CN112498865B - 一种切割材料的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种切割材料的方法,应用于自动化控制技术领域,该方法包括确定第一传动位移与第二传动位移,第一传动位移为检测装置检测到第一标记时送料装置的传动位移,第二传动位移为第二标记被剪切时送料装置的传动位移,根据第一传动位移与第二传动位移,计算第二标记被剪切时第一标记和剪切装置之间的距离,根据距离,控制剪切装置在第一标记处对待剪切材料进行剪切。本申请实施例提供的方法能够减少标记和剪切装置之间的位置偏差,提高材料的裁切精度。
Description
技术领域
本申请属于自动化控制技术领域,尤其涉及一种切割材料的方法及系统。
背景技术
目前一些包装机械会使用卷状的包装材料进行高速包装。为了保证包装成品袋上商标图案的完整,通常在制作包装材料时在包装材料上印刷上用于定位的色标,色标可以是一种颜色标记。包装机械上的切刀的位置是固定的,在使用这种印有色标的包装材料时,通过对色标进行跟踪定位,使得切刀能够在每个色标处进行切割,完成对包装材料的裁切,从而使得包装成品袋上的商标图案完整。
但是在包装材料高速移动的过程中,由于包装材料的拉伸、机械传动以及运转波动等因素的影响,使得色标和切刀之间的位置存在误差,可能会导致切刀在切割时无法精确的落在色标位置上,进而可能无法保证包装成品袋上的商标图案完整。
发明内容
本申请实施例提供了一种切割材料的方法及系统,能够减少标记和切刀之间的位置偏差,提高材料的裁切精度。
第一方面,本发明实施例提供一种切割材料的方法,应用于切割材料的系统中,所述系统包括检测装置、控制装置、送料装置、剪切装置,所述控制装置用于控制所述送料装置传送待剪切材料,所述控制装置用于控制所述剪切装置对所述待剪切材料进行剪切,所述待剪切材料上分布有多个标记,所述检测装置用于对所述待剪切材料上分布的标记进行检测,所述方法由所述控制装置执行,所述方法包括:
确定第一传动位移与第二传动位移,所述第一传动位移为所述检测装置检测到第一标记时所述送料装置的传动位移,所述第二传动位移为第二标记被剪切时所述送料装置的传动位移,所述第二标记是所述第一标记的前一个标记,所述第一标记与所述第二标记是所述多个标记中两个相邻的标记;
根据所述第一传动位移与所述第二传动位移,计算所述第二标记被剪切时所述第一标记和所述剪切装置之间的距离;
根据所述距离,控制所述剪切装置在所述第一标记处对所述待剪切材料进行剪切。
特别的,所述确定第一传动位移,包括:
确定第一时刻,所述第一时刻为所述控制装置接收到第一信号的时刻,所述第一信号为所述检测装置检测到所述第一标记时向所述控制装置发送的信号;
根据所述第一时刻,确定所述第一传动位移。
特别的,所述根据所述第一时刻,确定所述第一传动位移,包括:
确定在所述第一时刻之前,所述控制装置向所述送料装置发出的第一脉冲的数量;
根据所述第一脉冲的数量,确定所述第一传动位移。
特别的,所述系统还包括第一编码器,所述根据所述第一时刻,确定所述第一传动位移,包括:
确定在所述第一时刻之前,所述控制装置接收的来自第一编码器的第二脉冲的数量,所述第二脉冲是所述第一编码器根据所述送料装置的转动角度生成的;
根据所述第二脉冲的数量,确定所述第一传动位移。
特别的,所述根据所述第一传动位移与所述第二传动位移,计算所述第二标记被剪切时所述第一标记和所述剪切装置之间的距离,包括:
确定校正距离,所述校正距离是所述控制装置计算的所述剪切装置的转动距离与所述剪切装置实际的转动距离之间的差值的绝对值;
根据所述第一传动位移、所述第二传动位移及所述校正距离,计算所述第二标记被剪切时所述第一标记和所述剪切装置之间的距离。
特别的,所述系统还包括第二编码器,所述确定校正距离,包括:
确定第二标记的前一个标记被剪切的时刻至第二标记被剪切的时刻之间,所述控制装置向所述剪切装置发出的第三脉冲的数量,以及所述控制装置接收的来自所述第二编码器的第四脉冲的数量,所述第四脉冲是所述第二编码器根据所述剪切装置的转动角度生成的;
根据所述第三脉冲的数量与所述第四脉冲的数量,计算所述校正距离。
特别的,所述根据所述第一传动位移、所述第二传动位移及所述校正距离,计算所述第二标记被剪切时所述第一标记和所述剪切装置之间的距离,包括:
获取所述检测装置的安装位置与所述剪切装置的安装位置;
根据所述检测装置的安装位置、所述剪切装置的安装位置,计算所述检测装置与所述剪切装置之间的第一距离;
根据所述第一距离、所述第一传动位移、所述第二传动位移及所述校正距离,计算所述第二标记被剪切时所述第一标记和所述剪切装置之间的距离。
特别的,所述根据所述第一距离、所述第一传动位移、所述第二传动位移及所述校正距离,计算所述第二标记被剪切时所述第一标记和所述剪切装置之间的距离,包括:
确定所述第一标记和第三标记之间的第二距离、第三标记与第四标记之间的第三距离、第四标记与所述检测装置之间的第四距离,所述第三标记与第四标记为所述第二标记被剪切时、所述第一标记和所述检测装置之间、所述待剪切材料上分布的标记,所述第三标记位于所述第一标记与所述第四标记之间;
根据所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离、所述第四距离及所述校正距离,计算所述第二标记被剪切时所述第一标记和所述剪切装置之间的距离。
特别的,所述确定所述第一标记和第三标记之间的第二距离,包括:
根据第一传动位移、所述检测装置检测到第三标记时所述送料装置的传动位移,计算第一标记和第三标记之间的距离;
判断所述第一标记和第三标记之间的距离是否在预设的距离范围之内;
若是,将所述第一标记和第三标记之间的距离确定为所述第二距离。
第二方面,本申请实施例还提供了一种切割材料的系统,所述系统包括检测装置、控制装置、送料装置、剪切装置,所述控制装置用于实现如第一方面所述的由所述控制装置执行的方法。
第三方面,本申请实施例还提供了一种控制设备,包括:存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的切割材料的方法。
第四方面,本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机指令,当所述计算机指令在电子设备上运行时,使得所述电子设备执行如第一方面所述的切割材料的方法。
第五方面,本申请实施例还提供了一种计算机程序产品,当所述计算机程序产品在计算机上运行时,实现如第一方面所述的切割材料的方法。
本申请实施例提供了一种切割材料的方法,在检测到第一标记时确定送料装置的第一传动位移,在第二标记被剪切时确定送料装置的第二传动位移,根据第一传动位移与第二传动位移,计算第二标记被剪切时第一标记和剪切装置之间的距离,即第二标记被剪切时、第一标记被传送至到剪切装置的剪切位置时送料装置需要运行的距离,控制装置根据这一距离的长短控制剪切装置的运行,使得剪切装置在第一标记处对待剪切材料进行剪切,从而减少标记和剪切装置之间的位置偏差,提高材料的裁切精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,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申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种切割材料的系统100的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的一种切割材料的系统200的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的一种切割材料的方法300的流程示意图;
图4是本申请实施例提供的一种切割材料的系统400的结构示意图;
图5是本申请实施例提供的一种切割材料的系统500的结构示意图;
图6是本申请实施例提供的一种控制装置600的结构示意图;
图7是本申请实施例提供的一种控制设备700的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
以下,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在枕式或立式包装设备控制系统中,送料轴牵引包装材料进行高速移动,剪切轴上的切刀需要每一次切割时与包装材料上的色标对齐。现有技术中,一种方法为根据检测信号计算两个色标间的时间差,将时间差与理论值进行比较,根据两者的偏差调整送料轴的速度,然该方法仅仅对送料轴的速度进行补偿,存在误差累计,无法实现控制系统对色标位置的精确控制。另一种方法为在控制系统中增加一个虚拟主轴,虚拟主轴与送料轴按1:1关系啮合,根据检测信号对应的虚轴位置计算一个调整量,并根据调整量调整送料轴的运行速度和运行偏差,最终实现剪切轴上的切刀与色标对齐,然该方法在高速运行过程中易引起送料轴运行速度在同步区的跳变,从而出现扯料现象。本申请实施例提供一种切割材料的方法及系统,以下进行详细说明。
本申请实施例提供一种材料切割控制系统100,如图1所示,该系统100包括检测装置11、控制装置12、送料装置13、剪切装置14。其中,控制装置12用于控制送料装置13传送待剪切材料16,控制装置12还用于控制剪切装置14对待剪切材料16进行剪切,待剪切材料16上分布有多个标记15,检测装置11用于对待剪切材料16上分布的标记15进行检测,检测装置11设置在送料方向的上游。
检测装置11检测到标记15时,向控制装置12发送第一信号。剪切装置14剪切完一个标记15时,向控制装置12发送第二信号。控制装置12每接收到第一信号、第二信号时,确定送料装置13的一个传动位移,传动位移指的是从起始时刻至接收到第一信号或第二信号的时刻之间的时间段内,送料装置13运行过的位移,或者说是送料装置13牵引待剪切材料16向剪切装置14所在的方向传送过的位移。
控制装置12根据送料装置13的传动位移,确定每一个剪切周期的实际切长,一个标记被剪切时至下一个标记被剪切为一个剪切周期,实际切长为一个剪切周期中送料装置13需要运行的距离,也就是一个标记被剪切时、下一个标记被传送至剪切装置14的剪切位置时所需要的传送距离,控制装置12根据实际切长,控制剪切装置14的运行,使剪切装置14在每个标记15处对待剪切材料16进行剪切。
本申请实施例中,控制装置12根据第一信号、第二信号确定送料装置13的多个传动位移,并根据多个传动位移确定每一个剪切周期的实际切长。控制装置12根据实际切长,控制剪切装置14的运行,能够实现在每一个剪切周期对剪切装置14进行调整,使得剪切装置14在每个标记处对待剪切材料16进行剪切,从而减少标记15和剪切装置14之间的位置偏差,提高材料的裁切精度。
在上述示例的基础上,图2示出了本发明实施例提供的另一种切割材料的系统200。系统200包括检测装置21、控制装置22、送料装置23、剪切装置24、传动机构25。控制装置22包括实际切长计算单元221和传动比配置单元222,实际切长计算单元221根据送料装置23的传动位移,确定每一个剪切周期的送料装置23需要运行的距离。
控制装置22通过向送料装置23发送脉冲指令控制送料装置23匀速运行,从而带动待剪切材料27向剪切装置24所在的方向运行。剪切装置24对应一个伺服电机,传动机构25位于控制装置22和剪切装置24之间。控制装置22向伺服电机发送脉冲指令,通过传动机构25带动剪切装置24运行。
传动机构25往往具有一定的传动比,比如传动比为10:1,则伺服电机轴旋转10圈时剪切装置24旋转一圈。根据传动比、传动比配置单元222可调整控制装置22需要向伺服电机发送的脉冲指令,从而控制剪切装置24周期性运行。
控制装置22可以是可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)。标记26可以是色标、荧光标记等,检测装置21可以是色标传感器或者其他传感装置。剪切装置24包括剪切轴,剪切轴上安装有切刀,剪切轴进行360°旋转,每旋转一圈完成一个标记的剪切;或者,剪切装置24包括切刀,切刀进行上下移动。
送料装置23包括送料轴,送料轴为主轴,剪切轴为从轴,主轴与从轴之间进行相对运动。控制装置22在每一个剪切周期生成一条飞剪凸轮曲线,飞剪凸轮曲线表示送料轴与剪切轴的位置关系,控制装置22按照飞剪凸轮曲线控制送料装置23与剪切装置24的运行,控制装置22在飞剪凸轮曲线的同步区控制切刀与待剪切材料27同步运行,使得切刀每转动到待剪切材料27上即可在标记26处切断待剪切材料27,实现送料轴在同步区无速度的跳变,材料切割设备运行平稳。
在上述示例的基础上,从剪切一个标记的角度出发,本申请实施例提供一种切割材料的方法300,该方法300包括:
S301:确定第一传动位移与第二传动位移,第一传动位移为检测装置检测到第一标记时送料装置的传动位移,第二传动位移为第二标记被剪切时送料装置的传动位移,第二标记是第一标记的前一个标记,第一标记与第二标记是多个标记中两个相邻的标记;
S302:根据第一传动位移与第二传动位移,计算第二标记被剪切时第一标记和剪切装置之间的距离;
S303:根据距离,控制剪切装置在第一标记处对待剪切材料进行剪切。
在待剪切材料移动过程中,检测装置检测到第一标记时,向控制装置发送第一信号,控制装置接收到第一信号时,确定第一传动位移。第一标记是待剪切材料上分布的多个标记中的一个。
第二标记被剪切时,剪切装置向控制装置发送第二信号,控制装置接收发到第二信号时,确定第二传动位移,第二标记是第一标记的前一个标记。
检测装置检测到第一标记的时刻与第二标记被剪切的时刻存在时间差,在这个时间差内,送料装置牵引待剪切材料向剪切装置的方向运行。控制装置根据第一传动位移与第二传动位移,可以计算出实际切长,实际切长即第二标记被剪切时、第一标记和剪切装置之间的距离,这一距离也就是第一标记被传送至剪切装置的剪切位置时送料装置运行的距离,在送料装置运行这一距离的过程中,控制装置控制剪切装置中的剪切轴旋转一圈,在第一标记处对待剪切材料进行剪切。
本申请实施例提供了一种切割材料的方法,在检测到第一标记时确定送料装置的第一传动位移,在第二标记被剪切时确定送料装置的第二传动位移,根据第一传动位移与第二传动位移,计算第二标记被剪切时第一标记和剪切装置之间的距离,即第二标记被剪切时、第一标记被传送至到剪切装置的剪切位置时送料装置需要运行的距离,控制装置根据这一距离的长短控制剪切装置的运行,使得剪切装置在第一标记处对待剪切材料进行剪切,从而减少标记和剪切装置之间的位置偏差,提高材料的裁切精度。
具体的,控制装置确定第一传动位移,包括:
确定第一时刻,第一时刻为控制装置接收到第一信号的时刻,第一信号为检测装置检测到第一标记时向控制装置发送的信号;
根据第一时刻,确定第一传动位移。
本申请实施例中,控制装置包括脉冲指令记录模块,记录控制装置发送或者接收的脉冲指令的数量。检测装置检测到第一标记时,向控制装置发送第一信号,控制装置将接收到第一信号的时刻确定为第一时刻,根据第一时刻与脉冲指令记录模块记录的数据,确定第一时刻对应的指示送料装置的传动位移的脉冲指令,进而确定第一传动位移。
同理,控制装置确定第二传动位移,包括:确定第二时刻;根据第二时刻,确定第二传动位移。
第二标记被剪切时,剪切装置向控制装置发送第二信号,控制装置将接收到第二信号的时刻确定第二时刻,根据第二时刻与脉冲指令记录模块记录的数据,确定第二时刻对应的脉冲指令,进而确定第二传动位移。
具体的,根据第一时刻,确定第一传动位移的步骤,包括:
确定在第一时刻之前,控制装置向送料装置发出的第一脉冲的数量;
根据第一脉冲的数量,确定第一传动位移。
如图4所示的系统400,控制装置包括送料轴位置记录模块41、读取指令位置模块42、色标间距存储模块43、实际切长计算模块44、位置预判模块45、传动比配置模块46、送料主轴模块47、剪切从轴模块48。
本申请实施例中,控制装置按照一定的时间间隔向送料装置发送脉冲指令,通过脉冲指令控制送料装置的运行,读取指令位置模块42实时记录控制装置发送的脉冲指令计数值。送料轴位置记录模块41在被外部输入的第一信号触发时,通过中断方式记录第一信号对应的脉冲指令计数值。
控制装置接收第一信号时,送料轴位置记录模块41记录第一信号对应的脉冲指令计数值,该脉冲指令计数值即为在第一时刻之前,控制装置向送料装置发出的第一脉冲的数量。或者,可以在第一时刻之前确定一个起始时刻,则送料轴位置记录模块41记录脉冲指令计数值为起始时刻至第一时刻之间,控制装置发出的第一脉冲的数量。根据脉冲当量与第一脉冲的数量,计算第一传动位移。脉冲当量是当控制装置输出一个脉冲指令时,送料装置所发生的位移。同理,可以确定第二时刻之前,控制装置向送料装置发出的第一脉冲的数量,计算出第二传动位移。
色标间距存储模块43用于存储两个相邻标记之间的距离。实际切长计算模块44根据第一传动位移与第二传动位移计算实际切长。实际切长计算模块44计算出实际切长之后,由位置预判模块45更新飞剪凸轮曲线,控制装置根据飞剪凸轮曲线生成控制指令。传动比配置模块46根据传动机构的传动比调整控制装置发送的脉冲指令的数量。送料主轴模块47是送料装置对应的电机轴,剪切从轴模块48是剪切装置对应的电机轴。控制装置生成的控制指令传输至送料主轴模块47、剪切从轴模块48,再由送料主轴模块47通过传动机构带动送料装置运行,由剪切从轴模块48通过传动机构带动剪切装置运行。
在另一种实现方式中,切割材料的系统还包括第一编码器,根据第一时刻,确定第一传动位移的步骤,包括:
确定在第一时刻之前,控制装置接收的来自第一编码器的第二脉冲的数量,第二脉冲是第一编码器根据送料装置的转动角度生成的;
根据第二脉冲的数量,确定第一传动位移。
如图5所示的系统500中,控制装置包括送料轴位置记录模块51、脉冲计数模块52、色标间距存储模块53、实际切长计算模块54、位置预判模块55、减速比配置模块56、送料主轴模块57、剪切从轴模块58、第一编码器59。
其中,脉冲计数模块52用于记录来自第一编码器的第二脉冲的数量。第一编码器59根据送料装置的转动角度将送料装置的位移转换成周期性的电信号,再将电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示送料装置的传动位移。
控制装置与第一编码器59连接,第一编码器59向控制装置发送第二脉冲。脉冲计数模块52对控制装置接收的来自第一编码器59的第二脉冲的数量进行计数。当控制装置接收到第一信号时,送料轴位置记录模块51通过中断方式记录第一信号对应的第二脉冲的数量,进而计算第一传动位移。
例如,第一时刻之前,第二脉冲的数量为a个脉冲,每个脉冲对应的长度是固定的(由机械参数决定),即脉冲当量为y,则第一传动位移X=a*y。同理,可确定在第二时刻之前,控制装置接收的来自第一编码器的第二脉冲的数量,根据第二时刻之前第二脉冲的数量,确定第二传动位移。
当控制装置为PLC时,由PLC中的现场可编程逻辑门阵列(Field ProgrammableGate Array,FPGA)硬件逻辑实时记录来自编码器的第二脉冲的数量,通过脉冲计数模块52可实时读取FPGA记录的脉冲数量。
本申请实施例中,根据送料装置向控制装置发送的脉冲数量计算送料装置的传动位移,可避免指令传送、机械响应等因素的影响,更加准确的获得第二时刻控制装置所记录的送料装置的传动位移,进一步减少标记和剪切装置之间的位置偏差,提高材料的裁切精度。
实际切长计算模块54根据第一传动位移与第二传动位移,计算第二标记被剪切时第一标记和剪切装置之间的距离,具体包括以下步骤:
确定校正距离,校正距离是控制装置计算的剪切装置的转动距离与剪切装置实际的转动距离之间的差值的绝对值;
根据第一传动位移、第二传动位移及校正距离,计算第二标记被剪切时第一标记和剪切装置之间的距离。
具体的,系统500还包括第二编码器,确定校正距离,包括:
确定第二标记的前一个标记被剪切的时刻至第二标记被剪切的时刻之间,控制装置向剪切装置发出的第三脉冲的数量,以及控制装置接收的来自第二编码器的第四脉冲的数量,第四脉冲是第二编码器根据剪切装置的转动角度生成的;
根据第三脉冲的数量与第四脉冲的数量,计算校正距离。
本申请实施例中,控制装置按照一定的时间间隔向剪切装置发送脉冲指令,通过脉冲指令控制剪切装置的运行。系统500还包括第二编码器(图中未示出),第二编码器与剪切装置连接。第二编码器根据剪切装置的转动角度将剪切装置的位移转换成周期性的电信号,再将电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示剪切装置的转动距离。
控制装置记录一个标记被剪切至下一个标记被剪切的时间段内,控制装置向剪切装置发出的第三脉冲的数量,以及第二编码器向控制装置发送的第四脉冲的数量。控制装置根据第三脉冲的数量可以计算出控制装置控制剪切装置运行的转动距离,根据第四脉冲的数量可以计算出剪切装置实际的转动距离。
根据第三脉冲数量与第四脉冲数量的差值,计算剪切装置完成一次剪切时,控制装置控制的与剪切装置实际反馈的转动距离之间的差值,将差值的绝对值确定为校正距离。本申请实施例提供的方法,能够避免剪切装置运行过程中的误差,进一步提高材料的裁切精度。
根据第一传动位移、第二传动位移及校正距离,计算第二标记被剪切时第一标记和剪切装置之间的距离,包括:
获取检测装置的安装位置与剪切装置的安装位置;
根据检测装置的安装位置、剪切装置的安装位置,计算检测装置与剪切装置之间的第一距离;
根据第一距离、第一传动位移、第二传动位移及校正距离,计算第二标记被剪切时第一标记和剪切装置之间的距离。
本申请实施例中,检测装置的安装位置与剪切装置的安装位置是固定的,因此可以计算出第一距离,第一距离是第一标记从检测装置的安装位置被传送至剪切装置的安装位置时需要移动的距离,记为L1。第一传动位移与第二传动位移的差值的绝对值,是检测装置检测到第一标记到第二标记被剪切的这一时间段内,第一标记被传送的距离,记为L2。将校正距离记为L3,L1-L2+L3即得到第二标记被剪切时第一标记和剪切装置之间的距离。
除上述实现方式外,根据第一距离、第一传动位移、第二传动位移及校正距离,计算第二标记被剪切时第一标记和剪切装置之间的距离,具体还可以包括以下步骤:
确定第一标记和第三标记之间的第二距离、第三标记与第四标记之间的第三距离、第四标记与检测装置之间的第四距离,第三标记与第四标记为第二标记被剪切时、第一标记和检测装置之间、待剪切材料上分布的标记,第三标记位于第一标记与第四标记之间;
根据第一距离、第二距离、第三距离、第四距离及校正距离,计算第二标记被剪切时第一标记和剪切装置之间的距离。
如图5所示,1表示第一标记、2表示第三标记、3表示第四标记,检测装置检测到第三标记2时送料装置的传动位移为第三传动位移,检测装置检测到第四标记3时送料装置的传动位移为第四传动位移。根据第一传动位移与第三传动位移,确定第一标记1与第三标记2之间的第二距离,记为L4。根据第三传动位移与第四传动位移,确定第三标记2与第四标记3之间的第三距离,记为L5。根据第二传动位移和第四传动位移,确定第四标记3与检测装置之间的第四距离,记为L6。则第二标记被剪切时第一标记和剪切装置之间的距离等于L1-(L4+L5+L6)+L3。应理解的是,第二标记被剪切时,第一标记与检测装置之间标记的数量也可以是一个或者多个。
为了避免检测装置出现故障,需要判断两个连续的标记之间的距离是否合理,确定第一标记和第三标记之间的第二距离,包括:
根据第一传动位移、检测装置检测到第三标记时送料装置的传动位移,计算第一标记和第三标记之间的距离;
判断第一标记和第三标记之间的距离是否在预设的距离范围之内;
若是,将第一标记和第三标记之间的距离确定为第二距离。
本申请实施例中,色标间距存储模块53用于存储相邻两个标记之间的距离。色标间距存储模块53根据两个连续的检测信号对应的送料装置的传动位移,计算相邻两个标记之间的距离,并保存相邻两个标记之间的距离。
色标间距存储模块53还包括色标误检测模块,相邻两个标记之间的距离仅在设定的色标检测误差窗口范围内有效,即第一标记和第三标记之间的距离应该在预设的距离范围之内,如果过大或者过小,则表示检测装置检测错误。因此,在计算出第一标记和第三标记之间的距离后,判断该距离是否在预设的距离范围之内,若在预设范围内,则表示检测装置正常,将计算出的距离确定为第二距离。若不在预设范围内,则将第一标记与第二标记之间的距离,作为第一标记和第三标记之间的距离。
基于图3所示实施例,送料装置匀速运行,步骤S303具体包括:
根据距离和送料装置的运行速度,计算第一标记被传送至剪切装置的剪切位置需要的时间长度;
在时间长度的最后时刻,控制剪切装置在第一标记处对待剪切材料进行剪切。
本申请实施例中,控制装置中预先建立一个凸轮表,凸轮表记录了在一个剪切周期内,送料装置运行过程中的某一位移点与剪切轴旋转过程中的某一位移点之间的对应关系。控制装置计算出实际切长之后,根据实际切长和凸轮表通过插补运算生成第一标记对应的飞剪凸轮曲线,曲线的横坐标为从第二标记被剪切时刻开始送料装置传动过的位移,曲线的纵坐标为剪切轴旋转过程中的位移,曲线的轨迹起点和轨迹终点之间的横坐标的距离为实际切长。
控制装置向送料装置发送脉冲指令控制送料装置匀速传送待剪切材料,并且根据飞剪凸轮曲线表示的送料装置与剪切装置的位置关系,控制剪切装置运行。根据实际切长s和送料装置的运行速度v,可以计算第一标记被传送至剪切装置的剪切位置需要的时间长度t,t=s/v。在时间长度t内,剪切装置按飞剪凸轮曲线关系周期性运行,在时间长度t的最后时刻,剪切装置恰好旋转一圈,剪切装置上的切刀与第一标记对齐,控制装置控制剪切装置在第一标记处对待剪切材料进行剪切。
位置预判模块55用于在每一个剪切周期结束时更新实际切长,并且更新飞剪凸轮曲线。一条曲线包括多个插补周期,插补周期的步长即曲线的一段距离。在每个插补周期,根据前一插补周期步长,判断曲线是否到达轨迹终点,轨迹终点对应的时刻即第一标记被传送至剪切装置的剪切位置需要的时间长度的最后时刻,最后时刻位于最后一个插补周期。若曲线到达轨迹终点,则根据实际切长重新规划飞剪凸轮曲线,开始下一个剪切周期,下一个剪切周期的曲线的插补步长与前一剪切周期的插补步长相同时,可保证剪切装置无速度跳变。
本申请实施例提供的方法中,每一个第二标记被剪切时,均计算一次第一标记和剪切装置之间的距离,生成第一标记对应的飞剪凸轮曲线,能够减少计算过程中的误差累计。并且当第一标记和剪切装置之间的距离在一定的范围之内,均可利用本申请实施例提供的方式,实现标记与剪切装置的剪切位置间的精准对位,提高材料的裁切精度。
本申请实施例中,通过设定色标检测窗口范围,使得两个相邻标记之间的距离在一定范围内均有效,极大的提升剪切精度;通过设置位置预判模块,可以有效的提升曲线生成效率,同时实现标记之间的实际间距不同时,剪切装置上的切刀在每次剪切时均可与标记对齐。
在图5所示的系统500中其他未描述的细节,请参见图4所示的系统400,为了简洁,在此不再赘述。
图6为本申请实施例提供的控制装置600的示意性框图,该控制装置600包括发送单元601、处理单元602、接收单元603。
发送单元601,用于向送料装置、剪切装置发送控制指令。
处理单元602,用于确定第一传动位移与第二传动位移,第一传动位移为检测装置检测到第一标记时送料装置的传动位移,第二传动位移为第二标记被剪切时送料装置的传动位移,第二标记是第一标记的前一个标记,第一标记与第二标记是多个标记中两个相邻的标记;根据第一传动位移与第二传动位移,计算第二标记被剪切时第一标记和剪切装置之间的距离;根据距离,控制剪切装置在第一标记处对待剪切材料进行剪切。
处理单元602,还用于确定第一时刻,第一时刻为控制装置接收到第一信号的时刻,第一信号为检测装置检测到第一标记时向控制装置发送的信号;根据第一时刻,确定第一传动位移。
处理单元602,还用于确定在第一时刻之前,控制装置向送料装置发出的第一脉冲的数量;根据第一脉冲的数量,确定第一传动位移。
处理单元602,还用于确定在第一时刻之前,控制装置接收的来自第一编码器的第二脉冲的数量,第二脉冲是第一编码器根据送料装置的转动角度生成的;根据第二脉冲的数量,确定第一传动位移。
处理单元602,还用于确定校正距离,校正距离是控制装置计算的剪切装置的转动距离与剪切装置实际的转动距离之间的差值的绝对值;根据第一传动位移、第二传动位移及校正距离,计算第二标记被剪切时第一标记和剪切装置之间的距离。
处理单元602,还用于确定第二标记的前一个标记被剪切的时刻至第二标记被剪切的时刻之间,控制装置向剪切装置发出的第三脉冲的数量,以及控制装置接收的来自第二编码器的第四脉冲的数量,第四脉冲是第二编码器根据剪切装置的转动角度生成的;根据第三脉冲的数量与第四脉冲的数量,计算校正距离。
处理单元602,还用于获取检测装置的安装位置与剪切装置的安装位置;根据检测装置的安装位置、剪切装置的安装位置,计算检测装置与剪切装置之间的第一距离;根据第一距离、第一传动位移、第二传动位移及校正距离,计算第二标记被剪切时第一标记和剪切装置之间的距离。
处理单元602,还用于确定第一标记和第三标记之间的第二距离、第三标记与第四标记之间的第三距离、第四标记与检测装置之间的第四距离,第三标记与第四标记为第二标记被剪切时、第一标记和检测装置之间、待剪切材料上分布的标记,第三标记位于第一标记与第四标记之间;根据第一距离、第二距离、第三距离、第四距离及校正距离,计算第二标记被剪切时第一标记和剪切装置之间的距离。
处理单元602,还用于根据第一传动位移、所述检测装置检测到第三标记时所述送料装置的传动位移,计算第一标记和第三标记之间的距离;判断所述第一标记和第三标记之间的距离是否在预设的距离范围之内;若是,将第一标记和第三标记之间的距离确定为所述第二距离。
接收单元603,还用于接收检测装置发送的第一信号。
接收单元603,还用于接收剪切装置发送的第二信号。
接收单元603,还用于接收第一编码器及第二编码器发送的脉冲。
应理解的是,本申请实施例的控制装置600除了通过PLC实现外,还可以通过专用集成电路(application-specific integrated circuit,ASIC)实现,或可编程逻辑器件(programmable logic device,PLD)实现,上述PLD可以是复杂程序逻辑器件(complexprogrammable logical device,CPLD),现场可编程门阵列(field-programmable gatearray,FPGA),通用阵列逻辑(generic array logic,GAL)或其任意组合。也可以通过软件实现图3所示的切割材料的方法,当通过软件实现图3所示的切割材料的方法时,控制装置600及其各个模块也可以为软件模块。
图7为本申请实施例提供的一种控制设备的结构示意图。如图7所示,该设备700包括处理器701、存储器702、通信接口703和总线704。其中,处理器701、存储器702、通信接口703通过总线704进行通信,也可以通过无线传输等其他手段实现通信。该存储器702用于存储指令,该处理器701用于执行该存储器702存储的指令。该存储器702存储程序代码7021,且处理器701可以调用存储器702中存储的程序代码7021执行图3所示的切割材料的方法。
应理解,在本申请实施例中,处理器701可以是CPU,处理器701还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者是任何常规的处理器等。
该存储器702可以包括只读存储器和随机存取存储器,并向处理器701提供指令和数据。存储器702还可以包括非易失性随机存取存储器。该存储器702可以是易失性存储器或非易失性存储器,或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中,非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory,ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM,PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM,EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electricallyEPROM,EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory,RAM),其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明,许多形式的RAM可用,例如静态随机存取存储器(static RAM,SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM,SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double datadate SDRAM,DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM,ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM,SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus RAM,DR RAM)。
该总线704除包括数据总线之外,还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见,在图7中将各种总线都标为总线704。
上述实施例,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时,上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘(solid state drive,SSD)。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,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申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种切割材料的方法,其特征在于,应用于切割材料的系统中,所述系统包括检测装置、控制装置、送料装置、剪切装置,所述控制装置用于控制所述送料装置传送待剪切材料,所述控制装置用于控制所述剪切装置对所述待剪切材料进行剪切,所述待剪切材料上分布有多个标记,所述检测装置用于对所述待剪切材料上分布的标记进行检测,所述方法由所述控制装置执行,所述方法包括:
确定第一传动位移与第二传动位移,所述第一传动位移为起始时刻至所述检测装置检测到第一标记时所述送料装置的传动位移,所述第二传动位移为起始时刻至第二标记被剪切时所述送料装置的传动位移,所述第二标记是所述第一标记的前一个标记,所述第一标记与所述第二标记是所述多个标记中两个相邻的标记;
根据所述第一传动位移与所述第二传动位移,计算所述第二标记被剪切时所述第一标记和所述剪切装置之间的距离;
根据所述距离,控制所述剪切装置在所述第一标记处对所述待剪切材料进行剪切;
所述根据所述第一传动位移与所述第二传动位移,计算所述第二标记被剪切时所述第一标记和所述剪切装置之间的距离,包括:
确定校正距离,所述校正距离是所述控制装置计算的所述剪切装置的转动距离与所述剪切装置实际的转动距离之间的差值的绝对值;
根据所述第一传动位移、所述第二传动位移及所述校正距离,计算所述第二标记被剪切时所述第一标记和所述剪切装置之间的距离。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定第一传动位移,包括:
确定第一时刻,所述第一时刻为所述控制装置接收到第一信号的时刻,所述第一信号为所述检测装置检测到所述第一标记时向所述控制装置发送的信号;
根据所述第一时刻,确定所述第一传动位移。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一时刻,确定所述第一传动位移,包括:
确定在所述第一时刻之前,所述控制装置向所述送料装置发出的第一脉冲的数量;
根据所述第一脉冲的数量,确定所述第一传动位移。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述系统还包括第一编码器,所述根据所述第一时刻,确定所述第一传动位移,包括:
确定在所述第一时刻之前,所述控制装置接收的来自第一编码器的第二脉冲的数量,所述第二脉冲是所述第一编码器根据所述送料装置的转动角度生成的;
根据所述第二脉冲的数量,确定所述第一传动位移。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述系统还包括第二编码器,所述确定校正距离,包括:
确定第二标记的前一个标记被剪切的时刻至第二标记被剪切的时刻之间,所述控制装置向所述剪切装置发出的第三脉冲的数量,以及所述控制装置接收的来自所述第二编码器的第四脉冲的数量,所述第四脉冲是所述第二编码器根据所述剪切装置的转动角度生成的;
根据所述第三脉冲的数量与所述第四脉冲的数量,计算所述校正距离。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一传动位移、所述第二传动位移及所述校正距离,计算所述第二标记被剪切时所述第一标记和所述剪切装置之间的距离,包括:
获取所述检测装置的安装位置与所述剪切装置的安装位置;
根据所述检测装置的安装位置、所述剪切装置的安装位置,计算所述检测装置与所述剪切装置之间的第一距离;
根据所述第一距离、所述第一传动位移、所述第二传动位移及所述校正距离,计算所述第二标记被剪切时所述第一标记和所述剪切装置之间的距离。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一距离、所述第一传动位移、所述第二传动位移及所述校正距离,计算所述第二标记被剪切时所述第一标记和所述剪切装置之间的距离,包括:
确定所述第一标记和第三标记之间的第二距离、第三标记与第四标记之间的第三距离、第四标记与所述检测装置之间的第四距离,所述第三标记与第四标记为所述第二标记被剪切时、所述第一标记和所述检测装置之间、所述待剪切材料上分布的标记,所述第三标记位于所述第一标记与所述第四标记之间;
根据所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离、所述第四距离及所述校正距离,计算所述第二标记被剪切时所述第一标记和所述剪切装置之间的距离。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述确定所述第一标记和第三标记之间的第二距离,包括:
根据第一传动位移、所述检测装置检测到第三标记时所述送料装置的传动位移,计算第一标记和第三标记之间的距离;
判断所述第一标记和第三标记之间的距离是否在预设的距离范围之内;
若是,将所述第一标记和第三标记之间的距离确定为所述第二距离。
9.一种切割材料的系统,其特征在于,所述系统包括检测装置、控制装置、送料装置、剪切装置,所述控制装置用于实现所述权利要求1至8中任一项所述的由所述控制装置执行的方法。
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