CN109203573B - 一种高效连卷袋裁切及故障甄别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效连卷袋裁切及故障甄别方法，利用单个旋转电机带动两套相同结构升降机构上的裁切刀完成交替裁切作业；在旋转电机一个旋转周期内，两个裁切刀裁切动作发生时刻相差1/2个旋转周期；利用设置在两个裁切刀中间位置的振动传感器对裁切动作发生时产生的振动声音信号进行采集，该传感器在输出一个矩形脉冲序列的同时并进行计数，其中矩形脉冲序列中奇数次序和偶数次序的高电平脉冲分别对应两个裁切刀裁切动作中的一个，实现故障升降机构的精确甄别。

Description

一种高效连卷袋裁切及故障甄别方法

技术领域

本发明涉及自动化设备领域，具体涉及一种高效连卷袋裁切装置及裁切、故障甄别方法。

背景技术

连卷袋指的是卷收在一起的袋子，连卷袋体积小，使用方便，生活中常见连卷袋有垃圾袋以及超市中用来装散装商品的袋子。连卷袋在生产时，需要在两个相邻袋子的连接处加工处点断线，从而方便使用时，按照加工好的点断线快速将袋子分离，并保证袋子的完整性。

本申请人发现现有技术中至少存在以下技术问题：现有连卷袋加工点断线用的裁切刀均由气缸带动其上下动作，而每套加工设备上仅设置有一个裁切刀，因此使得设备的加工效率较低，致使连卷袋的利润较少。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高效连卷袋裁切装置，以解决现有技术中连卷袋加工效率低等技术问题。本发明提供的诸多技术方案中优选的技术方案具有：可通过对两组连卷袋进行裁切，从而使加工效率大大提高，进而提高生产利润等技术效果，详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种高效连卷袋裁切装置，包括第一基座、第二基座和裁切刀，所述第一基座与所述第二基座连接在一起，所述第一基座的外侧与所述第二基座的外侧均设置有裁切槽，所述裁切槽的两侧均设置有支撑辊轴；

所述裁切槽的上方设置有所述裁切刀，所述第一基座上的所述裁切刀上方安装有第一升降机构，所述第二基座上的所述裁切刀上方安装有第二升降机构，且所述第一升降机构和所述第二升降机构结构相同；

所述第一升降机构包括升降臂、摆动臂、支撑臂和连杆，所述升降臂滑动安装在所述裁切槽的槽口上方，且所述升降臂与所述裁切刀固定连接，所述升降臂上端通过转轴与所述摆动臂转动连接，所述摆动臂的中部设置有支撑臂，且所述支撑臂的上端通过转轴与所述摆动臂转动连接，所述支撑臂下端通过转轴安装在所述第一基座上，所述摆动臂的另一端通过转轴与所述连杆转动连接，所述连杆的下端设置有驱动杆；

所述第一升降机构和所述第二升降机构的所述连杆均通过转轴与所述驱动杆转动连接，所述驱动杆的另一端通过传动轴安装在所述第一基座上，所述传动轴纵向贯穿所述第一基座，所述传动轴伸出所述第一基座的一端安装有传动机构，能够驱动所述传动轴转动。

采用上述一种高效连卷袋裁切装置，两侧的所述支撑辊轴对连卷袋进行支撑，从而使连卷袋水平穿过所述裁切刀下方，裁切时，所述传动机构带动所述传动轴转动，从而使所述驱动杆带动所述连杆下端绕所述传动轴转动，因此使得所述连杆上端带动所述摆动臂绕所述支撑臂上下摆动，当所述连杆下端转至所述传动轴上方时，所述摆动臂与所述升降臂连接的一端下降至最低位，完成对连卷袋的裁切，所述驱动杆继续绕所述传动轴转动，从而使所述连杆上端下降，使所述摆动臂与所述升降臂连接的一端上升，从而使所述裁切刀抬起，完成一次裁切，所述传动轴继续转动，通过所述驱动杆带动两侧的所述第一升降机构和所述第二升降机构往复动作，从而使两侧的所述裁切刀同时进行连续裁切，进而提高连卷袋的加工效率。

作为优选，所述支撑辊轴通过支架固定在所述第一基座和所述第二基座上。

作为优选，所述传动轴通过轴承安装在所述第一基座上。

作为优选，所述驱动杆与所述传动轴通过键连接。

作为优选，所述传动机构为带传动。

有益效果在于：1、本发明采用一套所述传动机构同时带动所述第一升降机构和所述第二升降机构动作，从而使两侧的所述裁切刀同时对两组连卷袋进行裁切，既可降低能源消耗，同时还可提高生产效率；2、借助一个振动传感器和接近开关传感器即可实现故障升降机构卡机的预警及甄别，并独立控制两升降机构的旋转和停止，并大幅度减小了装置运行过程中的振动噪音。

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是本发明的前视图；

图2是本发明的后视图；

图3是本发明的左视图。

附图标记说明如下：

1、第一基座；2、第一升降机构；201、升降臂；202、摆动臂；203、支撑臂；204、连杆；3、裁切刀；4、驱动杆；401、传动轴；5、第二升降机构；6、第二基座；7、裁切槽；8、支撑辊轴；9、传动机构。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

第一实施方式：参见图1-图3所示，本发明提供了一种高效连卷袋裁切装置，包括第一基座1、第二基座6和裁切刀3，第一基座1与第二基座6连接在一起，第一基座1的外侧与第二基座6的外侧均设置有裁切槽7，裁切槽7的两侧均设置有支撑辊轴8；

裁切槽7的上方设置有裁切刀3，第一基座1上的裁切刀3上方安装有第一升降机构2，第二基座6上的裁切刀3上方安装有第二升降机构5，且第一升降机构2和第二升降机构5结构相同；

第一升降机构2包括升降臂201、摆动臂202、支撑臂203和连杆204，升降臂201滑动安装在裁切槽7的槽口上方，且升降臂201与裁切刀3固定连接，升降臂201上端通过转轴与摆动臂202转动连接，摆动臂202的中部设置有支撑臂203，且支撑臂203的上端通过转轴与摆动臂202转动连接，支撑臂203下端通过转轴安装在第一基座1上，摆动臂202的另一端通过转轴与连杆204转动连接，连杆204的下端设置有驱动杆4；

第一升降机构2和第二升降机构5的连杆204均通过转轴与驱动杆4转动连接，驱动杆4的另一端通过传动轴401安装在第一基座1上，传动轴401纵向贯穿第一基座1，传动轴401伸出第一基座1的一端安装有传动机构9，能够驱动传动轴401转动。

作为优选，支撑辊轴8通过支架固定在第一基座1和第二基座6上，如此设置，便于将支撑辊轴8与第一基座1和第二基座6连为一体，从而方便将裁切装置装入连卷袋生产线中，与生产线配合使用。

传动轴401通过轴承安装在第一基座1上，如此设置，便于使传动轴401能够在第一基座1内自由转动。

驱动杆4与传动轴401通过键连接，如此设置，便于使传动轴401带动驱动杆4转动。

传动机构9为带传动，如此设置，便于将带传动的电机固定在第一基座1的侧壁中间，从而提高电机的支撑力。

采用上述结构，两侧的支撑辊轴8对连卷袋进行支撑，从而使连卷袋水平穿过裁切刀3下方，裁切时，传动机构9带动传动轴401转动，从而使驱动杆4带动连杆204下端绕传动轴401转动，因此使得连杆204上端带动摆动臂202绕支撑臂203上下摆动，当连杆204下端转至传动轴401上方时，摆动臂202与升降臂201连接的一端下降至最低位，完成对连卷袋的裁切，驱动杆4继续绕传动轴401转动，从而使连杆204上端下降，使摆动臂202与升降臂201连接的一端上升，从而使裁切刀3抬起，完成一次裁切，传动轴401继续转动，通过驱动杆4带动两侧的第一升降机构2和第二升降机构5往复动作，从而使两侧的裁切刀3同时进行连续裁切，进而提高连卷袋的加工效率。

第二实施方式：一种高效连卷袋裁切装置，包括第一基座1、第二基座6和裁切刀3，所述第一基座1与所述第二基座6的底座连接在一起，所述第一基座1的外侧与所述第二基座6的外侧均设置有裁切槽7，所述裁切槽7的两侧均设置有支撑辊轴8，第一基座1和第二基座6的底座中间点位置上设置有振动感测器；

所述裁切槽7的上方设置有所述裁切刀3，所述第一基座1上的所述裁切刀3上方安装有第一升降机构2，所述第二基座6上的所述裁切刀3上方安装有第二升降机构5，且所述第一升降机构2和所述第二升降机构5结构相同；

所述第一升降机构2包括升降臂201、摆动臂202、支撑臂203和连杆204，所述升降臂201滑动安装在所述裁切槽7的槽口上方，且所述升降臂201与所述裁切刀3固定连接，所述升降臂201上端通过转轴与所述摆动臂202转动连接，所述摆动臂202的中部设置有支撑臂203，且所述支撑臂203的上端通过转轴与所述摆动臂202转动连接，所述支撑臂203下端通过转轴安装在所述第一基座1上，所述摆动臂202的另一端通过转轴与所述连杆204转动连接，所述两升降机构的连杆204的下端分别设置有第一驱动杆4和第二驱动杆4；

所述第一升降机构2和所述第二升降机构5的所述连杆204均通过转轴与第一及第二驱动杆4转动连接，所述第一驱动杆4通过第一传动轴401的一端安装在所述第一基座1的一个侧面上，所述第二驱动杆4通过第二传动轴401的一端安装在所述第一基座1的另一个侧面上，两个传动轴401的另一端分别连接在双端旋转电机转轴的两端，该双端旋转电机纵向贯穿并且其转轴的两端穿出所述第一基座1，该双端旋转电机转轴的两端分别通过第一和第二电子离合器连接到两个传动轴401的所述另一端，能够独立驱动所述两个传动轴401的转动及停转；第一驱动杆和第二驱动杆在两个传动轴401上的初始安装位置相位差为180°，在第一基座1的一个侧面上与两个传动轴401同高度的水平线上且位于驱动杆4转动范围区域内设置一接近开关传感器。

在第一实施方式的具体工作过程中，由于两个升降机构同时升降，因此在采用传统的振动传感器检测是否有升降机构发生卡机造成的该传感器信号异常时，要么采用利用两个分别靠近待裁切连卷袋下方支撑处的传感器的信号进行逻辑相与运算，或者采用一个传感器进行振动幅值是否为幅值或者其一半(该信号分别对应两个升降机构正常的同时产生的信号叠加或者而只有一个升降机构正常工作所反映的单个振动信号)，因此需要该传感器的灵敏度较高，且需要后续阈值比较，阈值的标定及后续的比较计算过程麻烦。此外该第一实施中由于两个升降机构和传动机构均位于第一/第二基座的同一侧，则其在采取过程中，产生的振动容易导致整个装置偏移，即使在对应侧采用固定手段，也容易产生较大的不必要振动；此外在一个升降机构处发生卡机，则必然会导致两个升降机构后续均需要停机检修，因此在工作人员来到工位前，另一个升降机构无法正常工作，降低了部分工作效率。

针对上述技术缺陷，该实施方式较第一实施方式中变换了第一和第二升降机构2、5与驱动机构9的相对安装位置，增加了一个振动传感器和接近开关传感器，以及限定了第一驱动杆和第二驱动杆在传动轴401上的初始安装位置，增加了使得可独立控制两个驱动杆4旋转及停止的双端旋转电机机电子离合器设计以及配合其中一个驱动杆的初始启动位置固定的辅助设计。从而使得在进行裁切过程中整体装置振动减小，且可以利用一个振动传感器就能够很好的实现裁切过程中两个升降机构中的任何一个在卡机时能够及时可靠预警，并将有故障的电子离合器断开，从而实现独立检修的同时，保持另一个升降机构的有效工作，最大化保证生产效率。

其具体工作过程如下：在正常工作状态下，双端旋转电机转轴两端的两个电子离合器打开，使得同时控制两个驱动杆转动，由于第一驱动杆和第二驱动杆在两个传动轴401上的初始安装位置相位差为180°(例如可以安装驱动杆时，将一个驱动杆指向位于12点钟位置，另一个驱动杆指向位于6点钟位置)，因此两个第一驱动杆和第二驱动杆的旋转相位相差半圈，则两个裁切刀3在一个旋转周期内一个裁切，一个处于非裁切状态，使得在同一个旋转周期内发生两次裁切，两次裁切发生时刻相差半个旋转周期，其中该旋转周期与通过电机的转轴转速可以换算出来。该设计使得同一时刻仅有一个裁切刀发生裁切动作，对应同一时刻只能产生一个振动信号，因此只需要判断出在当前振动信号出现后，在预定的半个旋转周期时间时刻后出现第二次振动信号即可认为工作正常，该设计对振动传感器的监测精度要求大大降低，因为对比的只是邻近的传感信号的发生时刻是够满足要求。如果在上次振动信号出现后，在预定的半个旋转周期时间时刻后未出现第二次振动信号即可认为存在升降机构卡机现象，并通过如下具体的判断方法判断出是哪一个升降机构卡机，然后将驱动该升降机构的驱动杆的电子离合器关闭，仅保留正常侧的驱动杆正常被驱动旋转。

我们借助振动传感器信号及在第一基座1的一个侧面上与两个传动轴401同高度处且位于驱动杆4转动范围区域内设置一接近开关传感器的辅助设计来实现两个升降机构中的具体哪一个发生卡机的过程如下：首先我们假设双端旋转电机在整个作业流程中是保持同一个旋转方向不发生变化，这也符合大部分正常作业中的常规工作条件设置习惯和要求；以附图1中左侧的升降机构为例，旋转方向为逆时针旋转，在第一基座1上对应其中一个升降机构的安装侧面上设置一个接近开关传感器，在双端旋转电机首次运行时及后续每次停止作业后，保证该侧的升降机构中的驱动杆4停留到覆盖该接近开关传感器且处于与传动轴401等高的水平状态处(该停留位置的确定可以借助接近开关传感器的信号进行辅助控制)，该设置使得位于接近开关传感器安装侧的裁切刀在经过3/4个旋转周期后才能够进行裁切，而位于另一侧的裁切刀则经过1/4个周期发生第一次裁切，因此第一个及奇数次序(1/3/5……)振动信号对应的是另一侧的裁切刀的正常裁切动作，而偶数次序(2/4/6)对应的振动信号是当前接近开关传感器安装侧的裁切刀的正常裁切动作，因此我们只需要对振动传感器信号进行计数，因此我们可以根据当前应当出现而未出现的振动信号对应的计数的奇偶性就可以判断出是哪一侧的升降机构发生了故障。

该实施例中利用一个振动传感器的信号的计数，配合其中一个驱动杆的初始启动位置固定的辅助设计，得到当前卡机侧的升降机构的快速甄别，并配合电子离合器使得卡机侧的驱动杆能够得到迅速脱离旋转，保证另一个升降机构及裁切刀正常工作。此外两个升降机构及其上的驱动杆、裁切刀分别位于第一基座1的两个侧面，双端旋转电机被夹持在中间，受力较为平衡，因此可以最大限度的减小两个升降机构工作过程中造成的基座偏移及振动。

第三实施方式：一种高效连卷袋裁切及故障甄别方法，利用单个旋转电机带动两套相同结构升降机构2,5上的裁切刀3完成交替裁切作业；在旋转电机一个旋转周期内，两个裁切刀裁切动作发生时刻相差1/2个旋转周期；利用设置在两个裁切刀3中间位置的振动传感器对裁切动作发生时产生的振动声音信号进行采集，该传感器在输出一个矩形脉冲序列的同时并进行计数，其中矩形脉冲序列中奇数次序和偶数次序的高电平脉冲分别对应两个裁切刀裁切动作中的一个；

在所述矩形脉冲序列高电平脉冲出现后的半个旋转周期时刻后未出现第二次高电平脉冲信号即可认为存在升降机构卡机现象，并通过如下具体的判断方法判断出是哪一个升降机构卡机：当前应当出现而未出现的高电平脉冲振动信号对应的计数次序的奇偶性对应的升降机构即为故障升降机构；在确定了发生故障的升降机构后，将旋转电机与该故障升降机构之间的电子离合器关闭，从而切断升降机构上驱动杆4的的动力源；

其中脉冲序列中奇数次序和偶数次数的高电平脉冲分别对应两个裁切刀裁切动作中的一个利用如下设置实现：两个升降机构的驱动杆4的初始安装位置相位差为180°，且旋转电机首次运行时及后续每次停止作业后，其中一个升降机构的驱动杆4停留在同一个位置。

对于本领域技术人员显而易见的是，该方法中的升降机构可以具体采用但不限于第二实施方式中的具体机构，实现旋转电机首次运行时及后续每次停止作业后，其中一个升降机构的驱动杆4停留在同一个位置，并非仅限于采用接近开关传感器才能够实现，该接近开关传感器的信号仅仅为判断手段之一。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种高效连卷袋裁切及故障甄别方法，其特征在于：利用单个旋转电机带动两套相同结构升降机构(2,5)上的裁切刀(3)完成交替裁切作业；在旋转电机一个旋转周期内，两个裁切刀(3)裁切动作发生时刻相差1/2个旋转周期；利用设置在两个裁切刀(3)之间的中间位置的一个振动传感器对裁切动作发生时产生的振动声音信号进行采集，该传感器在输出一个矩形脉冲序列的同时并进行计数，其中矩形脉冲序列中奇数次序和偶数次序的高电平脉冲分别对应两个裁切刀(3)裁切动作中的一个；

在所述矩形脉冲序列高电平脉冲出现后的半个旋转周期时刻后未出现第二次高电平脉冲信号即可认为存在升降机构卡机现象；并通过如下具体的判断方法判断出是哪一个升降机构卡机：当前应当出现而未出现的高电平脉冲振动信号对应的计数次序的奇偶性对应的升降机构即为故障升降机构；在确定了发生故障的升降机构后，将旋转电机与该故障升降机构之间的电子离合器关闭，从而切断升降机构上驱动杆(4)的的动力源；

其中脉冲序列中奇数次序和偶数次数的高电平脉冲分别对应两个裁切刀(3)裁切动作中的一个利用如下设置实现：两个升降机构(2,5)的驱动杆(4)的初始安装位置相位差为180°，且旋转电机首次运行时及后续每次停止作业后，其中一个升降机构(2,5)的驱动杆(4)停留在同一个位置。

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