单次补偿量和补偿量调节供膜纠偏伺服驱动器10的供给量。

使用本发明的连续式供膜纠偏控制系统时，通过设置薄膜带13的色标间距、主伺服轴编码器的基准位置和/或供膜纠偏伺服电机1的单次补偿量，自动调节供给量进行纠偏。在更换不同色标间距的薄膜带13时，无需更换任何零部件，操作方便提高了机器综合效率。

在无线速度同步要求时，更换不同色标间距的薄膜带13时，无需更换任何零部件，当薄膜带13的色标间距变化较小时，可自动调节供给纠偏，当薄膜带13的色标间距变化较大时，为提高供膜精度、减小补偿量，防止误差增大造成图案拉伸变形，需要在输入单元12内输入色标间距和单次补偿量，即可改变供膜纠偏伺服电机1的供给量，实现高速连续供给纠偏。

在有线速度同步要求时，更换不同色标间距的薄膜带13时，不需更换任何零部件，更不可改变触摸屏内色标间距。运动控制器11根据检测的供膜偏差，经过运算后换算成供膜伺服驱动器的补偿量，在无线速度同步的区间供膜纠偏伺服电机1进行多次补偿，平稳改变薄膜带13的线速度，防止薄膜带13的线速度陡变造成的误差增大和图案拉伸变形。

基准位置可以基准角度、基准弧度等。为方便检测，本发明实施例中，基准位置为主伺服轴编码器的基准角度α，0°≤α≤360°；位置信息为主伺服轴编码器的锁存角度β，0°≤β≤360°。不同的薄膜带13中色标间距有所差异，运动控制器11能够根据不同的薄膜带13预先存储对应的色标间距，在使用时通过调用预先存储的薄膜带13，选取对应的色标间距，或者，本发明实施例中色标间距经过测量得到，在需要调试时，将测量得到的色标间距输入是输入单元12中。当Δθ<180°时，补偿量ΔL＝－L＊Δθ/360°；当Δθ≥180°时，补偿量ΔL＝L＊(360°-Δθ)/360。

各部件之间的数据通过有线网络进行传递，或者无线网络进行传递。本发明实施例中，该输入单元12通过以太网和运动控制器11通讯，主伺服驱动器14和供膜纠偏伺服驱动器10通过高速总线实现与运动控制器11数据交换。主伺服驱动器14驱动主伺服电机5运转，供膜纠偏伺服驱动器10驱动供膜纠偏伺服电机1运转。色标检测器9输出信号连接到主伺服驱动器14，可有效避免运动控制器11的程序扫描周期的影响。

请参阅图3，本发明还公开了一种连续式供膜纠偏控制方法，包括：

步骤S100、输入薄膜带的色标间距、主伺服轴编码器的基准位置和/或供膜纠偏伺服电机的单次补偿量；上述各参数由输入单元人为进行输入，该输入单元可以为键盘、显示器、触摸屏，其中本发明实施例中优选地，输入单元为触摸屏，该触摸屏不仅能够显示相应的数据，还可以通过虚拟键盘进行输入上述参数。

步骤S200、当色标检测器检测到色标信号时，触发主伺服驱动器锁存主伺服轴编码器的锁存角度；色标检测器安装在牵引辊旁，色标检测器的光斑垂直照射在牵引辊上，当色标检测器的光斑与薄膜带色标对齐时，触发生成色标信号。

步骤S300、接收薄膜带的色标间距、主伺服轴编码器的基准位置和/或供膜纠偏伺服电机的单次补偿量，调用所述位置信息和所述基准位置获得供膜偏差，并根据所述供膜偏差和所述色标间距得到补偿量；根据所述单次补偿量和所述补偿量调节所述供膜纠偏伺服驱动器的供给量。所述基准位置为主伺服轴编码器的基准角度α，0°≤α≤360°；所述位置信息为主伺服轴编码器的锁存角度β，0°≤β≤360°。所述调用所述位置信息和所述基准位置获得供膜偏差具体为：若β≥α，则所述供膜偏差Δθ＝β-α；若β<α，则所述供膜偏差Δθ＝360°+β-α。当Δθ<180°时，所述补偿量ΔL＝－L＊Δθ/360°；当Δθ≥180°时，所述补偿量ΔL＝L＊(360°-Δθ)/360。

在无线速度同步要求时，更换不同色标间距的薄膜带时，无需更换任何零部件，当薄膜带的色标间距变化较小时，可自动调节供给纠偏，当薄膜带的色标间距变化较大时，为提高供膜精度、减小补偿量，防止误差增大造成图案拉伸变形，需要在输入单元内输入色标间距和单次补偿量，即可改变供膜纠偏伺服电机的供给量，实现高速连续供给纠偏。

在有线速度同步要求时，更换不同色标间距的薄膜带时，不需更换任何零部件，更不可改变触摸屏内色标间距。运动控制器根据检测的供膜偏差，经过运算后换算成供膜伺服驱动器的补偿量，在无线速度同步的区间供膜纠偏伺服电机进行多次补偿，平稳改变薄膜带的线速度，防止薄膜带的线速度陡变造成的误差增大和图案拉伸变形。

本发明还公开了一种连续式供膜方法，所述方法包括如上述各实施例中的连续式供膜纠偏控制方法。由于上述方案具有以上效果，包括该连续式供膜纠偏控制方法的连续式供膜方法也具有相应的效果，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种连续式供膜纠偏控制系统，其特征在于，包括：

输入单元，用于输入薄膜带的色标间距、主伺服轴编码器的基准位置和/或供膜纠偏伺服电机的单次补偿量；

色标检测器，用于检测薄膜带上的色标并生成色标信号，所述薄膜带缠绕在牵引辊上；

主伺服驱动器，用于驱动主伺服电机运转，当接收到所述色标信号时，所述主伺服驱动器锁存主伺服轴编码器的位置信息；

供膜纠偏伺服驱动器，用于驱动供膜纠偏伺服电机运转；

运动控制器，用于接收薄膜带的色标间距、主伺服轴编码器的基准位置和/或供膜纠偏伺服电机的单次补偿量，调用所述位置信息和所述基准位置获得供膜偏差，并根据所述供膜偏差和所述色标间距得到补偿量；根据所述单次补偿量和所述补偿量调节所述供膜纠偏伺服驱动器的供给量。

2.如权利要求1所述的连续式供膜纠偏控制系统，其特征在于，所述基准位置为主伺服轴编码器的基准角度α，0°≤α≤360°；

所述位置信息为主伺服轴编码器的锁存角度β，0°≤β≤360°。

3.如权利要求2所述的连续式供膜纠偏控制系统，其特征在于，所述色标间距经过测量得到。

4.如权利要求3所述的连续式供膜纠偏控制系统，其特征在于，所述输入单元为触摸屏。

5.如权利要求3所述的连续式供膜纠偏控制系统，其特征在于，所述主伺服驱动器、所述纠偏伺服驱动器和运动控制器通过高速总线进行数据传递。

6.一种连续式供膜系统，其特征在于，所述连续式供膜系统包括如权利要求1至5中任一项所述的连续式供膜纠偏控制系统。

7.一种连续式供膜纠偏控制方法，其特征在于，包括：

输入薄膜带的色标间距、主伺服轴编码器的基准位置和/或供膜纠偏伺服电机的单次补偿量；

当色标检测器检测到色标信号时，触发主伺服驱动器锁存主伺服轴编码器的锁存角度；

接收薄膜带的色标间距、主伺服轴编码器的基准位置和/或供膜纠偏伺服电机的单次补偿量，调用所述位置信息和所述基准位置获得供膜偏差，并根据所述供膜偏差和所述色标间距得到补偿量；根据所述单次补偿量和所述补偿量调节所述供膜纠偏伺服驱动器的供给量。

8.如权利要求7所述的连续式供膜纠偏控制方法，其特征在于，所述基准位置为主伺服轴编码器的基准角度α，0°≤α≤360°；

所述位置信息为主伺服轴编码器的锁存角度β，0°≤β≤360°。

9.如权利要求8所述的连续式供膜纠偏控制方法，其特征在于，所述调用所述位置信息和所述基准位置获得供膜偏差具体为：

若β≥α，则所述供膜偏差Δθ＝β-α；若β<α，则所述供膜偏差Δθ＝360°+β-α。

10.如权利要求9所述的连续式供膜纠偏控制方法，其特征在于，

当Δθ<180°时，所述补偿量ΔL＝－L＊Δθ/360°；

当Δθ≥180°时，所述补偿量ΔL＝L＊(360°-Δθ)/360。

11.如权利要求10所述的连续式供膜纠偏控制方法，其特征在于，所述色标间距经过测量得到。

12.一种连续式供膜方法，其特征在于，所述方法包括如权利要求7至11中任一项所述的连续式供膜纠偏控制方法。