CN112140192A - 一种基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多工位轮转模切机技术领域，提供一种基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统，包括多工位轮转模切机的电控系统和与所述电控系统通讯交互的操作手柄；操作手柄设有安全进入光栅模式和设备点动模式，用于依据操作人员的操作动作向所述电控系统发送光栅进入指令或点动指令；电控系统，用于根据所述操作手柄反馈的光栅进入指令和点动指令，控制关闭安全光栅的同时，控制所述多工位轮转模切机处于低速运转状态或点动运转状态，从而既能实现使用安全光栅防止人误进危险区域操作，又能实现需要人近距离维修或者观察设备运行情况，而且满足多工位轮转模切机点动查看的需求。

Description

一种基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统

技术领域

本发明属于多工位轮转模切机技术领域，尤其涉及一种基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统。

背景技术

多工位轮转模切机，俗称圆刀机、滚刀机或圆刀模切机；以滚刀的形式连续旋转模切加工，是模切机中生产效率最高的设备之一，模切的产品广泛应用于手机、电脑、液晶显示器、数码相机、LCD背光源等领域。模切机多通过多个工位刀座实现对材料的牵引、复合及模切等加工，为确保操作人员的安全，圆刀模切设备均安装有安全光栅，也就是光电安全保护装置，通过将安全光栅的发射端和接收端分别安装于设备的两端，以避免设备加工过程中人员接近设备可能导致的人员伤亡。

但是，当前多工位轮转模切机只存在安全光栅对人体的安全防护，安全光栅开启时，操作人员或检修人员一旦进入安全光栅的有效范围内，多工位轮转模切机则会停止运转，操作人员或检修人员无法准确观察设备运转状态；目前基于安全光栅的多工位轮转模切机虽然对操作人员或检修人员的行为有所保护，但安全光栅使得操作人员或检修人员与多工位轮转模切机存在一定距离，无法满足操作人员或检修人员需要近距离维修或者观察设备运行情况。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统，旨在解决现有技术中安全光栅的存在，不能同时兼顾人员安全和设备运转状态观察的技术问题。

本发明所提供的技术方案是：一种基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统，包括多工位轮转模切机的电控系统和与所述电控系统通讯交互的操作手柄；

所述操作手柄设有安全进入光栅模式和设备点动模式，用于依据操作人员的操作动作向所述电控系统发送光栅进入指令或点动指令；

所述电控系统，用于根据所述操作手柄反馈的光栅进入指令和点动指令，控制关闭安全光栅的同时，控制所述多工位轮转模切机处于低速运转状态或点动运转状态。

作为一种改进的方案，所述操作手柄设有一手柄杆体，所述手柄杆体的圆周面上设有按压式开关，所述手柄杆体的顶端设有点动按钮；

其中，所述按压式开关与操作人员除拇指之外的手指相对应，所述电动按钮包括正向点动按钮和反向点动按钮；

所述手柄杆体内设有一与所述按压式开关和点动按钮连接的微控制器，所述微控制器与所述电控系统通讯连接。

作为一种改进的方案，所述按压式开关设有三个档位，分别是松开档位、半按压档位和压紧档位；

其中，当所述按压式开关处于松开档位时，所述按压式开关与微控制器不发生信号关系，且所述安全光栅处于启动安全保护状态；

当所述按压式开关处于半按压档位时，所述微控制器感应到所述按压式开关的状态，所述微控制器生成光栅进入指令，并将生成的所述光栅进入指令发送给所述电控系统，所述电控系统根据所述光栅进入指令控制关闭安全光栅；

当所述按压式开关处于半按压档位，且进入光幕区域时，所述手柄杆体上的点动按钮处于激活状态。

作为一种改进的方案，当所述按压式开关处于半按压档位，且进入光幕区域时，当操作人员按压所述正向点动按钮时，所述微控制器生成所述点动指令，并将生成的所述点动指令发送给所述电控系统，所述电控系统向多工位轮转模切机的料轴电机和刀轴电机发送正向启动运转命令，其中，所述多工位轮转模切机的运转速度小于预设的第一运转速度阈值；

当操作人员按压所述反向点动按钮时，所述微控制器也生成点动指令，并将生成的所述点动指令发送给所述电控系统，所述电控系统向多工位轮转模切机的料轴电机和刀轴电机发送反向启动运转指令，其中，所述多工位轮转模切机的运转速度小于预设的第一运转速度阈值。

作为一种改进的方案，所述多工位轮转模切机包括运行模式和设置模式两种状态，其中：

在所述运行模式下，所述多工位轮转模切机处于正常的工作状态，在所述设置模式下，所述多工位轮转模切机处于停止未运转状态。

作为一种改进的方案，所述电控系统包括：

电机运转速度检测模块，用于在所述运行模式下，通过刀轴电机上安装的编码器对刀轴电机的转速进行检测；

运转速度比较判断模块，用于当接收到所述光栅进入指令时，将刀轴电机的当前转速与预设的第二运转速度阈值和第一运转速度阈值进行对比，判断刀轴电机的当前转速是否小于等于第二运转速度阈值大于第一运转速度阈值；

第一强制停止命令生成模块，用于当所述运转速度比较判断模块判断刀轴电机的当前转速大于第一运转速度阈值且小于第二运转速度阈值时，生成第一强制停止命令，并将所述第一强制停止命令发送给所述刀轴电机，控制所述多工位轮转模切机停止运转；

急降转速命令生成模块，用于当所述运转速度比较判断模块判断刀轴电机的当前转速大于等于第二运转速度阈值时，生成急降转速命令，并将所述急降转速命令发送给所述刀轴电机，控制所述多工位轮转模切机的运转速度降低到第一运转速度阈值以下。

作为一种改进的方案，当所述多工位轮转模切机处于设置模式，且所述按压式开关处于半按压档位时，所述正向点动按钮和反向点动按钮处于点动有效状态。

作为一种改进的方案，当所述按压式开关的状态由半按压档位转变为松开档位状态时，所述微控制器向所述电控系统发送光栅打开命令，所述电控系统控制打开所述安全光栅。

作为一种改进的方案，当所述按压式开关的状态由半按压档位转变为松开档位状态，且操作人员处于光幕区域内，所述电控系统还包括：

运转状态判断模块，用于判断当前多工位轮转模切机的运转状态，所述多工位轮转模切机的运转状态包括停止状态和运转速度大于零且小于等于预设的第一运转速度阈值的低速运转状态；

第二强制停止命令生成模块，用于当所述多工位轮转模切机的运转状态处于运转速度大于零且小于等于预设的第一运转速度阈值的低速运转状态时，生成第二强制停止命令，并将所述第二强制停止命令发送给所述刀轴电机，控制所述多工位轮转模切机停止运转。

在本发明实施例中，基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统包括多工位轮转模切机的电控系统和与所述电控系统通讯交互的操作手柄；操作手柄设有安全进入光栅模式和设备点动模式，用于依据操作人员的操作动作向所述电控系统发送光栅进入指令或点动指令；电控系统，用于根据所述操作手柄反馈的光栅进入指令和点动指令，控制关闭安全光栅的同时，控制所述多工位轮转模切机处于低速运转状态或点动运转状态，从而既能实现使用安全光栅防止人误进危险区域操作，又能实现需要人近距离维修或者观察设备运行情况，而且满足多工位轮转模切机点动查看的需求。

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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明提供的基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统的结构示意图；

图2是本发明提供的操作手柄的外观示意图；

图3是本发明提供的电控系统的结构框图；

其中，1-电控系统，2-操作手柄，3-安全光栅，4-手柄杆体，5-按压式开关，6-正向点动按钮，7-反向点动按钮，8-微控制器，9-电机运转速度检测模块，10-运转速度比较判断模块，11-第一强制停止命令生成模块，12-急降转速命令生成模块，13-运转状态判断模块，14-第二强制停止命令生成模块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的、技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1是本发明提供的基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统的结构示意图，为了便于说明，图中仅给出了与本发明实施例相关的部分。

基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统包括多工位轮转模切机的电控系统1和与所述电控系统1通讯交互的操作手柄2；

所述操作手柄2设有安全进入光栅模式和设备点动模式，用于依据操作人员的操作动作向所述电控系统1发送光栅进入指令或点动指令；

所述电控系统1，用于根据所述操作手柄2反馈的光栅进入指令和点动指令，控制关闭安全光栅3的同时，控制所述多工位轮转模切机处于低速运转状态或点动运转状态。

在该实施例中，安全光栅3、操作手柄2以及多工位轮转模切机的电控系统1形成一个安全保护框架，保护进入光幕的操作人员的安全，而且可实现设备点动操作，下述给出详细的技术说明。

在本发明实施例中，结合图2所示，操作手柄2设有一手柄杆体4，所述手柄杆体4的圆周面上设有按压式开关5，所述手柄杆体4的顶端设有点动按钮；

其中，所述按压式开关5与操作人员除拇指之外的手指相对应，所述电动按钮包括正向点动按钮6和反向点动按钮7；

所述手柄杆体4内设有一与所述按压式开关5和点动按钮连接的微控制器8(图中以虚线框表达)，所述微控制器8与所述电控系统1通讯连接。

其中，该按压式开关5和点动按钮为市面上手柄器件中常见的设置开关或按钮，而且该微控制器8为常规的具备动作感应和数据指令发送的元器件或电气件，例如可以采用STM32系列微控制器，在此不用以限制本发明。

在该实施例中，上述操作手柄2可以采用市面购买的方式获取，并对获取到的操作手柄2按照上述内容进行设定，例如可以采用欧姆龙的型号为A4EG三段式手持开关，在此不用以限制本发明。

其中，在该基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统采用操作手柄2进行安全启动，操作便利，携带便捷，而且通讯机制灵活快速。

在该实施例中，按压式开关5设有三个档位，分别是松开档位、半按压档位和压紧档位；

其中，当所述按压式开关5处于松开档位时，所述按压式开关5与微控制器8不发生信号关系，且所述安全光栅3处于启动安全保护状态；

当所述按压式开关5处于半按压档位时，所述微控制器8感应到所述按压式开关5的状态，所述微控制器8生成光栅进入指令，并将生成的所述光栅进入指令发送给所述电控系统1，所述电控系统1根据所述光栅进入指令控制关闭安全光栅3；

当所述按压式开关5处于半按压档位时，所述手柄杆体4上的点动按钮处于激活状态；

在该实施例中，该压紧档位可以进行其他状态的设置，在此不再赘述。

在该实施例中，该按压式开关5的档位可由松开档位进到半按压档位，然后进入压紧档位，然后反之实现，其中，压紧档位可直接转换到松开档位。

在本发明实施例中，当所述按压式开关5处于半按压档位，且操作人员按压点动所述正向点动按钮6时，所述微控制器8生成所述点动指令，并将生成的所述点动指令发送给所述电控系统1，所述电控系统1向多工位轮转模切机的料轴电机和刀轴电机发送正向启动运转命令，其中，所述多工位轮转模切机的运转速度小于预设的第一运转速度阈值；

当操作人员按压所述反向点动按钮6时，所述微控制器8也生成点动指令，并将生成的所述点动指令发送给所述电控系统1，所述电控系统1向多工位轮转模切机的料轴电机和刀轴电机发送反向启动运转指令，其中，所述多工位轮转模切机的运转速度小于预设的第一运转速度阈值。

其中，当操作人员进入光幕区域，需要对多工位轮转模切机的运行状态进行查看时，通过该点动按钮实现多工位轮转模切机的点动运转，其具体的实现如上述所记载，设备运行在安全的运转速度下。

在本发明实施例中，多工位轮转模切机包括运行模式和设置模式两种状态，其中：

在所述运行模式下，所述多工位轮转模切机处于正常的工作状态，在所述设置模式下，所述多工位轮转模切机处于停止未运转状态。

在该实施例中，在多工位轮转模切机的操作面板上设有模式设置按钮，当然可以通过其他方式实现，其中：

在运行模式下，可以设置一个观察模式，在点击或选择该观察模式时，电控系统1向刀轴电机发送停机指令，控制多工位轮转模切机进入停机状态。

在该实施例中，当所述多工位轮转模切机处于设置模式，且所述按压式开关5处于半按压档位时，操作人员对所述正向点动按钮6和反向点动按钮7的执行动作有效。

在本发明实施例中，在上述关于操作手柄2和多工位轮转模切机的技术内容记载下，如图3所示，所述电控系统1包括：

电机运转速度检测模块9，用于在所述运行模式下，通过刀轴电机上安装的编码器对刀轴电机的转速进行检测；

运转速度比较判断模块10，用于当接收到所述光栅进入指令时，将刀轴电机的当前转速与预设的第二运转速度阈值和第一运转速度阈值进行对比，判断刀轴电机的当前转速是否小于等于第二运转速度阈值大于第一运转速度阈值；

第一强制停止命令生成模块11，用于当所述运转速度比较判断模块判断刀轴电机的当前转速大于第一运转速度阈值且小于第二运转速度阈值时，生成第一强制停止命令，并将所述第一强制停止命令发送给所述刀轴电机，控制所述多工位轮转模切机停止运转；

急降转速命令生成模块12，用于当所述运转速度比较判断模块判断刀轴电机的当前转速大于等于第二运转速度阈值时，生成急降转速命令，并将所述急降转速命令发送给所述刀轴电机，控制所述多工位轮转模切机的运转速度降低到第一运转速度阈值以下。

其中，上述电控系统1的各个模块是为实现安全光栅3、操作手柄2与多工位轮转模切机之间的安全框架而设置。

在该实施例中，当所述按压式开关5的状态由半按压档位转变为松开档位状态时，所述微控制器8向所述电控系统1发送光栅打开命令，所述电控系统1控制打开所述安全光栅3；

其中，当将操作手柄2的按压式开关5恢复到松开档位时，此时需要打开安全光栅3，继续对光幕起到安全保护的作用。

在本发明实施例中，结合图3所示，当所述按压式开关5的状态由半按压档位转变为松开档位状态，且操作人员处于光幕区域内，所述电控系统1还包括：

运转状态判断模块13，用于判断当前多工位轮转模切机的运转状态，所述多工位轮转模切机的运转状态包括停止状态和运转速度大于零且小于等于预设的第一运转速度阈值的低速运转状态；

第二强制停止命令生成模块14，用于当所述多工位轮转模切机的运转状态处于运转速度大于零且小于等于预设的运转速度阈值的低速运转状态时，生成第二强制停止命令，并将所述第二强制停止命令发送给所述刀轴电机，控制所述多工位轮转模切机停止运转。

本发明实施例既能在不握紧操控手柄时，使用光栅防止人误进设备危险区域，也能在设置安全速度内，握紧操控手柄，光栅被屏蔽，方便人进入光栅维修或者观察设备运行情况，同时满足设备点动需求。

在本发明实施例中，基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统包括多工位轮转模切机的电控系统1和与所述电控系统1通讯交互的操作手柄2；操作手柄2设有安全进入光栅模式和设备点动模式，用于依据操作人员的操作动作向所述电控系统1发送光栅进入指令或点动指令；电控系统1，用于根据所述操作手柄2反馈的光栅进入指令和点动指令，控制关闭安全光栅3的同时，控制所述多工位轮转模切机处于低速运转状态或点动运转状态，从而既能实现使用安全光栅3防止人误进危险区域操作，又能实现需要人近距离维修或者观察设备运行情况，而且满足多工位轮转模切机点动查看的需求。

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，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统，其特征在于，包括多工位轮转模切机的电控系统和与所述电控系统通讯交互的操作手柄；

所述操作手柄设有安全进入光栅模式和设备点动模式，用于依据操作人员的操作动作向所述电控系统发送光栅进入指令或点动指令；

所述电控系统，用于根据所述操作手柄反馈的光栅进入指令和点动指令，控制关闭安全光栅的同时，控制所述多工位轮转模切机处于低速运转状态或点动运转状态。

2.根据权利要求1所述的基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统，其特征在于，所述操作手柄设有一手柄杆体，所述手柄杆体的圆周面上设有按压式开关，所述手柄杆体的顶端设有点动按钮；

其中，所述按压式开关与操作人员除拇指之外的手指相对应，所述电动按钮包括正向点动按钮和反向点动按钮；

所述手柄杆体内设有一与所述按压式开关和点动按钮连接的微控制器，所述微控制器与所述电控系统通讯连接。

3.根据权利要求2所述的基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统，其特征在于，所述按压式开关设有三个档位，分别是松开档位、半按压档位和压紧档位；

其中，当所述按压式开关处于松开档位时，所述按压式开关与微控制器不发生信号关系，且所述安全光栅处于启动安全保护状态；

当所述按压式开关处于半按压档位时，所述微控制器感应到所述按压式开关的状态，所述微控制器生成光栅进入指令，并将生成的所述光栅进入指令发送给所述电控系统，所述电控系统根据所述光栅进入指令控制关闭安全光栅；

当所述按压式开关处于半按压档位，且进入光幕区域时，所述手柄杆体上的点动按钮处于激活状态。

4.根据权利要求3所述的基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统，其特征在于，当所述按压式开关处于半按压档位，且进入光幕区域时，当操作人员按压所述正向点动按钮时，所述微控制器生成所述点动指令，并将生成的所述点动指令发送给所述电控系统，所述电控系统向多工位轮转模切机的料轴电机和刀轴电机发送正向启动运转命令，其中，所述多工位轮转模切机的运转速度小于预设的第一运转速度阈值；

当操作人员按压所述反向点动按钮时，所述微控制器也生成点动指令，并将生成的所述点动指令发送给所述电控系统，所述电控系统向多工位轮转模切机的料轴电机和刀轴电机发送反向启动运转指令，其中，所述多工位轮转模切机的运转速度小于预设的第一运转速度阈值。

5.根据权利要求4所述的基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统，其特征在于，所述多工位轮转模切机包括运行模式和设置模式两种状态，其中：

在所述运行模式下，所述多工位轮转模切机处于正常的工作状态，在所述设置模式下，所述多工位轮转模切机处于停止未运转状态。

6.根据权利要求5所述的基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统，其特征在于，所述电控系统包括：

电机运转速度检测模块，用于在所述运行模式下，通过刀轴电机上安装的编码器对刀轴电机的转速进行检测；

运转速度比较判断模块，用于当接收到所述光栅进入指令时，将刀轴电机的当前转速与预设的第二运转速度阈值和第一运转速度阈值进行对比，判断刀轴电机的当前转速是否小于等于第二运转速度阈值大于第一运转速度阈值；

第一强制停止命令生成模块，用于当所述运转速度比较判断模块判断刀轴电机的当前转速大于第一运转速度阈值且小于第二运转速度阈值时，生成第一强制停止命令，并将所述第一强制停止命令发送给所述刀轴电机，控制所述多工位轮转模切机停止运转；

急降转速命令生成模块，用于当所述运转速度比较判断模块判断刀轴电机的当前转速大于等于第二运转速度阈值时，生成急降转速命令，并将所述急降转速命令发送给所述刀轴电机，控制所述多工位轮转模切机的运转速度降低到第一运转速度阈值以下。

7.根据权利要求6所述的基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统，其特征在于，当所述多工位轮转模切机处于设置模式，且所述按压式开关处于半按压档位时，所述正向点动按钮和反向点动按钮处于点动有效状态。

8.根据权利要求6所述的基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统，其特征在于，当所述按压式开关的状态由半按压档位转变为松开档位状态时，所述微控制器向所述电控系统发送光栅打开命令，所述电控系统控制打开所述安全光栅。

9.根据权利要求8所述的基于多工位轮转模切机运行状态的安全监控系统，其特征在于，当所述按压式开关的状态由半按压档位转变为松开档位状态，且操作人员处于光幕区域内，所述电控系统还包括：

运转状态判断模块，用于判断当前多工位轮转模切机的运转状态，所述多工位轮转模切机的运转状态包括停止状态和运转速度大于零且小于等于预设的第一运转速度阈值的低速运转状态；

第二强制停止命令生成模块，用于当所述多工位轮转模切机的运转状态处于运转速度大于零且小于等于预设的第一运转速度阈值的低速运转状态时，生成第二强制停止命令，并将所述第二强制停止命令发送给所述刀轴电机，控制所述多工位轮转模切机停止运转。

Images