CN116533587B - 一种用于纸箱压平清废模切机控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及模切机控制领域，尤其涉及一种用于纸箱压平清废模切机控制方法，包括：数据分析单元根据目标材料的材料厚度确定智能模切单元针对目标材料的加热温度；提取目标材料的弹性程度，且在目标材料的弹性程度大于预设弹性程度范围时对应调大针对目标材料的加热温度；根据调拐角轨迹段的曲动参考值与预设曲动参考值的曲动参考差值确定针对该拐角轨迹段进行切割时模切刀的运动速度；根据目标切割图像的硬性拐角的角度确定硬性拐角前运动轨迹段的模切刀减速系数；本发明根据实际工作过程中的切割效果以及目标材料的性质对模切机进行对应的控制，提高了模切效果。
Description
技术领域
本发明涉及模切机控制领域，尤其涉及一种用于纸箱压平清废模切机控制方法。
背景技术
纸箱模切机是一种专门用于加工纸箱、纸盒等纸质包装材料的模切机，也叫纸箱模板切割机。纸箱模切机主要通过切割刀模和模板的配合，将纸板切割成所需的形状和大小。纸箱模切机广泛应用于各种规格的纸箱、纸盒、纸板等纸质包装材料的加工，可以实现各种形状的切割，如矩形、正方形、圆形、梯形、椭圆形等。纸箱模切机可以根据不同的加工需求和材料特性，选择不同类型的模切机，如手动模切机、半自动模切机、全自动模切机等。
中国专利公开号CN113954420A公布了一种纸箱加工用模切机及其使用方法，包括机座和固定在机座底部四角的支腿，机座的顶部固定有安装架，安装架上安装有自动切割设备，四个支腿的表面之间固定有架板，机座上设置有自动定位机构，机座上还设置有与自动定位机构配合使用的推料机构，本发明涉及模切机技术领域。该纸箱加工用模切机及其使用方法，通过自动定位机构的设置，便于对纸板进行自动压紧，不需要人工进行干预。由此可见，上述技术方案存在以下问题：无法根据实际工作过程中的切割效果以及目标材料的性质对模切机进行对应的控制导致模切效果差。
发明内容
为此，本发明提供一种用于纸箱压平清废模切机控制方法，用以克服现有技术中无法根据实际工作过程中的切割效果以及目标材料的性质对模切机进行对应的控制导致模切效果差的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种用于纸箱压平清废模切机控制方法，包括：
数据分析单元根据目标材料的材料厚度确定智能模切单元针对目标材料的加热温度；
数据分析单元提取目标材料的弹性程度，且在目标材料的弹性程度大于预设弹性程度范围时对应调大针对目标材料的加热温度；
根据目标切割图像中拐角轨迹段的曲动参考值确定待调拐角轨迹段，并且根据待调拐角轨迹段的曲动参考值与预设曲动参考值的曲动参考差值确定针对该拐角轨迹段进行切割时模切刀的运动速度；
根据目标切割图像的硬性拐角的角度确定硬性拐角前运动轨迹段的模切刀减速系数，并根据硬性拐角前运动轨迹段的长度确定是否对模切刀减速系数进行调节；
数据分析单元在单次模切过程中模切刀的运行振动差值大于预设振动参考差值时，对智能模切单元的模切压力进行调节，或，运行振动差值小于或等于预设振动参考差值时，根据目标材料的开裂区域面积对智能模切单元的模切压力进行调节；
其中，所述拐角轨迹段为目标切割图像中模切刀切割轨迹路线中两直线相连部分为曲线的轨迹段，所述硬性拐角为目标切割图像中模切刀切割轨迹路线中直接相连且夹角非180°的两直线的拐角，运行振动差值为单次模切过程中模切刀的最大振动频率与最小振动频率的差值的绝对值。
进一步地，所述数据分析单元根据目标材料的材料厚度确定智能模切单元针对目标材料的加热温度；
若目标材料的材料厚度小于或等于第一预设材料厚度，所述数据分析单元判定针对目标材料的加热温度为预设标准加热温度；
若目标材料的材料厚度大于第一预设材料厚度，所述数据分析单元判定针对目标材料的加热温度进行调节，调整后的加热温度的大小与目标材料的厚度为正相关关系，调整加热温度大于预设标准加热温度。
进一步地，所述数据分析单元在第一厚度补偿条件下提取目标材料的弹性程度，若目标材料的弹性程度大于预设弹性程度范围，所述数据分析单元对应调大针对目标材料的加热温度，加热温度的增大量与所述弹性程度为正相关关系；
其中，所述第一厚度补偿条件为目标材料的材料厚度大于第一预设材料厚度。
进一步地，所述数据分析单元获取目标切割图像并对其进行分析处理以获取模切刀的运行轨迹的拐角轨迹段，并将各拐角轨迹段的曲动参考值与预设曲动参考值进行比对，将曲动参考值大于预设曲动参考值的拐角轨迹段记为待调拐角轨迹段；
其中，所述拐角轨迹段的曲动参考值根据拐角轨迹段的相连两直线段夹角以及拐角轨迹段的长度计算得到。
进一步地，所述数据分析单元在第一拐角分析条件下计算待调拐角轨迹段的曲动参考值与预设曲动参考值的曲动参考差值以确定针对该拐角轨迹段进行切割时模切刀的运动速度；
所述曲动参考差值与所述模切刀的运动速度为负相关关系；
其中，所述第一拐角分析条件为存在待调拐角轨迹段。
进一步地，所述数据分析单元根据目标切割图像的硬性拐角的角度确定硬性拐角前运动轨迹段的模切刀减速系数；
所述模切刀减速系数与硬性拐角的角度有关。
进一步地，所述数据分析单元在第二拐角分析条件下根据硬性拐角前运动轨迹段的长度确定是否对模切刀减速系数进行调节；
若硬性拐角前运动轨迹段的长度小于或等于预设缓冲长度，所述数据分析单元判定调大模切刀减速系数；
其中，所述第二拐角分析条件为模切刀减速系数确定完成。
进一步地，所述数据分析单元计算单次模切过程中模切刀的运行振动差值，若运行振动差值大于预设振动参考差值，所述数据分析单元判定根据运行振动差值对智能模切单元的模切压力进行调节，模切压力与运行振动差值为负相关关系。
进一步地，所述模切压力对应设有最小模切压力，若数据分析单元判定根据运行振动差值对智能模切单元的模切压力调节后的模切压力小于最小模切压力，所述数据分析单元判定将模切压力取值设置为最小模切压力。
进一步地，所述数据分析单元在第一振动检测条件下检测切割完成后的目标材料的开裂区域面积，并根据开裂区域面积对智能模切单元的模切压力进行调节，所述开裂区域面积与所述模切压力为负相关关系；
其中，所述第一振动检测条件为运行振动差值小于或等于预设振动参考差值。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明技术方案根据目标材料的材料厚度确定智能模切单元针对目标材料的加热温度，从而增加目标材料的模压效果，避免模压后的材料发生反弹，并且，本发明技术方案根待调拐角轨迹段的曲动参考值与预设曲动参考值的曲动参考差值确定针对该拐角轨迹段进行切割时模切刀的运动速度，避免了模切刀运动轨迹改变时由于运动速度过快导致模切刀振动或偏移，从而影响加工质量和生产效率，进而提高了本发明的模切效率。
进一步地，本发明中根据目标切割图像的硬性拐角的角度确定硬性拐角前运动轨迹段的模切刀减速系数，避免了硬性拐角处模切刀速度过快导致材料在切割过程中出现撕裂、变形等问题，从而影响切割质量。
进一步地，本发明中数据分析单元在第二拐角分析条件下根据硬性拐角前运动轨迹段的长度确定是否对模切刀减速系数进行调节，避免了由于减速时间短导致的硬性拐角处模切刀速度过快导致材料在切割过程中出现撕裂、变形等问题，从而影响切割质量。
附图说明
图1为本发明实施例用于纸箱压平清废模切机控制方法的示意图；
图2为本发明实施例硬性拐角的示意图；
图3为本发明实施例拐角轨迹段的示意图；
图中：1，硬性拐角；2，拐角轨迹段。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图3所示，本发明提供一种用于纸箱压平清废模切机控制方法，包括：
数据分析单元根据目标材料的材料厚度确定智能模切单元针对目标材料的加热温度；
数据分析单元提取目标材料的弹性程度，且在目标材料的弹性程度大于预设弹性程度范围时对应调大针对目标材料的加热温度；
根据目标切割图像中拐角轨迹段2的曲动参考值确定待调拐角轨迹段，并且根据待调拐角轨迹段的曲动参考值与预设曲动参考值的曲动参考差值确定针对该拐角轨迹段2进行切割时模切刀的运动速度；
根据目标切割图像的硬性拐角1的角度确定硬性拐角1前运动轨迹段的模切刀减速系数，并根据硬性拐角1前运动轨迹段的长度确定是否对模切刀减速系数进行调节；
数据分析单元在单次模切过程中模切刀的运行振动差值大于预设振动参考差值时，对智能模切单元的模切压力进行调节，或，运行振动差值小于或等于预设振动参考差值时，根据目标材料的开裂区域面积对智能模切单元的模切压力进行调节；
其中，所述拐角轨迹段2为目标切割图像中模切刀切割轨迹路线中两直线相连部分为曲线的轨迹段，所述硬性拐角1为目标切割图像中模切刀切割轨迹路线中直接相连且夹角非180°的两直线的拐角，运行振动差值为单次模切过程中模切刀的最大振动频率与最小振动频率的差值的绝对值。
具体而言，所述数据分析单元根据目标材料的材料厚度确定智能模切单元针对目标材料的加热温度；
若目标材料的材料厚度小于或等于第一预设材料厚度，所述数据分析单元判定针对目标材料的加热温度为预设标准加热温度；
若目标材料的材料厚度大于第一预设材料厚度，所述数据分析单元判定针对目标材料的加热温度进行调节，调整后的加热温度的大小与目标材料的厚度为正相关关系，调整加热温度大于预设标准加热温度。
具体而言，所述数据分析单元在第一厚度补偿条件下提取目标材料的弹性程度，若目标材料的弹性程度大于预设弹性程度范围，所述数据分析单元对应调大针对目标材料的加热温度，加热温度的增大量与所述弹性程度为正相关关系；
其中，所述第一厚度补偿条件为目标材料的材料厚度大于第一预设材料厚度。
具体而言，弹性程度可采用挤压装置进行监测，采用固定的挤压力对目标材料进行挤压，并检测其回弹距离，将该回弹距离记为弹性程度。
具体而言，目标材料的材料厚度会对模切效果产生影响，较厚可能需要更大的切割力和更长的切割时间才能完成模切过程，而较薄的目标材料则需要更小的切割力和较短的切割时间，加热目标材料可以提高其柔韧性和切割性能，从而改善模切效果。加热也可以减少目标材料的脆性和硬度，使其更容易切割，因此，数据分析单元判定针对目标材料的加热温度进行调节，调整后的加热温度的大小与目标材料的厚度为正相关关系。
具体而言，所述数据分析单元获取目标切割图像并对其进行分析处理以获取模切刀的运行轨迹的拐角轨迹段2，并将各拐角轨迹段2的曲动参考值与预设曲动参考值进行比对，将曲动参考值大于预设曲动参考值的拐角轨迹段2记为待调拐角轨迹段；
其中，所述拐角轨迹段2的曲动参考值根据拐角轨迹段2的相连两直线段夹角以及拐角轨迹段2的长度计算得到。
具体而言，在模切刀在运动轨迹为拐角时，由于切割方向的突然变化，可能会导致模切刀发生一些问题，如：模切刀振动或偏移，由于拐角处的切割方向突然变化，模切刀可能会发生振动或偏移，从而影响加工质量和生产效率；切割质量下降，由于拐角处的切割方向突然变化，可能会导致材料在切割过程中出现撕裂、变形等问题，从而影响切割质量。
具体而言，所述数据分析单元在第一拐角分析条件下计算待调拐角轨迹段的曲动参考值与预设曲动参考值的曲动参考差值以确定针对该拐角轨迹段2进行切割时模切刀的运动速度；
所述曲动参考差值与所述模切刀的运动速度为负相关关系；
其中，所述第一拐角分析条件为存在待调拐角轨迹段。
具体而言，所述曲动参考值的计算公式为：
S＝(Z/Z0)×α1＋（L/L0）×α2
其中，Z为拐角轨迹段2的相连两直线段夹角，Z0为预设直线段夹角，L为拐角轨迹段2的长度，L0为预设拐角轨迹段长度，α1为第一预设权重系数，α2为第二预设权重系数，Z0＞0，L0＞0，第一预设权重系数和第二预设权重系数可以根据实际工作场景进行确定，提供一种α1和α2的取值，α1＝0.6，α2＝0.4，Z0和L0的取值可以通过实验获得，即用户能够根据历史经验或多次试验数据确定不同的Z0和L0的取值下，相同工作参数的模切机切割完成后目标材料的切割效果，将不满足用户需求的目标材料对应的拐角轨迹段2的相连两直线段夹角和预设拐角轨迹段长度记为Z0和L0的取值，提供一种预设曲动参考值，预设曲动参考值为1。
具体而言，所述数据分析单元根据目标切割图像的硬性拐角1的角度确定硬性拐角1前运动轨迹段的模切刀减速系数；
所述模切刀减速系数与硬性拐角1的角度有关。
模切刀减速系数为γ，模切刀运动速度为V，V＝V0×γ，V0为调节前的模切刀运动速度。
具体而言，所述数据分析单元在第二拐角分析条件下根据硬性拐角1前运动轨迹段的长度确定是否对模切刀减速系数进行调节；
若硬性拐角1前运动轨迹段的长度小于或等于预设缓冲长度，所述数据分析单元判定调大模切刀减速系数；
其中，所述第二拐角分析条件为模切刀减速系数确定完成。
具体而言，所述硬性拐角1前运动轨迹段的长度为以模切刀运行轨迹为参考，模切刀运行至硬性拐角的直线的长度。
具体而言，预设缓冲长度与目标材料的材质以及模切刀的切割效果有关，即用户能够根据大量实验数据确定不同硬性拐角1前运动轨迹段的长度下硬性拐角1处的切割效果以确定满足用户需求的预设缓冲长度。
具体而言，所述数据分析单元计算单次模切过程中模切刀的运行振动差值，若运行振动差值大于预设振动参考差值，所述数据分析单元判定根据运行振动差值对智能模切单元的模切压力进行调节，模切压力与运行振动差值为负相关关系。
具体而言，模切机的振动频率和模切压力之间存在一定的关系，切割时的冲击力和切割速度越大，模切压力也会相应增加，模切机的振动频率越高，但是，在模切机的设计和操作中，需要平衡振动频率和模切压力之间的关系，以确保模切过程的稳定性和切割质量，预设振动参考差值可以根据实际应用场景确定，即用户能够根据历史工作数据确定满足用户需求的运行振动差值并结合实际模切需求确定预设振动参考差值的取值。
具体而言，所述模切压力对应设有最小模切压力，若数据分析单元判定根据运行振动差值对智能模切单元的模切压力调节后的模切压力小于最小模切压力，所述数据分析单元判定将模切压力取值设置为最小模切压力。
具体而言，所述数据分析单元在第一振动检测条件下检测切割完成后的目标材料的开裂区域面积，并根据开裂区域面积对智能模切单元的模切压力进行调节，所述开裂区域面积与所述模切压力为负相关关系；
其中，所述第一振动检测条件为运行振动差值小于或等于预设振动参考差值。
具体而言，模切后的纸板开裂面积和模切机模切压力之间存在一定的关系，但具体关系取决于多种因素，模切机的模切压力越大，会产生更大的切割力和切割速度，从而可能导致纸板在切割过程中出现开裂。
实施例：在本实施例中，工作参数的设置为：
第一预设材料厚度为0.8cm，预设标准加热温度为60℃；
预设弹性程度范围为0-0.5cm；
预设曲动参考值为1，曲动参考差值为0.5；
预设缓冲长度为8cm；
预设振动参考差值50Hz；
在本实施例中模切机的功能包括但不限于加热功能，图像采集功能，图像分析功能以及振动检测功能，此为本领域技术人员易理解和掌握的内容，在此不做赘述。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于纸箱压平清废模切机控制方法，其特征在于，包括：
数据分析单元根据目标材料的材料厚度确定智能模切单元针对目标材料的加热温度；
数据分析单元提取目标材料的弹性程度，且在目标材料的弹性程度大于预设弹性程度范围时对应调大针对目标材料的加热温度；
根据目标切割图像中拐角轨迹段的曲动参考值确定待调拐角轨迹段，并且根据待调拐角轨迹段的曲动参考值与预设曲动参考值的曲动参考差值确定针对该拐角轨迹段进行切割时模切刀的运动速度；
根据目标切割图像的硬性拐角的角度确定硬性拐角前运动轨迹段的模切刀减速系数，并根据硬性拐角前运动轨迹段的长度确定是否对模切刀减速系数进行调节；
数据分析单元在单次模切过程中模切刀的运行振动差值大于预设振动参考差值时，对智能模切单元的模切压力进行调节，或，运行振动差值小于或等于预设振动参考差值时，根据目标材料的开裂区域面积对智能模切单元的模切压力进行调节；
其中，所述拐角轨迹段为目标切割图像中模切刀切割轨迹路线中两直线相连部分为曲线的轨迹段，所述硬性拐角为目标切割图像中模切刀切割轨迹路线中直接相连且夹角非180°的两直线的拐角，运行振动差值为单次模切过程中模切刀的最大振动频率与最小振动频率的差值的绝对值。
2.根据权利要求1所述的用于纸箱压平清废模切机控制方法，其特征在于，所述数据分析单元根据目标材料的材料厚度确定智能模切单元针对目标材料的加热温度；
若目标材料的材料厚度小于或等于第一预设材料厚度，所述数据分析单元判定针对目标材料的加热温度为预设标准加热温度；
若目标材料的材料厚度大于第一预设材料厚度，所述数据分析单元判定针对目标材料的加热温度进行调节，调整后的加热温度的大小与目标材料的厚度为正相关关系，调整加热温度大于预设标准加热温度。
3.根据权利要求2所述的用于纸箱压平清废模切机控制方法，其特征在于，所述数据分析单元在第一厚度补偿条件下提取目标材料的弹性程度，若目标材料的弹性程度大于预设弹性程度范围，所述数据分析单元对应调大针对目标材料的加热温度，加热温度的增大量与所述弹性程度为正相关关系；
其中，所述第一厚度补偿条件为目标材料的材料厚度大于第一预设材料厚度。
4.根据权利要求3所述的用于纸箱压平清废模切机控制方法，其特征在于，所述数据分析单元获取目标切割图像并对其进行分析处理以获取模切刀的运行轨迹的拐角轨迹段，并将各拐角轨迹段的曲动参考值与预设曲动参考值进行比对，将曲动参考值大于预设曲动参考值的拐角轨迹段记为待调拐角轨迹段；
其中，所述拐角轨迹段的曲动参考值根据拐角轨迹段的相连两直线段夹角以及拐角轨迹段的长度计算得到。
5.根据权利要求4所述的用于纸箱压平清废模切机控制方法，其特征在于，所述数据分析单元在第一拐角分析条件下计算待调拐角轨迹段的曲动参考值与预设曲动参考值的曲动参考差值以确定针对该拐角轨迹段进行切割时模切刀的运动速度；
所述曲动参考差值与所述模切刀的运动速度为负相关关系；
其中，所述第一拐角分析条件为存在待调拐角轨迹段。
6.根据权利要求5所述的用于纸箱压平清废模切机控制方法，其特征在于，所述数据分析单元根据目标切割图像的硬性拐角的角度确定硬性拐角前运动轨迹段的模切刀减速系数；
所述模切刀减速系数与硬性拐角的角度有关。
7.根据权利要求6所述的用于纸箱压平清废模切机控制方法，其特征在于，所述数据分析单元在第二拐角分析条件下根据硬性拐角前运动轨迹段的长度确定是否对模切刀减速系数进行调节；
若硬性拐角前运动轨迹段的长度小于或等于预设缓冲长度，所述数据分析单元判定调大模切刀减速系数；
其中，所述第二拐角分析条件为模切刀减速系数确定完成。
8.根据权利要求7所述的用于纸箱压平清废模切机控制方法，其特征在于，
所述数据分析单元计算单次模切过程中模切刀的运行振动差值，若运行振动差值大于预设振动参考差值，所述数据分析单元判定根据运行振动差值对智能模切单元的模切压力进行调节，模切压力与运行振动差值为负相关关系。
9.根据权利要求8所述的用于纸箱压平清废模切机控制方法，其特征在于，所述模切压力对应设有最小模切压力，若数据分析单元判定根据运行振动差值对智能模切单元的模切压力调节后的模切压力小于最小模切压力，所述数据分析单元判定将模切压力取值设置为最小模切压力。
10.根据权利要求9所述的用于纸箱压平清废模切机控制方法，其特征在于，所述数据分析单元在第一振动检测条件下检测切割完成后的目标材料的开裂区域面积，并根据开裂区域面积对智能模切单元的模切压力进行调节，所述开裂区域面积与所述模切压力为负相关关系；
其中，所述第一振动检测条件为运行振动差值小于或等于预设振动参考差值。
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