CN114834084A - 一种滚压联动式皮套压合机控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种滚压联动式皮套压合机控制系统，包括控制单元、皮套压合生产线系统、以及与控制单元连接并用于控制皮套压合生产线系统运行的驱动器单元与电磁阀；所述控制单元通过通信模块分别连接有输入输出模块、PWM模块及数据采集系统，该数据采集系统设置在皮套压合生产线系统上，用于实时控制皮套原料位置及压合机运行状态以进行皮套自动化生产；本发明具有人为远程控制及自动控制双重控制模式，设备故障自动报警及紧急制动功能、自动化程度高的特点，能够自动控制并协调各部件功能以实现高精度高质量的皮套压合生产，降低了皮套压合的不合格率，提高了皮套生产效率及皮套的整体质量。
Description
技术领域
本发明涉及皮套压合机控制技术领域，具体为一种滚压联动式皮套压合机控制系统。
背景技术
皮套是由皮料为主材料制作而成的保护套，可作为平板、电脑、键盘等设备的保护套。
滚压联动式皮套压合机是一种用于压合生产皮套的设备，其滚压联动式皮套压合机在使用时，需要将原料至于工位治具上，其工位治具为皮套的模具，再通过压合机械将工位治具上的原料进行压合；滚压联动式皮套压合机在实际使用时，常常需要人为控制输送机将原料依次输送至工位治具上，且通常在输送时原料无法准确的放于工位治具上，致使原料在工位治具上歪斜，在压合时也无法实时控制皮套压合的情况，无法控制压合的温度，致使皮套整体质量差；同时，当压合机出故障时难以及时停止设备，从而影响了皮套压合机的使用寿命，为此，特此提出一种用于提高压合机皮套生产速度及生产质量的滚压联动式皮套压合机控制系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种滚压联动式皮套压合机控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种滚压联动式皮套压合机控制系统，包括控制单元、皮套压合生产线系统、以及与控制单元连接并用于控制皮套压合生产线系统运行的驱动器单元与电磁阀，该皮套压合生产线系统由转料系统、原料输送系统、加温压合系统和冲切成形系统构成；所述控制单元通过通信模块分别连接有输入输出模块、PWM模块及数据采集系统，该数据采集系统设置在皮套压合生产线系统上，用于实时控制皮套原料位置及压合机运行状态以进行皮套自动化生产；所述PWM模块用于将控制单元发送的控制指令转换成PWM调制脉冲。
进一步地，所述数据采集系统包含用于检测加温压合系统压合温度的温度传感器、用于检测冲切成形系统冲切力及加温压合系统压合力的压力传感器、用于监测原料传输位的位置传感器、以及用于检测工位治具上原料位置的CCD相机，其温度传感器、压力传感器、位置传感器和CCD相机将检测所得的数据经过通信模块输送至控制单元以辅助控制皮套压合生产线系统顺利运行。
进一步地，所述转料系统由升降气缸与旋转盘电机构成，所述原料输送系统由丝杆电机、裁切气缸和真空吸盘系统构成，所述加温压合系统由压合气缸、加热器、以及连接在压合气缸底端活塞杆的压合模构成，所述冲切成形系统由冲切气缸构成，旋转盘电机与丝杆电机通过驱动器单元控制运行，升降气缸、裁切气缸、真空吸盘系统、压合气缸和冲切气缸通过对应电磁阀控制运行。
进一步地，所述控制单元具有至少两个以太网口，其一个以太网口通过EtherCAT协议连接驱动器单元和电磁阀，其另一以太网口通过TCP/IP协议连接有人机界面，所述控制单元通过通信模块连接有移动终端，其控制单元的输出端连接有报警模块。
进一步地，所述驱动器单元包含至少两组伺服驱动器，每组的伺服驱动器之间通过CANopen总线连接。
进一步地，所述伺服驱动器包含点动按键、以及与点动按键连接的速度控制模块，该伺服驱动器通过RS232接口或RS485接口与人机界面连接，速度控制模块用于根据人机界面的控制指令生成速度控制模拟量，并分别发送给丝杆电机及旋转盘电机以调节电机运转速度。
进一步地，所述控制单元为单片机或微控制器，其控制单元与驱动器单元之间采用光耦隔离。
进一步地，所述控制单元的输入端通过变压器连接有停机模块，其停机模块用于当数据采集系统采集到压合机运行出现故障时紧急停止压合机。
进一步地，所述停机模块的一输入端连接有供电电源，其供电电源采用不间断电源或蓄电池。
进一步地，所述通信模块采用无线通信模块，且无线通信模块为移动数据模块。
本发明的有益效果是：
1、本发明具有自动化程度高的特点，能够依靠数据采集系统，实时采集压合机运行状态信息及工位治具上原料位置情况，以此来自动准确控制原料在工位治具上的位置，并且保证压合机顺利运行，便于实时控制皮套压合的温度及压合力，自动控制并协调各部件功能以实现高精度高质量的皮套压合生产，提高了压合生产设备的生产效率，实现皮套的自动化生产，极大程度上提高了皮套的整体质量。
2、本发明具有人为远程控制及自动控制双重控制模式，适用范围广的特点，能够依靠通信模块与移动终端的配合，在皮套生产过程中实时远程了解到压合机的压合温度、原料位置和皮套所受到的压合力，从而方便生产者针对生产不同的皮套通过移动终端自主设定皮套压合所需的温度及压合力，以适应滚压联动式皮套压合机进行不同皮套的压合生产，同时也适用于其他种类的压合机控制。
3、本发明具有设备故障自动报警及紧急制动功能，能够依靠报警模块与停机模块，在压合机故障及工位治具上原料位置不准确时，及时提示生产者压合机出现故障或原料位置放置不准确，同时紧急停止压合机继续运行进行生产，从而保护了压合机及延长了压合机的使用寿命，降低了皮套压合的不合格率，提高了皮套的整体质量。
附图说明
图1为本发明的控制系统原理框图；
图2为本发明驱动器单元的原理框图。
图中：1控制单元、2驱动器单元、21伺服驱动器、2101点动按键、2102速度控制模块、3电磁阀、4转料系统、5通信模块、6数据采集系统、7原料输送系统、8加温压合系统、9冲切成形系统。
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。
请参阅图1-2，其为本发明提供一种技术方案，一种滚压联动式皮套压合机控制系统，包括控制单元1、皮套压合生产线系统、以及与控制单元1连接并用于控制皮套压合生产线系统运行的驱动器单元2与电磁阀3，该皮套压合生产线系统由转料系统4、原料输送系统7、加温压合系统8和冲切成形系统9构成；控制单元1通过通信模块5分别连接有输入输出模块、PWM模块及数据采集系统6，该数据采集系统6设置在皮套压合生产线系统上，用于实时控制皮套原料位置及压合机运行状态以进行皮套自动化生产；PWM模块用于将控制单元1发送的控制指令转换成PWM调制脉冲；本实施例中，通信模块5采用无线通信模块，且无线通信模块为移动数据模块。
本实施例中，数据采集系统6包含用于检测加温压合系统8压合温度的温度传感器、用于检测冲切成形系统9冲切力及加温压合系统8压合力的压力传感器、用于监测原料传输位的位置传感器、以及用于检测工位治具上原料位置的CCD相机，其温度传感器、压力传感器、位置传感器和CCD相机将检测所得的数据经过通信模块5输送至控制单元1以辅助控制皮套压合生产线系统顺利运行；其中，位置传感器采用但不限于WRNK-191/E1型位感器。
本实施例中，转料系统4由升降气缸与旋转盘电机构成，原料输送系统7由丝杆电机、裁切气缸和真空吸盘系统构成，加温压合系统8由压合气缸、加热器、以及连接在压合气缸底端活塞杆的压合模构成，冲切成形系统9由冲切气缸构成，旋转盘电机与丝杆电机通过驱动器单元2控制运行，升降气缸、裁切气缸、真空吸盘系统、压合气缸和冲切气缸通过对应电磁阀3控制运行；其中，真空吸盘系统采用真空泵系统或真空发生器系统。
本实施例中，控制单元1具有至少两个以太网口，其一个以太网口通过EtherCAT协议连接驱动器单元2和电磁阀3，其另一以太网口通过TCP/IP协议连接有人机界面，控制单元1通过通信模块5连接有移动终端，其控制单元1的输出端连接有报警模块；控制单元1为单片机或微控制器，其控制单元1与驱动器单元2之间采用光耦隔离；控制单元1的输入端通过变压器连接有停机模块，其停机模块用于当数据采集系统6采集到压合机运行出现故障时紧急停止压合机；停机模块的一输入端连接有供电电源，其供电电源采用不间断电源或蓄电池；其中，供电电源采用但不限于SIZSTK蓄电池或集中供电EPS-200KW消防电源，其他诸如维谛UPS不间断电源、信源蓄电池VT200-12型号电源、或华威蓄电池HSE-8-12也适用于本发明实施例；其中，电磁阀3采用但不限于4V210-08型或4V110-06型二位五通电磁阀，其他诸如N4v210-08型电磁阀也适用于本发明实施例。
本实施例中，驱动器单元2包含至少两组伺服驱动器21，每组的伺服驱动器21之间通过CANopen总线连接；伺服驱动器21包含点动按键2101、以及与点动按键2101连接的速度控制模块2102，该伺服驱动器21通过RS232接口或RS485接口与人机界面连接，速度控制模块2102用于根据人机界面的控制指令生成速度控制模拟量，并分别发送给丝杆电机及旋转盘电机以调节电机运转速度；本实施例中，点动按键2101用于采用速度控制模式实现电机的点动控制；通过人机界面设置的系统参数，利用点动按键2101启动皮套压合生产线系统运行，从而通过模拟量控制电机的运行速度。
其中，伺服驱动器21采用但不限于菲仕的AXN驱动器，其AXN驱动器包含CANopen通讯口、RS232或RS485通讯口，自带数字量和模拟量输入输出，皆属PNP类型。
该滚压联动式皮套压合机控制系统，在使用时，首先将控制程序输入到人机界面内，并通过人机界面转入至控制单元1内，利用控制单元1来控制皮套压合生产线系统运行，通过数据采集系统6来采集皮套压合生产线系统中设备运行状态信息；通过一伺服驱动器21来以此控制旋转盘电机步进旋转以带动工位治具旋转，并通过另一伺服驱动器21控制原料输送系统7，依靠丝杆电机与真空吸盘系统来将皮套原料分别搬送至工位治具上；利用CCD相机与位置传感器的配合，来检测工位治具上的原料位置是否放置准确；当原料位置放置不准确时，会经过通信模块5传输到控制单元1，此时控制单元1会控制报警模块发出警报声，然后再通过真空吸盘系统来拨正工位治具上的原料位置，利用位置传感器来进一步检测原料位置的准确性，再将工位治具传输至压合模下，经过一电磁阀3控制压合气缸运行，利用压合气缸驱动压合模来垂压工位治具上的原料以得到初品皮套，利用温度传感器来检测压合模的温度，依靠加热器来控制压合模的温度，其压合模的压合温度控制在20-90℃，继而再将压合好的初品皮套传输至冲切成形系统9，依靠一电磁阀3控制冲切成形系统9的冲切气缸运行，以将初品皮套冲切形成成品皮套；其中，通过压力传感器来分别检测裁切气缸、压合气缸及冲切气缸运行时所产生的压力，压力范围在0.1-1.2MPa，其压力包含裁切力、压合力和冲切力。
需要说明的是，其所提及的压力传感器采用但不限于PT124G-111经济型压力传感器、PT124B-125T防爆软管型压力传感器或PT124B-113环保型压力传感器，所提及的CCD相机采用但不限于CS85-D型VGA格式相机；其中，所提及的单片机采用但不限于STM8L101超低功耗系列或STM8L152超低功耗系列单片机；裁切气缸、升降气缸、压合气缸和冲切气缸中的气缸皆采用但不限于MHZ2-16D亚德客型气缸或SC标准气动小型气缸或MGP薄型三轴气缸，其他诸如QGB重型气缸系列也适用于本实施例；其中，旋转盘电机和丝杆电机中的电机皆采用但不限于Y160M型或Y2-YB2-132S-4H型或Y315M-8型电动机；所提及的温度传感器采用但不限于ZL-TH10TP型温感器；变压器采用但不限于SFPZ9-12000型双绕组变压器或30KVA型变压器。
需要说明的是，上述所提及的升降气缸、丝杆电机、裁切气缸、真空吸盘系统、压合气缸、压合模、加热器、旋转盘电机和冲切气缸为滚压联动式皮套压合机的基础设施，其结构原理为市场上的公知技术，故在此不作赘述。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制；应当指的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系；其中，可拆卸安装的方式有多种，例如，可以通过插接与卡扣相配合的方式，又例如，通过螺栓连接的方式等。
尽管已示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种滚压联动式皮套压合机控制系统，包括控制单元、皮套压合生产线系统、以及与控制单元连接并用于控制皮套压合生产线系统运行的驱动器单元与电磁阀，该皮套压合生产线系统由转料系统、原料输送系统、加温压合系统和冲切成形系统构成；其特征在于：所述控制单元通过通信模块分别连接有输入输出模块、PWM模块及数据采集系统，该数据采集系统设置在皮套压合生产线系统上，用于实时控制皮套原料位置及压合机运行状态以进行皮套自动化生产；所述PWM模块用于将控制单元发送的控制指令转换成PWM调制脉冲。
2.根据权利要求1所述的一种滚压联动式皮套压合机控制系统，其特征在于：所述数据采集系统包含用于检测加温压合系统压合温度的温度传感器、用于检测冲切成形系统冲切力及加温压合系统压合力的压力传感器、用于监测原料传输位的位置传感器、以及用于检测工位治具上原料位置的CCD相机，其温度传感器、压力传感器、位置传感器和CCD相机将检测所得的数据经过通信模块输送至控制单元以辅助控制皮套压合生产线系统顺利运行。
3.根据权利要求1所述的一种滚压联动式皮套压合机控制系统，其特征在于：所述转料系统由升降气缸与旋转盘电机构成，所述原料输送系统由丝杆电机、裁切气缸和真空吸盘系统构成，所述加温压合系统由压合气缸、加热器、以及连接在压合气缸底端活塞杆的压合模构成，所述冲切成形系统由冲切气缸构成，旋转盘电机与丝杆电机通过驱动器单元控制运行，升降气缸、裁切气缸、真空吸盘系统、压合气缸和冲切气缸通过对应电磁阀控制运行。
4.根据权利要求1所述的一种滚压联动式皮套压合机控制系统，其特征在于：所述控制单元具有至少两个以太网口，其一个以太网口通过EtherCAT协议连接驱动器单元和电磁阀，其另一以太网口通过TCP/IP协议连接有人机界面，所述控制单元通过通信模块连接有移动终端，其控制单元的输出端连接有报警模块。
5.根据权利要求1所述的一种滚压联动式皮套压合机控制系统，其特征在于：所述驱动器单元包含至少两组伺服驱动器，每组的伺服驱动器之间通过CANopen总线连接。
6.根据权利要求5所述的一种滚压联动式皮套压合机控制系统，其特征在于：所述伺服驱动器包含点动按键、以及与点动按键连接的速度控制模块，该伺服驱动器通过RS232接口或RS485接口与人机界面连接，速度控制模块用于根据人机界面的控制指令生成速度控制模拟量，并分别发送给丝杆电机及旋转盘电机以调节电机运转速度。
7.根据权利要求1所述的一种滚压联动式皮套压合机控制系统，其特征在于：所述控制单元为单片机或微控制器，其控制单元与驱动器单元之间采用光耦隔离。
8.根据权利要求1所述的一种滚压联动式皮套压合机控制系统，其特征在于：所述控制单元的输入端通过变压器连接有停机模块，其停机模块用于当数据采集系统采集到压合机运行出现故障时紧急停止压合机。
9.根据权利要求8所述的一种滚压联动式皮套压合机控制系统，其特征在于：所述停机模块的一输入端连接有供电电源，其供电电源采用不间断电源或蓄电池。
10.根据权利要求1所述的一种滚压联动式皮套压合机控制系统，其特征在于：所述通信模块采用无线通信模块，且无线通信模块为移动数据模块。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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