CN110361991B - 一种往复抓棉机自动平包控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种往复抓棉机自动平包控制方法，包括控制系统，其特点是：控制系统包括主控程序模块和平包子程序模块，控制方法包括如下步骤：（1）先由人工测量棉包的平包高度h,再根据包头的蓬松程度、综合抓取速度、产量情况确定抓取深度基值D和平包抓取深度递减参数d；（2）再根据抓取深度基值D、平包高度h和递减参数d按照各次抓取深度为等差序列的规律、采用倒推算法计算出平包抓取总次数N和每次抓取深度Dn；（3）平包子程序模块按照上述算法进行计算，并控制抓臂按照计算的抓取深度值Dn实施抓棉操作，直到平包完成。无需改变抓棉机硬件就可实现自动平包，免去了人员值守，提高了工作效率。

Description

一种往复抓棉机自动平包控制方法

技术领域

本发明属于纺织自动化技术领域，涉及往复抓棉机控制方法的改进，具体说是一种往复抓棉机自动平包控制方法。

背景技术

往复式抓棉机通常由电气控制台、塔身、塔座、抓臂、轨道、吸棉槽等组成，轨道安装在地面上，棉包排列在轨道的两侧。抓棉机工作时塔座沿轨道作水平往复运动；塔身绕塔座的中心作旋转运动；抓臂沿塔身作上下升降运动；这三大运动保证了抓臂将轨道两侧的棉包抓取完毕，抓取的棉束从吸棉槽输送至下道工序。

抓棉机控制系统的宗旨是：尽可能每次抓取等量的棉束，来保证下道工序棉网的均匀。由于棉包的顶部（包头）长度方向上不均匀，高低方向上也不整齐，蓬松程度从上往下逐渐减小，为了达到每次抓取等量的棉束，抓臂的抓取深度（抓臂的下降深度）需要不断调整。目前，往复式抓棉机包头的平包操作，完全依赖人工操作：挡车工不断多次根据实际情况调整抓取深度，先将抓取深度设得比较大，抓取几个来回后，再设的小一点，再抓取几个来回后，再设的小一点，不断循环，直到棉包比较整齐了，认为平包完成了就不再调整，进入机器自动抓取状态，在自动抓取状态，每次抓取深度为定值。平包过程非常麻烦，必须有人值守，且人工工作量较大，无效操作多，工作效率低，能耗大，影响生产进度。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题和不足，提供一种往复抓棉机自动平包控制方法，往复抓棉机在平包过程中根据棉包包头动态自动调整抓取深度，无需人员值守，实现自动平包，提高工作效率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种往复抓棉机自动平包控制方法，所述往复抓棉机包括塔身、塔座、抓臂、轨道、吸棉槽、塔座驱动电机、抓臂升降电机及控制系统，其特征在于，所述控制系统中包括主控程序模块和平包子程序模块，所述自动平包控制方法包括如下步骤：

（1）在往复抓棉机平包操作开始前先由人工测量棉包的平包高度h, 再根据包头的蓬松程度、综合抓取速度、产量情况确定抓取深度基值D和平包抓取深度递减参数d；

（2）再根据抓取深度基值D、平包高度h和递减参数d按照各次抓取深度为等差序列的规律、采用倒推算法计算出平包抓取总次数N和每次抓取深度Dn(n=1……N)，其中抓取往返算一次；所述等差序列的规律为递减等差序列的规律；

（3）平包子程序模块按照上述倒推算法进行计算，并控制抓臂按照计算的抓取深度值Dn实施抓棉操作，直到平包完成。

对上述技术方案的改进：所述的倒推算法为：

第n次抓取深度Dn=D+(N-n+1)*d；

所述的倒推算法即把第N次抓取深度作为计算第1项，第1次抓取深度作为计算第N项，亦即计算的第n项与第（N-n+1）次抓取深度互补对应，计算项公式为：D(n)=D+n*d；

计算：

当(D(1)+D(2)+……+D(N))*2≥h时平包完成，由于D、d、h为定值，可算出抓取次数n最小值也就是平包抓取总次数N和各次抓取深度Dn。

对上述技术方案的进一步改进：在所述控制系统的主控程序模块中设置平包标识符F, F初始值为1，当完成平包操作时，所述的平包子程序模块将F赋值为0；当主控程序模块检测到F=0时，进入自动抓包程序。

对上述技术方案的进一步改进：所述的平包操作的具体流程如下：

主机工作时，主控程序扫描平包标志F，默认F=0，即不用进行平包程序，在排包完成后，通常需要平包，这种情况下，按下需要平包的按键，即置F=1，平包完成后，程序自动置F=0，运行正常抓包程序；

F=1时，程序进入平包子程序：

(1)首次进入子程序时，程序会根据平包高度h、抓取深度基值D、递减参数d，计算出平包抓取总次数N及各次抓取深度Dn,并置n=1；

(2)抓臂按照当前的n值的抓取深度Dn往返抓包；

(3)本次抓包完成后，比较n>=N，如果不是，表示平包没有完成，那么，n值自动加1，返回上述步骤(2)继续平包；

(4)本次抓包完成后，比较n>=N，如果是，表示平包结束，置F=0，退出子程序。

本发明与现有技术相比的优点和积极效果是：

本发明在往复抓棉机的控制系统中添加平包子程序模块，无需改变抓棉机的机械结构，就可实现自动平包，免去了人员值守，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明一种往复式抓棉机自动平包控制方法中的棉包尺寸示意图；

图2为本发明一种往复式抓棉机自动平包控制方法的控制程序图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细描述：

参见图1-图2，本发明一种往复式抓棉机自动平包控制方法的实施方式，所述往复抓棉机包括塔身、塔座、抓臂、轨道、吸棉槽、塔座驱动电机、抓臂升降电机及控制系统，所述控制系统中包括主控程序模块和平包子程序模块，所述自动平包控制方法包括如下步骤：

（1）在往复抓棉机平包操作开始前先由人工测量棉包的平包高度h, 再根据包头的蓬松程度、综合抓取速度、产量情况确定抓取深度基值D和平包抓取深度递减参数d；

（2）再根据抓取深度基值D、平包高度h和递减参数d按照各次抓取深度为等差序列的规律、采用倒推算法计算出平包抓取总次数N和每次抓取深度Dn(n=1……N)，其中抓取往返算一次；所述等差序列的规律为递减等差序列的规律；

（3）平包子程序模块按照上述倒推算法进行计算，并控制抓臂按照计算的抓取深度值Dn实施抓棉操作，直到平包完成。

进一步地，上述的倒推算法为：

第n次抓取深度Dn=D+(N-n+1)*d；

所述的倒推算法即把第N次抓取深度作为计算第1项，第1次抓取深度作为计算第N项，亦即计算的第n项与第（N-n+1）次抓取深度互补对应，计算项公式为：D(n)=D+n*d；

计算：

当(D(1)+D(2)+……+D(N))*2≥h时平包完成，由于D、d、h为定值，可算出抓取次数n最小值也就是平包抓取总次数N和各次抓取深度Dn。

再进一步地，在控制系统的主控程序模块中设置平包标识符F, F初始值为1，当完成平包操作时，所述的平包子程序模块将F赋值为0；当主控程序模块检测到F=0时，进入自动抓包程序。

以下为公式中的符号说明：

F:平包标志

H:棉包高度

h:平包高度(大约值即可)

D:抓取深度基值

d：平包抓取深度递减参数

N：平包抓取总次数(来回算一次)

n：实际抓取次数

D0：平包抓取深度的统一代号

Dn:第n次的平包抓取深度

D(n):倒推算法的第n项，与第N-n+1次的平包抓取深度对应数学模型

根据(D(1)+D(2)+…+D(n))*2>=h算出最小的n值即是N；

平包起始，F=1，n=1；

抓棉机抓取一个来回；

比较n与N，如果n<N,n值加1，D0变为新的Dn，进行下一次平包抓取；

如果n>=N，平包完成，F=0，进入自动抓包程序。

本发明的工作原理：

1、本发明采用等差序列的规律调整每次的平包抓取深度，在主控程序模块或平包子程序模块中，可通过FOR循环编程指令及倒推算法计算N值：

倒推算法即把第N次抓取深度作为计算第1项，第1次抓取深度作为计算第N项，亦即第n次抓取深度与计算的第（N-n+1）项互补对应，即Dn=D(N-n+1)=D+(N-n+1)*d，即计算项公式为D(n)=D+n*d。

N值计算步骤如下：

h0=0；

D（1）=D+1*d,h0=h0+2*D（1）,比较h0与h,如果h0>=h,则N=1,否则继续计算；

D（2）=D+2*d,h0=h0+2*D（2）,比较h0与h,如果h0>=h,则N=2,否则继续计算；

D（3）=D+3*d,h0=h0+2*D（3）,比较h0与h,如果h0>=h,则N=3,否则继续计算；

……

D（n）=D+n*d,h0=h0+2*D（n）,比较h0与h,如果h0>=h,则N=n；结束计算。

2、实际抓取时的抓取深度：

第1次的D0=D1=D(N)=D+N*d；

……

第n次的D0=Dn=D(N-n+1)=D+(N-n+1)*d；

……

第N次的D0=DN=D(N-N+1)=D+(N-N+1)*d=D+1*d.

3、实际抓取

抓取之初，n=1;

抓取完成后，比较n与N：

如果n<N,n值加1，抓取深度D0变为新的Dn，进行下一次平包抓取；

如果n>=N，平包完成，F=0，退出平包子程序。

至此，主控程序自动切换到自动抓包程序。

例如：抓取深度基值D=1、递减参数d=0.5、平包高度h=100时:

1、计算N值：

h0=0；

D(1)=1+1*0.5=1.5，h0=0+2*1.5=3<100(继续计算)；

D(2)=1+2*0.5=2，h0=3+2*2=7<100(继续计算)；

D(3)=1+3*0.5=2.5，h0=7+2*2.5=12<100(继续计算)；

...

D(11)=1+11*0.5=6.5，h0=75+2*6.5=88<100(继续计算)；

D(12)=1+12*0.5=7，h0=88+2*7=102>100（计算完成）。

由此，平包抓取总次数N=12；

2、计算每次的平包抓取深度：

Dn=D+(N-n+1)*d=1+（12-n+1）*0.5=（15-n）*0.5，即

D1=7、D2=6.5、D3=6、……、D12=1.5。

3、实际抓取：

平包抓取12个来回后，主控程序自动切换到自动抓包程序。

参见图1、图2，本发明一种往复式抓棉机自动平包控制方法实施例的具体流程如下：

主机工作时，主控程序扫描平包标志F，默认F=0，即不用进行平包程序，在排包完成后，通常需要平包，这种情况下，按下需要平包的按键，即置F=1，平包完成后，程序自动置F=0，运行正常抓包程序；

F=1时，程序进入平包子程序：

(1)首次进入子程序时，程序会根据平包高度h、抓取深度基值D、递减参数d，计算出平包抓取总次数N及各次抓取深度Dn,并置n=1；

(2)抓臂按照当前的n值的抓取深度Dn往返抓包；

(3)本次抓包完成后，比较n>=N，如果不是，表示平包没有完成，那么，n值自动加1，返回上述步骤（2）继续平包；

(4)本次抓包完成后，比较n>=N，如果是，表示平包结束，置F=0，退出子程序。

当然，上述说明并非是对发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，所作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种往复抓棉机自动平包控制方法，所述往复抓棉机包括塔身、塔座、抓臂、轨道、吸棉槽、塔座驱动电机、抓臂升降电机及控制系统，其特征在于，所述控制系统中包括主控程序模块和平包子程序模块，所述自动平包控制方法包括如下步骤：

（1）在往复抓棉机平包操作开始前先由人工测量棉包的平包高度h, 再根据包头的蓬松程度、综合抓取速度、产量情况确定抓取深度基值D和平包抓取深度递减参数d；

（2）再根据抓取深度基值D、平包高度h和递减参数d按照各次抓取深度为等差序列的规律、采用倒推算法计算出平包抓取总次数N和每次抓取深度Dn(n=1……N)，其中抓取往返算一次；所述等差序列的规律为递减等差序列的规律；

（3）平包子程序模块按照上述倒推算法进行计算，并控制抓臂按照计算的抓取深度值Dn实施抓棉操作，直到平包完成；

所述的倒推算法为：

第n次抓取深度Dn=D+（N-n+1）*d；

倒推算法即把第N次抓取深度作为计算第1项，第1次抓取深度作为计算第N项，亦即计算的第n项与第（N-n+1）次抓取深度对应，计算项公式为：

D(n)=D+n*d；

计算：

当(D(1)+D(2)+……+D(n)）*2≥h时平包完成，由于D、d、h为定值，可算出抓取次数n最小值也就是平包抓取总次数N和各次抓取深度Dn。

2.按照权利要求1所述的往复抓棉机自动平包控制方法，其特征在于，在所述控制系统的主控程序模块中设置平包标识符F, F初始值为1，当完成平包操作时，所述的平包子程序模块将F赋值为0；当主控程序模块检测到F=0时，进入自动抓包程序。

3.按照权利要求2所述的往复抓棉机自动平包控制方法，其特征在于，所述的平包操作的具体流程如下：

主机工作时，主控程序扫描平包标志F，默认F=0，即不用进行平包程序，在排包完成后，通常需要平包，这种情况下，按下需要平包的按键，即置F=1，平包完成后，程序自动置F=0，运行正常抓包程序；

F=1时，程序进入平包子程序：

(1)首次进入子程序时，程序会根据平包高度h、抓取深度基值D、递减参数d，计算出平包抓取总次数N及各次抓取深度Dn,并置n=1；

(2)抓臂按照当前的n值的抓取深度Dn往返抓包；

(3)本次抓包完成后，比较n>=N，如果不是，表示平包没有完成，那么，n值自动加1，返回上述步骤(2)继续平包；

(4)本次抓包完成后，比较n>=N，如果是，表示平包结束，置F=0，退出子程序。

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