CN114211881A - 一种型材喷印角度控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种型材喷印角度控制系统，包括型材、喷印平台、横移装置、悬挂装置、喷印轨道和喷印装置，型材倾斜设置在喷印平台上，型材与喷印平台之间形成倾斜角度，型材的顶端面与喷印平台的垂直面相抵，横移装置的下端面与喷印平台的下端面平行，喷印轨道两端与横移装置及悬挂装置铰接，悬挂装置的一端与横移装置的垂直面上端铰接，喷印装置通过伺服系统沿喷印轨道滑动，喷印装置上设有喷头和距离传感器，喷头喷印吸附在型材的上端面，距离传感器检测喷头与型材上端面的距离；还公开了一种用于型材喷印角度控制系统的控制方法。本发明闭环精准控制喷头，喷头到型材的距离保持稳定，喷印质量佳，自动化程度高，适用性强，安全可靠，结构紧凑。
Description
技术领域
本发明属于型材喷印控制技术领域，特别涉及一种型材喷印角度控制系统及控制方法。
背景技术
在型材加工生产过程中，需要对型材的表面进行做一些标记工作，通常采用喷印装置。喷印装置的喷头需要和型材表面平行，且在喷印过程中喷头距离型材表面的高度始终要保持一致。
但是，现实情况为：喷头距离型材表面过远，造成喷印介质无法喷到型材表面；喷头距离型材表面过近，喷印介质喷到型材表面会出现模糊重叠。因此喷头距离型材表面的高度直接影响喷印的实际效果。而各种型材的尺寸信息相差较大，型材表面与水平面的夹角相差较大，此外喷头与水平面的夹角也相差较大，因此需要根据不同型材尺寸不断调整喷头角度。
传统做法是采用弹簧，依靠弹簧的自身弹性变形来适应不同角度位置，导致喷头距离型材表面的高度无法保证恒定，易出现喷头距离型材表面高度一头高一头低的“喇叭口”。这种做法自动化程度低，精度低下，喷印的质量无法保证。
鉴于传统型材加工生产中，型材喷印的喷头角度调整控制技术落后、自动化程度低、精度低下，喷印质量无法保证等问题，因此非常有必要提供一种型材喷印角度控制系统及控制方法，来解决现有技术所存在的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种型材喷印角度控制系统及控制方法，使用该型材喷印角度控制系统及控制方法后，通过距离传感器检测喷头与型材的上端面的距离，采用闭环精准控制，精确微调喷头，使得喷头到型材上端面的距离保持稳定不变，通过喷头喷印介质吸附在型材的上端面，保证喷印质量，解决了喷头距离型材表面过远，造成喷印介质无法喷到型材表面，喷头距离型材表面过近，喷印介质喷到型材表面会出现模糊重叠的技术问题，有效提高工作效率，自动化程度高，适用性强，适用各种不同规格的型材喷印，安全可靠，结构紧凑，空间利用率高。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
提供一种型材喷印角度控制系统，所述型材喷印角度控制系统包括型材、喷印平台、横移装置、悬挂装置、喷印轨道和喷印装置，所述型材倾斜设置在所述喷印平台上，所述型材的下端面与所述喷印平台的下端面之间形成倾斜角度，所述型材的顶端面与所述喷印平台的垂直面相抵，所述型材的上端面呈自由释放状态，所述横移装置为L型结构，所述横移装置设置在远离所述型材的一侧，所述横移装置的下端面与所述喷印平台的下端面平行，所述喷印轨道的一端与所述横移装置的L型结构直角折弯处铰接，所述喷印轨道的另一端与所述悬挂装置铰接，所述悬挂装置远离所述喷印轨道的一端与所述横移装置的垂直面上端铰接，所述喷印装置通过伺服系统控制能够沿着所述喷印轨道的长度方向自由滑动，所述喷印装置上设置有垂直朝向所述型材的上端面的喷头和距离传感器，所述喷头能够喷印介质吸附在所述型材的上端面，所述距离传感器能够检测所述喷头与所述型材的上端面的距离。
本发明还提供了一种用于型材喷印角度控制系统的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
Step1：型材传送到喷印平台上，测量获取型材的尺寸数据m,n，其中m为型材的顶端面长度，n为型材的上端面长度；
Step2：根据型材的尺寸数据m,n及喷头与型材上端面的预设距离t，计算出横移装置的下端面D点的预设位置信息，确定横移装置的横移数据L，使得D点到达预设位置；
Step3：根据型材的尺寸数据m,n，计算出悬挂装置的末端点C的预设位置信息，确定悬挂装置的尺寸数据b，C点到达预设位置；
Step4：检测喷头与型材上端面的距离t’；
若t＝t’，喷印角度控制结束，完成喷印角度控制；
若t≠t’，重新微调横移装置的下端面D点的横移数据ΔL，直至t＝t’，喷印角度控制结束。
本发明控制方法为了解决其技术问题，所采用的进一步技术方案是：
进一步地说，在Step2，所述横移装置的横移数据L的计算公式如下：
其中，L为横移装置的横移距离即型材顶点E到横移装置的下端面D点的距离，t为喷头与型材上端面的预设距离，m为型材的顶端面长度，n为型材的上端面长度，d为横移装置的下端面长度。
进一步地说，在Step3，所述悬挂装置的尺寸数据b的计算公式如下：
其中，b为悬挂装置的尺寸数据，a为悬挂装置和喷印轨道的连接点C到喷印轨道和横移装置的连接点B之间的距离，c为喷印轨道和横移装置的连接点B到悬挂装置和横移装置的连接点A之间的距离，m为型材的顶端面长度，n为型材的上端面长度。
进一步地说，在Step4，所述重新微调横移装置的下端面D点的横移数据ΔL的计算公式如下：
其中，ΔL为重新微调横移装置的下端面D点的横移数据，t为喷头与型材上端面的预设距离，t’为检测喷头与型材上端面的距离，m为型材的顶端面长度，n为型材的上端面长度，d为横移装置的下端面长度。
本发明的有益效果是：
本发明型材喷印角度控制系统及控制方法，通过距离传感器检测喷头与型材的上端面的距离，采用闭环精准控制，精确微调喷头，使得喷头到型材上端面的距离保持稳定不变，通过喷头喷印介质吸附在型材的上端面，保证喷印质量，解决了喷头距离型材表面过远，造成喷印介质无法喷到型材表面，喷头距离型材表面过近，喷印介质喷到型材表面会出现模糊重叠的技术问题，有效提高工作效率，自动化程度高，适用性强，适用各种不同规格的型材喷印，安全可靠，结构紧凑，空间利用率高。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明所述的一种型材喷印角度控制系统的结构示意图；
图2是本发明所述的一种用于型材喷印角度控制系统的控制方法流程示意图；
附图中各部分标记如下：
型材1、所述型材的下端面11、所述型材的顶端面12、所述型材的上端面13、喷印平台2、所述喷印平台的下端面21、所述喷印平台的垂直面22、横移装置3、所述横移装置的下端面31、所述横移装置的垂直面32、悬挂装置4、喷印轨道5和喷印装置6。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本发明所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。
实施例1：
一种型材喷印角度控制系统，如图1所示，型材喷印角度控制系统包括型材1、喷印平台2、横移装置3、悬挂装置4、喷印轨道5和喷印装置6，型材1倾斜设置在喷印平台2上，型材1的下端面11与喷印平台2的下端面21之间形成倾斜角度α，型材1的顶端面12与喷印平台2的垂直面22相抵，型材1的上端面13呈自由释放状态，横移装置3为L型结构，横移装置3设置在远离型材1的一侧，横移装置3的下端面31与喷印平台2的下端面21平行，喷印轨道5的一端与横移装置3的L型结构直角折弯处铰接，喷印轨道5的另一端与悬挂装置4铰接，悬挂装置4远离喷印轨道5的一端与横移装置3的垂直面32上端铰接，喷印装置6通过伺服系统控制能够沿着喷印轨道5的长度方向自由滑动，喷印装置6上设置有垂直朝向型材1的上端面13的喷头和距离传感器，喷头能够喷印介质吸附在型材1的上端面13，距离传感器能够检测喷头与型材1的上端面13的距离；
横移装置3可以移动靠近或远离型材1和喷印平台2，在移动过程中横移装置3带动悬挂装置4、喷印轨道5和喷印装置6；当横移装置3靠近喷印平台2，并且达到指定位置后，横移装置3位置锁定；悬挂装置4伸出一定距离，喷印装置6逐渐靠近型材1上端面，直至喷印装置6的喷头与型材1上端面的距离为预设定数据，悬挂装置4锁定，此时喷印轨道5、喷印装置6和型材上端面平行；喷印装置6上的距离传感器检测喷头与型材1上端面的距离，且距离传感器多次检测喷头与型材1上端面的距离，采集多个点的距离数据；对比该距离数据和预设定数据，若检测的距离数据和预设定数据相等，表明喷印角度控制到位，若检测的距离数据和预设定数据不相等，则需要重新调整横移装置3的位置，直至检测的距离数据和预设定数据相等，至此，喷印角度控制结束。
实施例2：
一种用于型材喷印角度控制系统的控制方法，如图2所示，控制方法包括以下步骤：
首先，型材传送到喷印平台上，测量获取型材的尺寸数据m,n，其中m为型材的顶端面长度，n为型材的上端面长度；
接着，根据型材的尺寸数据m,n及喷头与型材上端面的预设距离t，计算出横移装置的下端面D点的预设位置信息，确定横移装置的横移数据L，使得D点到达预设位置；
横移装置的横移数据L的计算公式如下：
其中，L为横移装置的横移距离即型材顶点E到横移装置的下端面D点的距离，t为喷头与型材上端面的预设距离，m为型材的顶端面长度，n为型材的上端面长度，d为横移装置的下端面长度；
然后，根据型材的尺寸数据m,n，计算出悬挂装置的末端点C的预设位置信息，确定悬挂装置的尺寸数据b，C点到达预设位置；
悬挂装置的尺寸数据b的计算公式如下：
其中，b为悬挂装置的尺寸数据，a为悬挂装置和喷印轨道的连接点C到喷印轨道和横移装置的连接点B之间的距离，c为喷印轨道和横移装置的连接点B到悬挂装置和横移装置的连接点A之间的距离，m为型材的顶端面长度，n为型材的上端面长度；
最后，检测喷头与型材上端面的距离t’；
若t＝t’，喷印角度控制结束，完成喷印角度控制；
若t≠t’，重新微调横移装置的下端面D点的横移数据ΔL，直至t＝t’，喷印角度控制结束；
重新微调横移装置的下端面D点的横移数据ΔL的计算公式如下：
其中，ΔL为重新微调横移装置的下端面D点的横移数据，t为喷头与型材上端面的预设距离，t’为检测喷头与型材上端面的距离，m为型材的顶端面长度，n为型材的上端面长度，d为横移装置的下端面长度。
本发明的工作过程和工作原理以下：
如图1和图2所示，型材1倾斜设置在喷印平台2上，型材1的下端面11与喷印平台2的下端面21之间形成倾斜角度α，型材1的顶端面12与喷印平台2的垂直面22相抵，型材1的上端面13呈自由释放状态，横移装置3为L型结构，横移装置3设置在远离型材1的一侧，横移装置3的下端面31与喷印平台2的下端面21平行，喷印轨道5的一端与横移装置3的L型结构直角折弯处铰接，喷印轨道5的另一端与悬挂装置4铰接，悬挂装置4远离喷印轨道5的一端与横移装置3的垂直面32上端铰接，喷印装置6通过伺服系统控制能够沿着喷印轨道5的长度方向自由滑动，喷印装置6上设置有垂直朝向型材1的上端面13的喷头和距离传感器，喷头能够喷印介质吸附在型材1的上端面13，距离传感器能够检测喷头与型材1的上端面13的距离；
横移装置3移动靠近或远离型材1和喷印平台2，在移动过程中横移装置3带动悬挂装置4、喷印轨道5和喷印装置6；当横移装置3靠近喷印平台2，并且达到指定位置后，横移装置3位置锁定；悬挂装置4伸出一定距离，喷印装置6逐渐靠近型材1上端面，直至喷印装置6的喷头与型材1上端面的距离为预设定数据，悬挂装置4锁定，此时喷印轨道5、喷印装置6和型材上端面平行；喷印装置6上的距离传感器检测喷头与型材1上端面的距离，且距离传感器多次检测喷头与型材1上端面的距离，采集多个点的距离数据；对比该距离数据和预设定数据，若检测的距离数据和预设定数据相等，表明喷印角度控制到位，若检测的距离数据和预设定数据不相等，则需要重新调整横移装置3的位置，直至检测的距离数据和预设定数据相等，至此，喷印角度控制结束。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种型材喷印角度控制系统，其特征在于：所述型材喷印角度控制系统包括型材(1)、喷印平台(2)、横移装置(3)、悬挂装置(4)、喷印轨道(5)和喷印装置(6)，所述型材(1)倾斜设置在所述喷印平台(2)上，所述型材(1)的下端面(11)与所述喷印平台(2)的下端面(21)之间形成倾斜角度，所述型材(1)的顶端面(12)与所述喷印平台(2)的垂直面(22)相抵，所述型材(1)的上端面(13)呈自由释放状态，所述横移装置(3)为L型结构，所述横移装置(3)设置在远离所述型材(1)的一侧，所述横移装置(3)的下端面(31)与所述喷印平台(2)的下端面(21)平行，所述喷印轨道(5)的一端与所述横移装置(3)的L型结构直角折弯处铰接，所述喷印轨道(5)的另一端与所述悬挂装置(4)铰接，所述悬挂装置(4)远离所述喷印轨道(5)的一端与所述横移装置(3)的垂直面(32)上端铰接，所述喷印装置(6)通过伺服系统控制能够沿着所述喷印轨道(5)的长度方向自由滑动，所述喷印装置(6)上设置有垂直朝向所述型材(1)的上端面(13)的喷头和距离传感器，所述喷头能够喷印介质吸附在所述型材(1)的上端面(13)，所述距离传感器能够检测所述喷头与所述型材(1)的上端面(13)的距离。
2.一种如权利要求1所述的用于型材喷印角度控制系统的控制方法，其特征在于：
所述控制方法包括以下步骤：
Step1：型材传送到喷印平台上，测量获取型材的尺寸数据m,n，其中m为型材的顶端面长度，n为型材的上端面长度；
Step2：根据型材的尺寸数据m,n及喷头与型材上端面的预设距离t，计算出横移装置的下端面D点的预设位置信息，确定横移装置的横移数据L，使得D点到达预设位置；
Step3：根据型材的尺寸数据m,n，计算出悬挂装置的末端点C的预设位置信息，确定悬挂装置的尺寸数据b，C点到达预设位置；
Step4：检测喷头与型材上端面的距离t’；
若t＝t’，喷印角度控制结束，完成喷印角度控制；
若t≠t’，重新微调横移装置的下端面D点的横移数据ΔL，直至t＝t’，喷印角度控制结束。
3.根据权利要求2所述的一种用于型材喷印角度控制系统的控制方法，其特征在于：在Step2，所述横移装置的横移数据L的计算公式如下：
其中，L为横移装置的横移距离即型材顶点E到横移装置的下端面D点的距离，t为喷头与型材上端面的预设距离，m为型材的顶端面长度，n为型材的上端面长度，d为横移装置的下端面长度。
4.根据权利要求2所述的一种用于型材喷印角度控制系统的控制方法，其特征在于：在Step3，所述悬挂装置的尺寸数据b的计算公式如下：
其中，b为悬挂装置的尺寸数据，a为悬挂装置和喷印轨道的连接点C到喷印轨道和横移装置的连接点B之间的距离，c为喷印轨道和横移装置的连接点B到悬挂装置和横移装置的连接点A之间的距离，m为型材的顶端面长度，n为型材的上端面长度。
5.根据权利要求2所述的一种用于型材喷印角度控制系统的控制方法，其特征在于：在Step4，所述重新微调横移装置的下端面D点的横移数据ΔL的计算公式如下：
其中，ΔL为重新微调横移装置的下端面D点的横移数据，t为喷头与型材上端面的预设距离，t’为检测喷头与型材上端面的距离，m为型材的顶端面长度，n为型材的上端面长度，d为横移装置的下端面长度。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No.855, cenglin Road, Lingang New Town, Pudong New Area, Shanghai, 201306 Applicant after: SHANGHAI LINGANG SHIPBUILDING EQUIPMENT Ltd. CORP CSSC Applicant after: Shanghai Shipbuilding Technology Research Institute (the 11th Research Institute of China Shipbuilding Corp.) Address before: No.855, cenglin Road, Lingang New Town, Pudong New Area, Shanghai, 201306 Applicant before: SHANGHAI LINGANG SHIPBUILDING EQUIPMENT Ltd. CORP CSSC Applicant before: SHIPBUILDING TECHNOLOGY Research Institute (NO 11 RESEARCH INSTITUTE OF CHINA STATE SHIPBUILDING Corp.,Ltd.) |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |