CN113894852A - 一种切割设备的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切割设备的控制方法，首先启动寻边机构带动纵向传感器横向移动，纵向传感器检测物料上的纵向标记线，当纵向传感器检测到纵向标记线后停止寻边机构。在纵刀设置完成后，启动送料电机，以速度v输送物料，并通过横向传感器检测物料上的横向标记线位置，根据横向标记线位置可计算得到横切安装梁相对于横向标记线的横向偏移量。之后启动横向纠偏机构，根据横向偏移量调整安装横向切刀的横切安装梁，使横切安装梁与横向标记线平行。切割设备的控制方法通过横向传感器和横向纠偏及购实现了横切安装梁的横向自动纠偏，从而使横切安装梁与横向标记线平行，避免了偏移，同时降低了纠偏过程的人力消耗。

Description

一种切割设备的控制方法

技术领域

本发明涉及切割设备技术领域，特别涉及一种切割设备的控制方法。

背景技术

广告、地毯、复合材料等行业中，批量打印或印刷的印后产品，需要进行横向和纵向的切割，从而将印后产品分割成小份。切割过程中，基材的摆放角度直接影响切割效果。切割过程中常常因基材摆放倾斜导致切割线路倾斜，影响最终产品质量，甚至会造成产品报废，为企业造成损失。

现有技术通常需要人工对位纠偏，人工对位纠偏往往存在工作效率低、劳动强度大、不确定影响因素大等缺点。

因此，如何控制切割设备进行自动纠偏是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种切割设备的控制方法，其通过横向传感器检测横向标记线的位置，并计算得到横切安装梁的横向偏移量，再通过横向偏移量调整横切安装梁的角度，达到横向纠偏，避免切割过程中偏移量累积，提高了纠偏效率。

为实现上述目的，本发明提供一种切割设备的控制方法，包括：

启动寻边机构以带动纵向传感器横向移动，通过所述纵向传感器检测物料上的纵向标记线，当所述纵向传感器检测到所述纵向标记线后停止所述寻边机构；

当纵向切刀设置完成后，启动送料电机，以速度v输送物料，通过横向传感器检测物料上的横向标记线位置，根据所述横向标记线位置计算横向偏移量；

启动横向纠偏机构，根据所述横向偏移量调整安装横向切刀的横切安装梁。

优选地，所述横向传感器为两个，所述横切安装梁与机架铰接，所述横向纠偏结构可推动所述横切安装梁绕铰接轴转动；

所述通过横向传感器检测到横向标记线位置，根据所述横向标记线位置计算横向偏移量，包括：

当一个所述横向传感器首先检测到所述横向标记线时，记录第一时刻t₁；

当另一所述横向传感器检测到所述横向标记线时，记录第二时刻t₂；

根据公式

计算得到测量点偏差Δy；

根据公式ΔY=Δy*AB/OY，其中，ΔY为横向偏移量，AB为两个所述横向传感器之间的距离，OY为所述横切安装梁与机架的铰接点O到调节点之间的距离。

优选地，所述横向纠偏机构包括横向纠偏电机、与所述横向纠偏电机传动连接的横向纠偏丝杠以及与所述横切安装梁相连的横向纠偏座，所述横向纠偏座中设有与所述横向纠偏丝杠配合的横向纠偏螺母；

所述启动横向纠偏机构，根据所述横向偏移量调整安装横向切刀的横切安装梁，包括：

启动所述横向纠偏电机，根据公式P=ΔY/m*i*n计算纠偏所需的脉冲数P，向所述横向纠偏电机输出脉冲数为P的电流，其中，m为所述横向纠偏丝杠的导程，n为所述横向纠偏电机旋转一周的脉冲数，i为所述横向纠偏电机和所述横向纠偏丝杠之间的速比。

优选地，所述当所述纵向切刀设置完成后，之后还包括:

启动纵刀电机；

所述根据所述横向标记线位置计算横向偏移量，和所述启动横向纠偏机构，根据所述横向偏移量调整安装横向切刀的横切安装梁之间，还包括：

继续将物料向前输送，直至所述横向传感器检测到下一条横向标记线，停止所述送料电机；

停止纵刀电机；

启动横刀电机，完成物料横向切割，形成横切半成品；

启动纵刀电机，完成所述横切半成品的纵向切割形成产品。

优选地，所述继续将物料向前输送，直至所述横向传感器检测到下一条横向标记线，包括：

将物料向前输送预设长度L，所述预设长度L为所述横向传感器到所述横向切刀之间的距离；

继续向前输送物料，送直至所述横向传感器检测到下一条横向标记线。

优选地，所述当所述纵向传感器检测到所述纵向标记线后停止所述寻边机构，还包括：

记录第一纵向标记线位置；

所述根据所述横向偏移量转动调整安装横向切刀的横切安装梁，后还包括：

记录第二纵向标记线位置；

根据所述第一纵向标记线位置和所述第二纵向标记线位置计算纵向偏移量；

所述启动横向纠偏机构，根据所述横向偏移量转动安装横向切刀的横切安装梁，后还包括：

启动纵向纠偏机构，根据所述纵向偏移量转动安装纵向切刀的纵切安装梁；

重复所述根据所述横向标记线位置计算横向偏移量的步骤。

优选地，所述根据所述第一纵向标记线位置和所述第二纵向标记线位置计算纵向偏移量，包括：

所述根据所述第一纵向标记线位置和所述第二纵向标记线位置计算纵向偏移量，包括：

根据所述第一纵向标记线位置和所述第二标记线位置计算测量点偏差ΔX₁；

根据公式ΔX=ΔX₁+ΔX₂=ΔX₁+OX*ΔY/OY，其中，ΔX为纵向纠偏量，ΔX₂为横向纠偏移动量，OX为纵向切刀的安装轴轴线到所述横切安装梁与机架的铰接点O的距离。

优选地，所述启动送料电机，以速度v输送物料，包括：

调整物料的位置，使横向标记线位于所述横向传感器后方；

控制所述送料电机正转，以低速u向前输送物料，所述横向传感器检测所述横向标记线，直至所述横向标记线移动至所述横向传感器的前方，停止所述送料电机；

记录横向标记线特性，以所述横向标记线特性为所述横向传感器识别同一块物料上的所述横向标记线的依据；

控制所述送料电机反转，直至横向标记线移动至所述横向传感器后方，停止所述送料电机；

控制所述送料电机正转，以速度v向前输送物料，所述低速u小于所述速度v。

本发明所提供的切割设备的控制方法，首先启动寻边机构带动纵向传感器横向移动，纵向传感器检测物料上的纵向标记线，当纵向传感器检测到纵向标记线后停止寻边机构。在纵向切刀设置完成后，启动送料电机，以速度v输送物料，并通过横向传感器检测物料上的横向标记线位置，根据横向标记线位置可计算得到横切安装梁相对于横向标记线的横向偏移量。之后启动横向纠偏机构，根据横向偏移量调整安装横向切刀的横切安装梁，使横切安装梁与横向标记线平行。

切割设备的控制方法通过横向传感器和横向纠偏及购实现了横切安装梁的横向自动纠偏，从而使横切安装梁与横向标记线平行，避免了偏移，同时降低了纠偏过程的人力消耗。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的切割设备的控制方法的流程图；

图2为切割设备输送物料过程的示意图。

其中，图1和图2中的附图标记为：

横切安装梁1、产品2、物料3、纵切安装梁4、机架5、横向切刀11、横向标记线21、纵向标记线22、纵向切刀41。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供的切割设备的控制方法的流程图；图2为切割设备输送物料过程的示意图。

本发明所提供的切割设备的控制方法，包括：

S1、启动寻边机构以带动纵向传感器横向移动，通过纵向传感器检测物料3上的纵向标记线22，当纵向传感器检测到纵向标记线22后停止寻边机构；

切割设备开机后进行上料，切割设备的压料辊和送料辊将物料3夹紧，送料辊可在送料电机的带动下转动，通过摩擦力推动物料3向横向切刀11和纵向切刀41所在的方向移动，即推动物料3向前移动。

寻边机构与切割设备的机架5相连，并可带动纵向传感器横向移动。寻边机构可采用气缸或丝杠副等结构，本申请的一种具体实施方式中，寻边机构包括寻边丝杠、寻边电机以及纵向传感器安装座，纵向传感器安装座中具有与寻边丝杠配合的寻边螺母，寻边电机带动寻边丝杠转动，进而推动纵向传感器横向移动。纵向传感器移动的同时不断在物料3表面检测纵向标记线22。当发现物料3表面的纵向标记线22时，后停止寻边机构。此时纵向传感器可监测物料3表面的纵向标记线22及其周围的区域，切割进料时纵向标记线22可能产生横向位移，通常纵向标记线22的位移范围不会超过纵向传感器的监测范围。

另外，切割设备可设置触摸屏等设备，操作人员可通过点选触摸屏上的选项，确定上料完成等步骤。

S2、当纵向切刀41设置完成后，启动送料电机，以速度v输送物料3，通过横向传感器检测物料3上的横向标记线位置，根据横向标记线位置计算横向偏移量；

在纵向传感器确定纵向标记线位置后，需要调整纵向切刀41的位置，保证纵向切刀41与物料3需要进行纵切的位置对应。操作人员将纵向切刀41设置完成后，可通过触摸屏进行确认。随后启动送料电机，送料电机带动送料辊转动，进而以速度v输送物料3。

横向传感器安装在横切安装梁1上，物料3会从横向传感器下方通过。物料3移动过程中，横向传感器可检测到物料3上横向标记线21的位置，随物料3移动横向传感器可检测得到横向标记线21上两个不同点的位置，进而根据两点位置计算得到横向偏移量。

S3、启动横向纠偏机构，根据横向偏移量调整安装横向切刀11的横切安装梁1。

横切安装梁1通过铰接轴与切割设备的机架5相连，横切安装梁1绕铰接轴转动可改变角度。进行横向纠偏时，启动横向纠偏机构，横向纠偏机构能够推动横切安装梁1的端部，使横切安装梁1转动，进而使横切安装梁1平行基材上的横向标记线21。

可选的，切割设备中横向传感器可为两个，二者之间相距预设距离，预设距离不大于最小的物料3宽度，保证横向传感器可对任何形式的物料3进行检测。

横向传感器检测到横向标记线位置，根据横向标记线位置计算横向偏移量的步骤可包括：

当一个横向传感器首先检测到横向标记线21时，记录第一时刻t₁；当另一横向传感器检测到横向标记线21时，记录第二时刻t₂。

根据公式

计算得到测量点偏差Δy。

本申请的一种具体实施方式中，以速度v输送物料3时，速度v为常数，即切割设备匀速输送物料3。此时测点偏差的计算公式可简化为Δy=（t₁-t₂）v。

根据公式ΔY=Δy*AB/OY，其中，ΔY为横向偏移量，AB为两个横向传感器之间的距离，OY为横切安装梁1与机架5的铰接点O到调节点之间的距离。

AB和OY均与切割设备的型号相关，二者为确定值，将上一步骤计算得到的测量点偏差Δy带入公式即可计算得到横向偏移量ΔY。

可选的，横向纠偏机构可包括横向纠偏电机、横向纠偏丝杠和横向纠偏座。其中，横向纠偏丝杠沿平行物料3移动的方向设置，横向纠偏丝杠与横向纠偏电机传动连接，横向纠偏座与横切安装梁1相连，横向纠偏座中设有与横向纠偏丝杠配合的横向纠偏螺母。横向纠偏电机带动横向纠偏丝杠转动，进而推动横向纠偏座沿物料3移动的方向移动，使横切安装梁1转动至平行横向标记线21的位置。

纠偏过程中需要向横向纠偏电机发送电脉冲信号，脉冲数可根据公式P=ΔY/m*i*n进行计算，得到脉冲数P后，向横向纠偏电机输出脉冲数为P的电流。公式中，m为横向纠偏丝杠的导程，n为横向纠偏电机旋转一周的脉冲数，i为横向纠偏电机和横向纠偏丝杠之间的速比。

物料3为保证切割精度，需预留出血量。以速度v输送物料3时，物料3往往会移动至纵向切刀41位置处。因而纵向切刀41设置完成后，之后还包括启动纵刀电机。纵刀电机启动后对物料3进行切割，避免纵刀电机阻挡物料3造成物料3隆起。

另外，为保证纠偏效果，安装纵向切刀41的纵切安装梁4通过纠偏连接板与横向纠偏座相连，切割设备的机架5两侧设有安装板，纠偏连接板和横向纠偏座均位于安装板上，纠偏连接板与安装板间设有滚轮。横向纠偏机构进行横向纠偏时可带动纵切安装梁4一同转动。为避免横向纠偏时，纵向切刀41造成物料3隆起，因而横向纠偏在物料3一次切割后进行。即，物料切割过程在“纵向切刀41切割根据横向标记线位置计算横向偏移量”的步骤和“启动横向纠偏机构，根据横向偏移量调整安装横向切刀11的横切安装梁1”的步骤之间。

物料切割过程包括：

继续将物料3向前输送，直至横向传感器检测到下一条横向标记线21，停止送料电机；

输送过程中，首先将物料3向前输送预设长度L，预设长度L为横向传感器到横向切刀11之间的距离。将物料向前输送预设长度L时，需要将输送轮的传动效率考虑在内。随后继续向前输送物料，直至横向传感器检测到下一条横向标记线21后，停止送料电机。

物料3移动到位后，停止纵刀电机。随后启动横刀电机，横向切刀11沿物料3的横切位置对物料3进行横向切割，形成横切半成品。然后启动纵刀电机，切割半成品在纵刀电机的带动下向前移动，同时纵向切刀41对横切半成品进行纵向切割形成产品2。

横向标记线21通常采用印刷等方式设置在物料3的表面，不同批次物料上的横向标记线往往会存在颜色差异，而横行向标记线21的颜色差异可能导致横向传感器漏识别。因而启动送料电机，以速度v输送物料3，包括：

调整物料3的位置，使横向标记线21位于横向传感器的后方；

如果横向标记线21位于横向传感器前方，则先控制送料电机反转，向后输送物料3。输送的同时横向传感器持续检测横向标记线，直至横向标记线21移动至横向传感器后方。向后输送物料3的过程中可降低输送速度，以小于v的速度向后输送物料3，避免横向传感器错过横向标记线21。如果横向标记线21位于横向传感器后方，则直接进入下一步骤。

控制送料电机正转，以低速u向前输送物料3，横向传感器检测横向标记线21，直至横向标记线21移动至所述横向传感器的前方，停止送料电机；

低速u小于速度v，物料3以低速u向前移动时，横向传感器可根据设定的横向标记线21的宽度、灰度等信息识别物料3表面的横向标记线。

记录横向标记线特性，以横向标记线特性为横向传感器识别同一块物料3上的横向标记线21的依据；

横向标记线特性可包括横向标记线的宽度、灰度或颜色等信息，而同一批次的物料上的横向标记线的横向标记线特性近似相同。因而以同一卷物料上第一条横向标记线的横向标记线特性为依据识别其他横向标记线21，可提高识别的准确率。

控制送料电机反转，直至横向标记线21移动至横向传感器后方，停止送料电机；

向后输送物料3的过程中，可仍以低速u输送，避免横向传感器错过横向标记线21。

控制送料电机正转，以速度v向前输送物料3。

再次向前输送物料3可对横向标记线21进行二次检测。

如果物料3向前移动设定长度L后，横向传感器未检测到横向标记线21，则控制送料电机反转。反转过程中，横向传感器持续检测横向标记线位置，在物料3向上的横向标记线21移动至横向传感器后方之后，重复以速度v向前输送物料3的步骤。

另外，纵向切刀41往往也存在偏差。横向纠偏后，需要进行纵向纠偏。纵向切刀41的位置以寻边时，纵向传感器检测到纵向标记线22的位置为基准。因而当纵向传感器检测到纵向标记线22后停止寻边机构，还包括记录第一纵向标记线位置。

继续将物料3向前输送至横向传感器检测到下一条横向标记线21后，再次记录纵向标记线位置，得到第二纵向标记线位置。根据第一纵向标记线位置和第二纵向标记线位置可计算得到纵向偏移量。

可选的，根据第一纵向标记线位置和第二标记线位置可计算得到测量点偏差ΔX₁，随后根据公式ΔX=ΔX1+ΔX2=ΔX1+OX*ΔY/OY可计算得到纵向纠偏量ΔX。其中，ΔX2为横向纠偏移动量，OY为纵向切刀41的安装轴轴线到横切安装梁1与机架5的铰接点O的距离。

横向纠偏后进行纵向纠偏，因而启动横向纠偏机构，根据横向偏移量转动安装横向切刀11的横切安装梁1后还包括：

启动纵向纠偏机构，根据纵向偏移量转动安装纵向切刀41的横切安装梁1。

纵向纠偏机构也可采丝杠副机构，纵向纠偏机构包括纵向纠偏电机、纵向纠偏丝杠以及纵向纠偏座。纵切安装梁4通过导轨与纠偏连接板相连，纵向纠偏丝杠平行纵切安装梁4，纵向纠偏座与纵切安装梁4相连，纵向纠偏座中具有与纠偏丝杠配合的纵向纠偏螺母。纵向纠偏电机带动纵向纠偏丝杠转动，进而推动纵切安装梁4移动。

纵向纠偏电机的控制方式可参考横向纠偏电机，根据纵向纠偏丝杠的导程、纵向纠偏电机旋转一周的脉冲数以及纵向纠偏电机和所述纵向纠偏丝杠之间的速比即可计算出控制纵向纠偏的脉冲数。

纵向纠偏完成后，根据下一条横向标记线21的位置，重新计算横向偏移量，并继续进行物料3的切割。

本实施例中，切割设备的控制方法通过横向传感器检测横向标记线21，进而计算得到横切安装梁1的横向偏移量。横向纠偏机构根据横向偏移量带动纠偏连接板移动，使横切安装梁1和纵切安装梁4绕横切安装梁1与机架5的铰接轴转动。随后纵向纠偏机构根据纵向纠偏量带动纵切安装梁4横向移动，完成切割设备纠偏。纠偏过程自动进行，极大地降低了人力消耗，提高了纠偏效率。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的切割设备的控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种切割设备的控制方法，其特征在于，包括：

启动寻边机构以带动纵向传感器横向移动，通过所述纵向传感器检测物料（3）上的纵向标记线（22），当所述纵向传感器检测到所述纵向标记线（22）后停止所述寻边机构；

当纵向切刀（41）设置完成后，启动送料电机，以速度v输送物料（3），通过横向传感器检测物料（3）上的横向标记线位置，根据所述横向标记线位置计算横向偏移量；

启动横向纠偏机构，根据所述横向偏移量调整安装横向切刀（11）的横切安装梁（1）。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述横向传感器为两个，所述横切安装梁（1）与机架（5）铰接，所述横向纠偏结构可推动所述横切安装梁（1）绕铰接轴转动；

所述通过横向传感器检测到横向标记线位置，根据所述横向标记线位置计算横向偏移量，包括：

当一个所述横向传感器首先检测到所述横向标记线（21）时，记录第一时刻t₁；

当另一所述横向传感器检测到所述横向标记线（21）时，记录第二时刻t₂；

根据公式

计算得到测量点偏差Δy；

根据公式ΔY=Δy*AB/OY，其中，ΔY为横向偏移量，AB为两个所述横向传感器之间的距离，OY为所述横切安装梁（1）与机架（5）的铰接点O到调节点之间的距离。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述横向纠偏机构包括横向纠偏电机、与所述横向纠偏电机传动连接的横向纠偏丝杠以及与所述横切安装梁（1）相连的横向纠偏座，所述横向纠偏座中设有与所述横向纠偏丝杠配合的横向纠偏螺母；

所述启动横向纠偏机构，根据所述横向偏移量调整安装横向切刀（11）的横切安装梁（1），包括：

启动所述横向纠偏电机，根据公式P=ΔY/m*i*n计算纠偏所需的脉冲数P，向所述横向纠偏电机输出脉冲数为P的电流，其中，m为所述横向纠偏丝杠的导程，n为所述横向纠偏电机旋转一周的脉冲数，i为所述横向纠偏电机和所述横向纠偏丝杠之间的速比。

4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述当所述纵向切刀（41）设置完成后，还包括:

启动纵刀电机；

所述根据所述横向标记线位置计算横向偏移量，和所述启动横向纠偏机构，根据所述横向偏移量调整安装横向切刀（11）的横切安装梁（1）之间，还包括：

继续将物料（3）向前输送，直至所述横向传感器检测到下一条横向标记线（21），停止所述送料电机；

停止纵刀电机；

启动横刀电机，完成物料（3）横向切割，形成横切半成品；

启动纵刀电机，完成所述横切半成品的纵向切割形成产品（2）。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述继续将物料（3）向前输送，直至所述横向传感器检测到下一条横向标记线（21），包括：

将物料（3）向前输送预设长度L，所述预设长度L为所述横向传感器到所述横向切刀（11）之间的距离；

继续向前输送物料（3），直至所述横向传感器检测到下一条横向标记线（21）。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述当所述纵向传感器检测到所述纵向标记线（22）后停止所述寻边机构，还包括：

记录第一纵向标记线位置；

所述继续将物料（3）向前输送，直至所述横向传感器检测到下一条横向标记线（21），停止所述送料电机，后还包括：

记录第二纵向标记线位置；

根据所述第一纵向标记线位置和所述第二纵向标记线位置计算纵向偏移量；

所述启动横向纠偏机构，根据所述横向偏移量转动安装横向切刀（11）的横切安装梁（1），后还包括：

启动纵向纠偏机构，根据所述纵向偏移量转动安装纵向切刀（41）的纵切安装梁（4）；

重复所述根据所述横向标记线位置计算横向偏移量的步骤。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述第一纵向标记线位置和所述第二纵向标记线位置计算纵向偏移量，包括：

根据所述第一纵向标记线位置和所述第二标记线位置计算测量点偏差ΔX₁；

根据公式ΔX=ΔX₁+ΔX₂=ΔX₁+OX*ΔY/OY，其中，ΔX为纵向纠偏量，ΔX₂为横向纠偏移动量，OX为纵向切刀（41）的安装轴轴线到所述横切安装梁（1）与机架（5）的铰接点O的距离。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述启动送料电机，以速度v输送物料（3），包括：

调整物料（3）的位置，使横向标记线（21）位于所述横向传感器后方；

控制所述送料电机正转，以低速u向前输送物料（3），所述横向传感器检测所述横向标记线（21），直至所述横向标记线（21）移动至所述横向传感器的前方，停止所述送料电机；

记录横向标记线特性，以所述横向标记线特性为所述横向传感器识别同一块物料（3）上的所述横向标记线（21）的依据；

控制所述送料电机反转，直至横向标记线（21）移动至所述横向传感器后方，停止所述送料电机；

控制所述送料电机正转，以速度v向前输送物料（3），所述低速u小于所述速度v。

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