CN112593398B - 一种小角度裁断机规格自动更换系统及更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种小角度裁断机规格自动更换系统及更换方法，包括自动退料按钮、控制模块、磁梁抬起电磁阀、帘布导开电机、帘布导开驱动器、磁梁物料检测开关、第一垫布卷曲电机、第一垫布卷曲驱动器、及第二垫布卷曲电机、第二垫布卷曲驱动器，可实现帘布大卷自动退料到指定位置，并实现小角度裁断机规格的自动切换。

Description

一种小角度裁断机规格自动更换系统及更换方法

技术领域

本发明属于轮胎部件生产技术领域，特别是涉及一种小角度裁断机规格自动更换系统及更换方法。

背景技术

目前，全钢轮胎裁断工程使用的15°-75°小角度裁断机，在生产过程中，不同规格的切换需要调整接头器的接头角度、裁刀角度，且角度调整需要操作人按住角度增大或减小按钮进行角度切换。但在帘布导开角度调整前，需要帘布收卷，将裁断平台的帘布退到递布辊筒轨道上，否则在角度切换的时候会将裁断平台上的帘布拉伸堆叠和打褶，所以在规格切换的时候，需要3人协作完成，效率低下。

发明内容

针对上述存在的技术问题，提供一种小角度裁断机规格自动更换系统及更换方法，可实现帘布大卷自动退料到指定位置，并实现小角度裁断机规格的自动切换。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种小角度裁断机规格自动更换系统，包括自动退料按钮、控制模块、磁梁抬起电磁阀、帘布导开电机、帘布导开驱动器、磁梁物料检测开关、第一垫布卷曲电机、第一垫布卷曲驱动器、第二垫布卷曲电机及第二垫布卷曲驱动器；

其中，自动退料按钮用于发送自动退卷指令给控制模块，所述控制模块用于输出递布磁梁抬起指令，控制磁梁抬起电磁阀抬起，与帘布导开电机通讯控制导开帘布导开电机；所述帘布导开驱动器与所述控制模块及帘布导开电机连接，用于对所述帘布导开电机作矢量运动控制，控制裁断平台及递布滚筒动作，收卷帘布；所述第一垫布卷曲驱动器分别与控制模块、第一垫布卷曲电机连接，所述第二垫布卷曲驱动器分别与控制模块、第二垫布卷曲电机连接，分别用于接收控制模块指令，对所述第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机作矢量运动控制，在帘布收卷时同步控制第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机进行垫布放卷；所述磁梁物料检测开关设置于指定退料位置，用于在帘布收卷的过程中进行帘布有无料检测，当检测到无料时，所述帘布导开电机不启动或停止帘布收卷；

所述系统还包括角度调整按钮，用于发送切换角度指令给所述控制模块，所述控制模块还用于根据目标值和实际值，控制裁刀角度调整电机及接头角度调整电机对接头角度和裁刀角度进行自动调节。

进一步的，还包括磁梁抬起检测开关，所述磁梁抬起检测开关用于检测递布磁梁是否已经抬起，当检测到递布磁梁未抬起，将检测结果反馈给所述控制模块，所述控制模块重新输出递布磁梁抬起指令。

进一步的，当退料程序启动后，如果磁梁物料检测开关没有检测到物料，帘布导开电机不启动，退料程序结束，如果检测到有物料，则启动帘布导开电机进行帘布收卷；在帘布收卷过程中，磁梁物料检测开关持续检测帘布有无料，当检测到无料时，帘布导开电机停止帘布收卷，退料程序结束。

进一步的，所述磁梁物料检测开关为光电开关；所述系统还包括光电开关反光板，所述光电开关反光板与所述光电开关对应设置于裁断平台上下两侧，用于接收光电开关的光电信号；当光电开关反光板没有接收到光电信号，帘布导开电机继续工作；当光电开关反光板接收到光电信号，帘布导开电机不启动或者停止工作。

进一步的，还包括裁刀角度驱动器及接头角度驱动器，所述裁刀角度驱动器分别与控制模块及裁刀角度调整电机连接，所述接头角度驱动器分别与控制模块及接头角度调整电机连接，用于对裁刀角度调整电机及所述接头角度调整电机的赋值做运动模式控制。

一种小角度裁断机规格自动更换方法，包括如下步骤：

基于自动退料按钮发送的退料指令，控制模块启动帘布自动退卷程序；

控制模块输出递布磁梁抬起指令，控制递布磁梁抬起，打开磁梁物料检测开关，进行帘布有无料检测；

磁梁抬起检测磁性开关检测递布磁梁是否已经抬起，当检测到抬起时，继续执行下一步骤；当检测到未抬起时，将未抬起的检测结果反馈给控制模块，返回执行上一步骤；

当检测到无料时，磁梁物料检测开关传递无料信号给控制模块，控制模块不启动帘布导开电机、第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机，继续执行

“控制模块接收上位 机输入的角度设定参数，启动角度调整按钮；”步骤；当检测到有料时，磁梁物料检测开关传递有料信号给控制模块，控制模块发送收卷指令启动帘布导开电机，发送放卷指令启动第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机，继续同步执行下一步骤；

控制模块控制帘布导开驱动器启动，对帘布导开电机做反转矢量控制，通过编码器做闭环控制保证电机恒转矩运动，对帘布进行收卷；

控制模块控制垫布卷曲驱动器启动，对第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机做反转矢量控制，通过编码器做闭环控制保证电机恒转矩运动，与帘布导开电机协同运动，对垫布进行放卷；

磁梁物料检测开关在帘布收卷过程中持续进行帘布有无料检测，当检测到无料时，帘布导开电机停止帘布收卷、第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机停止垫布放卷，继续执行下一步骤；

控制模块接收上位机输入的角度设定参数，启动角度调整按钮；

控制模块对角度设定参数与角度实际值相减，如果差值为0，则不对角度进行调整，程序结束；如果裁刀角度差值不为0而接头角度差值为0，则继续执行下一步骤；如果裁刀角度差值为0而接头角度差值不为0，则继续执行接头角度调整步骤；如果裁刀角度差值与接头角度差值都不为0，则先执行步骤裁刀角度调整步骤再执行接头角度调整步骤，或者先执行接头角度调整步骤再先执行裁刀角度调整步骤，或者同时执行；

控制模块发送裁刀角度调整指令，启动裁刀角度驱动器执行正(反)转命令，控制裁刀角度调整电机做正(反)转速度移动，对裁刀角度进行调整；

控制模块实时判断裁刀角度编码器获取的裁刀角度实际值与预设值之间的差值，如果不为0，则返回执行裁刀角度调整步骤；如果为0，则结束裁刀角度调整过程；

控制模块发送接头角度调整指令，启动接头角度驱动器执行正(反)转命令，控制接头角度调整电机做正(反)转速度移动，对接头角度进行调整；

控制模块实时判断接头角度编码器获取的接头角度实际值与预设值之间的差值，如果不为0，则返回执行接头角度调整步骤；如果为0，则结束接头角度调整过程。

本发明的有益效果为：

本实施例提供的小角度裁断机规格自动更换系统，适用于全钢小角度裁断机切换规格时，只需要在递布磁梁轨道上增加退料位置开关，操作人即可在操作箱内完成帘布大卷自动退料到指定位置，同时还可一键对接头角度及帘布导开角度进行自动调整到切换的规格角度，实现规格自动切换。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的小角度裁剪机的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的小角度裁剪机规格自动更换系统结构框图；

图3为本发明一实施例提供的小角度裁断机自动退料的流程图；

图4为本发明一实施例提供的小角度裁断机规格自动更换方法的流程图；

图中：1.磁梁物料检测开关 2.光电开关反光板 3.帘布导开驱动器 4.第一垫布卷曲驱动器 5.第二垫布卷曲驱动器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种小角度裁断机规格自动更换系统，如图1-2所示，该自动更换系统包括自动退料按钮、控制模块、磁梁抬起电磁阀、帘布导开电机、帘布导开驱动器3、磁梁物料检测开关1、第一垫布卷曲电机、第一垫布卷曲驱动器4、第二垫布卷曲电机及第二垫布卷曲驱动器5；

其中，自动退料按钮为常开按钮，可以设置在递布磁梁轨道上，用于发送自动退卷指令给控制模块，所述控制模块用于输出递布磁梁抬起指令，控制磁梁抬起电磁阀抬起，导开帘布导开电机；所述帘布导开驱动器3与所述控制模块及帘布导开电机连接，用于对所述帘布导开电机作矢量运动控制，控制裁断平台及递布滚筒动作，收卷帘布；所述第一垫布卷曲驱动器4分别与控制模块、第一垫布卷曲电机连接，所述第二垫布卷曲驱动器5分别与控制模块、第二垫布卷曲电机连接，分别用于接收控制模块指令，对所述第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机作矢量运动控制，在帘布收卷时同步控制第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机进行垫布放卷。

具体的，帘布导开驱动器及垫布卷曲驱动器为双轴模块驱动器，控制模块为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,以下简称PLC)，在PLC上设置有帘布自动退卷程序，当启动自动退料按钮后，PLC利用通讯控制帘布导开驱动器3启动，对帘布导开电机作矢量运动控制，利用外接编码器测量电机转速做闭环控制，转化为力矩模式控制，控制电机转速，保证电机恒力矩运动，直至物料越过磁梁物料检测开关1后，帘布导开电机停止运动，帘布收卷完成。在帘布导开电机收卷同时，第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机进行垫布放卷，即，为了配合导开大卷进行收卷时垫布不打褶或拉伸，同样地，PLC利用通讯控制第一垫布卷曲驱动器4及第二垫布卷曲驱动器5启动，对第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机采用矢量运动控制模式，利用编码器做闭环控制保证电机恒转矩运动，与帘布导开电机协同运动，同时停止，从而利用恒转矩输出保证了物料和垫布张力和拉伸量不会出现异常。

所述磁梁物料检测开关1设置于指定的退料位置，用于进行帘布有无料的检测。具体的，当退料程序启动后，如果磁梁物料检测开关1没有检测到物料，控制模块将不启动帘布导开电机，结束退料程序；如果检测到有物料，则控制模块控制帘布导开电机启动，并在帘布收卷的过程中持续进行帘布有无料检测，当检测到无料时，帘布导开电机停止帘布收卷，退料程序结束。

在一种可行的实施方式中，该梁物料检测开关1可以是一个光电开关，在光电开关相对的一侧，对应设置一个光电开关反光板2，用于接收光电开关的光电信号，当光电开关反光板2没有接收到光电信号，表明裁断平台上有帘布遮挡，帘布导开电机继续工作；当光电开关反光板2接收到光电信号，表明它们之间没有帘布的遮挡，帘布导开电机不启动或者停止工作。

进一步地，本实施例的系统还可以包括磁梁抬起检测开关，该磁梁抬起检测开关用于检测递布磁梁是否已经抬起，当检测到递布磁梁未抬起时，将未抬起的检测结果反馈给所述控制模块，所述控制模块重新输出递布磁梁抬起指令，控制递布磁梁抬起。

同时，本实施例的系统还包括角度调整按钮，该按钮也为常开按钮，用于发送切换角度指令给所述控制模块，所述控制模块还用于根据目标值和实际值，控制裁刀角度调整电机及接头角度调整电机对裁刀角度和接头角度进行自动调节。具体的，在控制模块上还设置有角度自动调整程序，当启动角度调整按钮后，控制模块控制裁刀角度调整电机及接头角度调整电机对裁刀角度和接头角度进行自动调节，具体调整过程参见实施例二。

进一步地，本实施例还包括裁刀角度驱动器及接头角度驱动器，所述裁刀角度驱动器分别与控制模块及裁刀角度调整电机连接，所述接头角度驱动器分别与控制模块及接头角度调整电机连接，用于对裁刀角度调整电机及所述接头角度调整电机的赋值做运动模式控制。具体的，裁刀角度驱动器及接头角度驱动器为双轴模块驱动器，控制模块为PLC，通过PLC与裁刀角度驱动器通讯，启动裁刀角度驱动器，对电机赋值作速度模式控制，由角度测量编码器测量裁刀角度实际值，当实际值与设定值差值为0，裁刀角度调整程序结束，随后接头角度调整程序启动，原理与裁刀角度调整程序原理相同，在此不再赘述。

本实施例提供的小角度裁断机规格自动更换系统，适用于全钢小角度裁断机切换规格时，只需要在递布磁梁轨道上增加退料位置开关，操作人即可在操作箱内完成帘布大卷自动退料到指定位置，同时还可一键对接头角度及帘布导开角度进行自动调整到切换的规格角度，实现规格自动切换，且因自动执行动作连贯，将操作时间可由145S降低至3S，节省时间约为2′22″s，设备等待时间可减少50s，效率明显提升，同时整个过程自动操作，降低了人工劳动强度。

实施例2：

本实施例提供一种小角度裁断机规格自动更换方法，该方法应用在实施例一的小角度裁断机规格自动更换系统中，包括自动退料过程(如图3所示)及角度自动调整过程(如图4所示)，具体步骤如下：

步骤101基于自动退料按钮发送的退料指令，控制模块启动帘布自动退卷程序；

步骤102控制模块输出递布磁梁抬起指令，控制递布磁梁抬起，打开磁梁物料检测开关，进行帘布有无料检测；

步骤103磁梁抬起检测磁性开关检测递布磁梁是否已经抬起，当检测到抬起时，继续执行步骤104；当检测到未抬起时，将未抬起的检测结果反馈给控制模块，返回执行步骤102；

步骤104当检测到无料时，磁梁物料检测开关传递无料信号给控制模块，控制模块不启动帘布导开电机、第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机，继续执行108步骤；当检测到有料时，磁梁物料检测开关传递有料信号给控制模块，控制模块发送收卷指令启动帘布导开电机，发送放卷指令启动第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机，继续同步执行步骤105及步骤106；

步骤105控制模块控制帘布导开驱动器启动，对帘布导开电机做反转矢量控制，通过编码器做闭环控制保证电机恒转矩运动，对帘布进行收卷；

步骤106控制模块控制垫布卷曲驱动器启动，对第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机做反转矢量控制，通过编码器做闭环控制保证电机恒转矩运动，与帘布导开电机协同运动，对垫布进行放卷；

步骤107磁梁物料检测开关在帘布收卷过程中持续进行帘布有无料检测，当检测到无料时，帘布导开电机停止帘布收卷、第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机停止垫布放卷，继续执行步骤108；

步骤108控制模块接收上位机输入的角度设定参数，启动角度调整按钮；其中所述角度包括裁刀角度和接头角度；

步骤109控制模块对角度设定参数与角度实际值相减，如果差值为0，则不对角度进行调整，程序结束；如果裁刀角度差值不为0而接头角度差值为0，则继续执行步骤110；如果裁刀角度差值为0而接头角度差值不为0，则继续执行步骤112；如果裁刀角度差值与接头角度差值都不为0，则先执行步骤110-111再执行步骤112-113，当然也可以先执行步骤112-113，再执行步骤110-111，或者步骤110-111和步骤112-113同时执行。

步骤110控制模块发送裁刀角度调整指令，启动裁刀角度驱动器执行正(反)转命令，控制裁刀角度调整电机做正(反)转速度移动，对裁刀角度进行调整；

需要说明的是，当裁刀角度差值为正值时，驱动器为正向运动，电机做正转速度移动，相反，差值为负值时则为反向运动。

步骤111控制模块实时判断裁刀角度编码器获取的裁刀角度实际值与预设值之间的差值，如果不为0，则返回步骤109；如果为0，则结束裁刀角度调整过程；

步骤112控制模块发送接头角度调整指令，启动接头角度驱动器执行正(反)转命令，控制接头角度调整电机做正(反)转速度移动，对接头角度进行调整；

需要说明的是，当接头角度差值为正值时，驱动器为正向运动，电机做正转速度移动，相反，差值为负值时则为反向运动。

步骤113控制模块实时判断接头角度编码器获取的接头角度实际值与预设值之间的差值，如果不为0，则返回步骤111；如果为0，则结束接头角度调整过程。

本实施例的小角度裁断机规格自动更换方法，通过在控制模块设置帘布自动退卷程序及角度自动调整程序，并在递布磁梁轨道增加光电开关，操作人在操作箱内即可实现帘布大卷自动退料到指定位置，同时还可一键对接头角度及帘布导开角度进行自动调整到切换的规格角度，实现规格自动切换。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种小角度裁断机规格自动更换系统，其特征在于：所述系统包括自动退料按钮、控制模块、磁梁抬起电磁阀、帘布导开电机、帘布导开驱动器、磁梁物料检测开关、第一垫布卷曲电机、第一垫布卷曲驱动器、第二垫布卷曲电机及第二垫布卷曲驱动器；

其中，自动退料按钮用于发送自动退卷指令给控制模块，所述控制模块用于输出递布磁梁抬起指令，控制磁梁电磁阀抬起，与帘布导开驱动器通讯控制导开帘布导开电机；所述帘布导开驱动器与所述控制模块及帘布导开电机连接，用于对所述帘布导开电机作矢量运动控制，收卷帘布；所述第一垫布卷曲驱动器分别与控制模块、第一垫布卷曲电机连接，所述第二垫布卷曲驱动器分别与控制模块、第二垫布卷曲电机连接，分别用于接收控制模块指令，对所述第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机作矢量运动控制，在帘布收卷时同步控制第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机进行垫布放卷；所述磁梁物料检测开关设置于指定退料位置，用于在帘布收卷的过程中进行帘布有无料检测，当检测到无料时，所述帘布导开电机不启动或停止帘布收卷；

所述系统还包括角度调整按钮，用于发送切换角度指令给所述控制模块，所述控制模块还用于根据目标值和实际值，控制裁刀角度调整电机及接头角度调整电机对接头角度和裁刀角度进行自动调节。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：还包括磁梁抬起检测开关，所述磁梁抬起检测开关用于检测递布磁梁是否已经抬起，当检测到递布磁梁未抬起，将检测结果反馈给所述控制模块，所述控制模块重新输出递布磁梁抬起指令。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：当退料程序启动后，如果磁梁物料检测开关没有检测到物料，帘布导开电机不启动，退料程序结束，如果检测到有物料，则启动帘布导开电机进行帘布收卷；在帘布收卷过程中，磁梁物料检测开关持续检测帘布有无料，当检测到无料时，帘布导开电机停止帘布收卷，退料程序结束。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述磁梁物料检测开关为光电开关；所述系统还包括光电开关反光板，所述光电开关反光板与所述光电开关对应设置于裁断平台上下两侧，用于接收光电开关的光电信号；当光电开关反光板没有接收到光电信号，帘布导开电机继续工作；当光电开关反光板接收到光电信号，帘布导开电机不启动或者停止工作。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：还包括裁刀角度驱动器及接头角度驱动器，所述裁刀角度驱动器分别与控制模块及裁刀角度调整电机连接，所述接头角度驱动器分别与控制模块及接头角度调整电机连接，用于对裁刀角度调整电机及所述接头角度调整电机的赋值做闭环运动模式控制。

6.一种小角度裁断机规格自动更换方法，其特征在于：包括如下步骤：

基于自动退料按钮发送的退料指令，控制模块启动帘布自动退卷程序；

控制模块输出递布磁梁抬起指令，控制递布磁梁抬起，打开磁梁物料检测开关，进行帘布有无料检测；

磁梁抬起检测磁性开关检测递布磁梁是否已经抬起，当检测到抬起时，继续执行下一步骤；当检测到未抬起时，将未抬起的检测结果反馈给控制模块，返回执行上一步骤；

当检测到无料时，磁梁物料检测开关传递无料信号给控制模块，控制模块不启动帘布导开电机、第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机，执行“控制模块接收上位机输入的角度设定参数，启动角度调整按钮；”步骤；当检测到有料时，磁梁物料检测开关传递有料信号给控制模块，控制模块发送收卷指令启动帘布导开电机，发送放卷指令启动第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机，继续同步执行下一步骤；

控制模块控制帘布导开驱动器启动，对帘布导开电机做反转矢量控制，通过编码器做闭环控制保证电机恒转矩运动，对帘布进行收卷；

控制模块控制垫布卷曲驱动器启动，对第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机做反转矢量控制，通过编码器做闭环控制保证电机恒转矩运动，与帘布导开电机协同运动，对垫布进行放卷；

磁梁物料检测开关在帘布收卷过程中持续进行帘布有无料检测，当检测到无料时，帘布导开电机停止帘布收卷、第一垫布卷曲电机及第二垫布卷曲电机停止垫布放卷，继续执行下一步骤；

控制模块接收上位机输入的角度设定参数，启动角度调整按钮；

控制模块对角度设定参数与角度实际值相减，如果差值为0，则不对角度进行调整，程序结束；如果裁刀角度差值不为0而接头角度差值为0，则继续执行下一步骤；如果裁刀角度差值为0而接头角度差值不为0，则继续执行接头角度调整步骤；如果裁刀角度差值与接头角度差值都不为0，则先执行步骤裁刀角度调整步骤再执行接头角度调整步骤，或者先执行接头角度调整步骤再先执行裁刀角度调整步骤，或者同时执行；

控制模块发送裁刀角度调整指令，启动裁刀角度驱动器执行正/反转命令，控制裁刀角度调整电机做正/反转速度移动，对裁刀角度进行调整；

控制模块实时判断裁刀角度编码器获取的裁刀角度实际值与预设值之间的差值，如果不为0，则返回执行裁刀角度调整步骤；如果为0，则结束裁刀角度调整过程；

控制模块发送接头角度调整指令，启动接头角度驱动器执行正/反转命令，控制接头角度调整电机做正/反转速度移动，对接头角度进行调整；

控制模块实时判断接头角度编码器获取的接头角度实际值与预设值之间的差值，如果不为0，则返回执行接头角度调整步骤；如果为0，则结束接头角度调整过程。

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