CN120862777A - 一种模切机一键自动调模系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模切机一键自动调模系统及控制方法，涉及摸切机技术领域，该系统包括模切机构由上至下设有上模板和下模板，上模板上安装有刀模，下模板安装于机架上；上模板通过导柱与主电机驱动的曲轴飞轮传动连接，用于驱动刀模实现往返运动并配合下模板对待切材料进行冲切；机架内设置调压单元，调压电机通过丝杆机构驱动上模板，实现对上、下模板间距的精确调整；通过交互屏幕的输入自动调模，PLC控制器控制主电机驱动上模板下降至最低点后，调压电机进行微调，完成调模过程；通过系统控制自动调模减少调模时间，提升调模精度和一致性，降低人工依赖，确保模切压力精准可控，提高设备效率和利用率；解决人工调模存在的精度与稳定性问题。

Description

一种模切机一键自动调模系统及控制方法

技术领域

本发明涉及摸切机技术领域，特别涉及一种模切机一键自动调模系统及控制方法。

背景技术

模切机作为包装印刷、电子元器件、标签及装潢制品等行业的重要设备，其主要功能是通过模具对纸张、薄膜、金属箔及复合材料等进行切割、压痕或成形；而模切工序的精度与效率直接影响产品质量和生产节拍，因此模切机的调模过程成为决定设备生产效率和良品率的关键环节。

现有模切机的调模方式多以人工操作为主，即操作工通过经验判断模切压力和模具间隙，再结合试压和观测压痕情况进行反复调整。这种方式存在明显不足：其一，调模过程耗时较长，通常需要十几分钟到几十分钟不等，甚至在多次试压后仍难以达到理想状态；其二，调模结果高度依赖操作工的技能水平和经验，不同操作人员之间的差异导致调模精度和一致性较差；其三，人工调模难以实现对压力的精确控制，容易出现压痕过浅导致切割不清，或压力过大造成材料压穿、压溃的情况，既影响产品质量，也增加了废品率。

随着生产规模扩大和设备数量增加，人工调模的局限性愈加突出。

首先，频繁的调模操作导致设备在非生产状态下长时间空置，降低了整体设备利用率。其次，企业为了保证调模质量，不得不依赖经验丰富的熟练工人，但熟练工人数量有限，且培训新手需要时间和成本，这对产能稳定性和人员管理造成负担。再次，在多台模切机的并行生产环境下，人工调模不仅效率低下，还难以保证各台设备之间的调模结果高度一致，影响了批量化生产的稳定性。

近年来，行业内也有尝试采用数显调节、自动检测反馈等方式来辅助人工调模，但多数仍然停留在半自动化水平。例如，通过电子尺或压力传感器显示模切间隙及压力数值，但最终仍需操作人员手动调节，无法真正替代人工经验，且调模效率的提升有限。

因此，现有技术尚缺乏一种能够通过自动控制实现快速、精准、一致调模的解决方案。

综上所述，发现现有技术至少存在以下技术问题：

现有模切机人工调模存在压力控制难以精确控制，多设备调模精度、一致性受人工经验影响大、且调模过程耗时长、效率低、设备利用率不足的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模切机一键自动调模系统及控制方法，以解决现有模切机人工调模存在压力控制难以精确控制，多设备调模精度、一致性受人工经验影响大、且调模过程耗时长、效率低、设备利用率不足的问题。

本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为了解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种模切机一键自动调模系统，包括机架，及设置在所述机架上在进料至出料方向上依次布置的进料架、模切机构和出料架；待切材料放置于所述进料架，经所述进料架输送进入所述模切机构对待切材料进行摸切后由所述出料架输送出；所述模切机构由上至下设有上模板和下模板，所述上模板上安装有刀模；所述下模板安装于所述机架上；所述上模板安装在所述机架内的多根导柱上，且多根所述导柱与所述机架内由主电机驱动的曲轴飞轮传动连接，用于驱动所述上模板在所述下模板上带动所述刀模实现上下往返运动，配合所述下模板对待切材料进行冲切；所述机架内设有调压单元，所述调压单元的调压电机通过丝杆机构驱动所述上模板，调整所述上模板往复行程，用于微调所述上模板与所述下模板之间的间距；以及设置在所述机架内的PLC控制器和设置在所述机架上的交互屏幕，所述PLC控制器与所述主电机、所述调压电机和所述交互屏幕电性连接，通过在所述交互屏幕输入调模指令使所述PLC控制器控制所述主电机驱动所述上模板到达最低点，所述调压电机驱动所述上模板调整所述上模板与所述下模板的间距后，所述主电机驱动所述上模板返回最高点，所述交互屏幕显示调模完成。

在其中一个实施例中，还包括压力传感器和位置传感器；所述压力传感器与所述PLC控制器电性连接，所述压力传感器安装于所述上模板或下模板，用于探测所述上模板与下模板的工作压力；所述位置传感器与所述PLC控制器电性连接，所述位置传感器用于记录所述上模板的实时位置和运动速度。

在其中一个实施例中，所述位置传感器为线性光栅尺；所述线性光栅尺安装于所述机架上，所述线性光栅尺的探测端朝向所述上模板与所述下模板的竖向面，用于探测所述上模板所处位置，以毫秒级频率反馈位置的绝对值数据至所述PLC控制器，所述PLC控制器记录位置的绝对值并计算出所述下模板当前时刻的运动速度。

在其中一个实施例中，所述位置传感器为伺服编码器；所述伺服编码器安装于所述主电机、调压电机上，用于探测和记录所述下模板毫秒级位置的绝对值和运动速度。

在其中一个实施例中，通过在所述交互屏幕的HMI人机界面输入调模指令，并输入压力阈值范围和目标工作压力，使所述PLC控制器控制所述主电机驱动所述上模板缓慢接近所述下模板到达最低点；此时所述下模板与所述上模板产生工作接触，所述压力传感器反馈接触压力进入压力阈值范围内，所述PLC控制器通过所述位置传感器反馈所述上模板的实时位置和运动速度，控制所述调压电机驱动所述下模板继续向所述下模板靠近至达到目标工作压力，所述PLC控制器同步记录此时刻为零点，并以此时刻的所述位置传感器反馈的所述上模板位置的绝对值为零点位置，所述主电机驱动所述上模板返回最高点，所述交互屏幕显示调模完成。

在其中一个实施例中，通过在所述交互屏幕的HMI人机界面输入调模指令，并输入压力阈值范围和目标工作压力，使所述PLC控制器控制所述主电机驱动所述上模板缓慢接近所述下模板到达最低点；此时所述下模板与所述上模板之间还有间距，所述PLC控制器通过所述位置传感器反馈所述上模板的实时位置和运动速度，控制所述调压电机驱动所述上模板缓慢接近所述下模板，所述压力传感器反馈接触压力进入压力阈值范围内，所述PLC控制器此时启用伺服探针，所述PLC控制器控制所述调压电机驱动所述下模板继续向所述下模板靠近至达到目标工作压力，所述PLC控制器同步通过伺服探针设定以高频率捕抓记录此时刻为零点，并以此时刻的所述位置传感器反馈的所述上模板位置的绝对值为零点位置，所述主电机驱动所述上模板返回最高点，所述交互屏幕显示调模完成。

在其中一个实施例中，从所述进料架送入待切材料，在所述交互屏幕的HMI人机界面输入模切测试指令，使所述PLC控制器控制所述主电机驱动所述上模板缓慢接近所述下模板并到达零点位置对待切材料进行模切，通过所述压力传感器记录测试模切压力；所述PLC控制器以目标工作压力与测试模切压力比较，判断是否出现模切压力偏差。

在其中一个实施例中，若出现模切压力偏差，所述PLC控制器自动控制所述调压电机进行微调补偿，所述PLC控制器控制所述主电机驱动所述上模板运动，自动进入下一轮模切测试至测试模切压力达到目标工作压力。

在其中一个实施例中，所述PLC控制器控制所述调压电机单次微调所述上模板距离为0.001mm。

还提供一种模切机一键自动调模的控制方法，包括以下步骤：

S1、安装需要使用的上模和下模；

S2、在交互屏幕的HMI人机界面输入刀模厚度、垫板厚度、材料厚度以及目标工作压力，并下达调模指令；

S3、PLC控制器控制主电机驱动上模板缓慢接近下模板，并利用位置传感器与压力传感器执行零点寻位，记录上模板的零点位置；

S3.1、PLC控制器的内置调模算法基于刀模厚度、垫板厚度、材料厚度和目标工作压力计算出的调压位置；

S3.2、PLC控制器控制主电机驱动下模板到达最低点；

在上模板下降至最低点的过程中，主电机以低速驱动上模板运动，PLC控制器根据扭矩反馈与压力传感器信号进行实时监控，若检测到超过设定的最大扭力阈值，则立即控制上模板上升以避免刀模或下模板损坏；

3.3、调压电机通过丝杆机构驱动上模板，精确调整上模板与下模板之间的间距，使上模板到达计算出的调压位置；

在最低点处，PLC控制器控制调压电机对上模板执行调压动作，并通过位置传感器、伺服编码器同步探测；

PLC控制器根据伺服编码器反馈的扭矩波动特征判定材料切断状态，并通过压力传感器记录模切的实际工作压力，并将当前实际工作压力更新为目标工作压力；

S3.4、PLC控制器将该实际工作压力对应的位置记录为零点位置，并驱动上模板返回最高点；

S4、系统在交互屏幕提示“调模完成”；

S5、操作员放入待切材料，通过在交互屏幕输入模切测试指令，执行模切测试，PLC控制器根据测试模切压力与目标工作压力的比较结果判断是否存在压力偏差；

S6、若存在压力偏差，PLC控制器控制调压电机以0.001mm为单位进行微调补偿，返回S5步骤驱动主电机执行下一轮模切测试，直至测试模切压力与目标工作压力一致为止。

本发明提供的模切机一键自动调模系统，是针对现有技术中人工调模存在的压力控制不精确、调模结果受操作经验影响大、调模效率低及设备利用率不足等问题提出的技术方案，具有如下有益效果：

(1)实现精确压力控制

通过在机架内设置调压单元，利用调压电机驱动丝杆机构对上模板进行微米级调整，能够精确控制上模板与下模板之间的间距，实现对模切压力的精细化控制，有效避免人工调模中常见的压痕过浅、压穿或材料压溃等质量问题。

(2)提高调模精度和一致性

本发明通过PLC控制器对主电机和调压电机的同步控制，结合交互屏幕的一键调模指令输入，使得调模过程由自动化程序完成，不再单纯依赖操作工的经验判断；因而在不同操作人员、不同设备间都能保持高一致性的调模结果，显著提升调模精度与稳定性。

(3)缩短调模时间，提升效率

通过“一键自动调模”方式，将传统需要十几分钟甚至更长时间的反复试压和人工调整过程缩短至数十秒内完成，大幅提高了调模效率，减少设备非生产性停机时间，从而提升整体生产节拍。

(4)降低人工技能依赖与操作难度

由于调模过程由系统自动完成，即便是新手操作员也能通过交互屏幕快速完成复杂的调模操作，显著降低对高技能工人的依赖，降低人员培训和管理成本。

(5)提升设备利用率和生产稳定性

自动调模减少了因人工调模不当导致的返工和废品，降低了生产过程中的不确定性，减少了模具损坏风险，保证生产连续性，有效提升设备利用率和产线稳定性。

综上，本发明通过在模切机内引入调压单元与PLC控制系统，实现了模切调模过程的自动化、精准化与高效化，在提升产品质量、生产效率及设备利用率等方面具有显著的综合优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明模切机的正视结构示意图；

图2是本发明模切机的后视结构示意图；

图3是本发明模切机的侧视结构示意图；

图4是本发明模切机一键自动调模控制方法的流程示意图。

其中，附图标记如下：

1、机架；

2、进料架；

3、模切机构；31、上模板；311、导柱；32、下模板；33、刀模；34、垫板；

4、出料架；

5、主电机；51、曲轴；52、飞轮；

6、调压单元；61、调压电机；62、丝杆机构；

7、交互屏幕。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

具体实施方式中提供了一种模切机一键自动调模系统及控制方法，该系统包括模切机构由上至下设有上模板和下模板，上模板上安装有刀模，下模板安装于机架上；上模板通过导柱与主电机驱动的曲轴飞轮传动连接，用于驱动刀模实现往返运动并配合下模板对待切材料进行冲切；机架内设置调压单元，调压电机通过丝杆机构驱动上模板，实现对上、下模板间距的精确调整；通过交互屏幕的输入自动调模，PLC控制器控制主电机驱动上模板下降至最低点后，调压电机进行微调，完成调模过程；通过系统控制自动调模减少调模时间，提升调模精度和一致性，降低人工依赖，确保模切压力精准可控，提高设备效率和利用率；有效的解决了现有模切机人工调模存在压力控制难以精确控制，多设备调模精度、一致性受人工经验影响大、且调模过程耗时长、效率低、设备利用率不足的问题。

模切机一键自动调模系统的第一个实施例如图1至图3所示，包括机架1，及设置在所述机架1上在进料至出料方向上依次布置的进料架2、模切机构3和出料架4；待切材料放置于所述进料架2，经所述进料架2输送进入所述模切机构3对待切材料进行摸切后由所述出料架4输送出；所述模切机构3由上至下设有上模板31和下模板32，所述上模板31上安装有刀模33；所述下模板32安装于所述机架1上；所述上模板31安装在所述机架1内的多根导柱311上，且多根所述导柱311与所述机架1内由主电机5驱动的曲轴51飞轮52传动连接，用于驱动所述上模板31在所述下模板32上带动所述刀模33实现上下往返运动，配合所述下模板32对待切材料进行冲切；所述机架1内设有调压单元6，所述调压单元6的调压电机61通过丝杆机构62驱动所述上模板31，调整所述上模板31往复行程，用于微调所述上模板31与所述下模板32之间的间距；以及设置在所述机架1内的PLC控制器和设置在所述机架1上的交互屏幕7，所述PLC控制器与所述主电机5、所述调压电机61和所述交互屏幕7电性连接，通过在所述交互屏幕7输入调模指令使所述PLC控制器控制所述主电机5驱动所述上模板31到达最低点，所述调压电机61驱动所述上模板31调整所述上模板31与所述下模板32的间距后，所述主电机5驱动所述上模板31返回最高点，所述交互屏幕7显示调模完成。

模切机一键自动调模系统是针对现有技术中人工调模存在的压力控制不精确、调模结果受操作经验影响大、调模效率低及设备利用率不足等问题提出的技术方案，且具有多个技术优点：

实现精确压力控制：通过在机架1内设置调压单元6，利用调压电机61驱动丝杆机构62对上模板31进行微米级调整，能够精确控制上模板31与下模板32之间的间距，实现对模切压力的精细化控制，有效避免人工调模中常见的压痕过浅、压穿或材料压溃等质量问题；

提高调模精度和一致性：本发明通过PLC控制器对主电机5和调压电机61的同步控制，结合交互屏幕7的一键调模指令输入，使得调模过程由自动化程序完成，不再单纯依赖操作工的经验判断；因而在不同操作人员、不同设备间都能保持高一致性的调模结果，显著提升调模精度与稳定性；

缩短调模时间，提升效率：通过“一键自动调模”方式，将传统需要十几分钟甚至更长时间的反复试压和人工调整过程缩短至数十秒内完成，大幅提高了调模效率，减少设备非生产性停机时间，从而提升整体生产节拍。

降低人工技能依赖与操作难度：由于调模过程由系统自动完成，即便是新手操作员也能通过交互屏幕7快速完成复杂的调模操作，显著降低对高技能工人的依赖，降低人员培训和管理成本；

提升设备利用率和生产稳定性：自动调模减少了因人工调模不当导致的返工和废品，降低了生产过程中的不确定性，减少了模具损坏风险，保证生产连续性，有效提升设备利用率和产线稳定性。

综上，本发明通过在模切机内引入调压单元6与PLC控制系统，实现了模切调模过程的自动化、精准化与高效化，在提升产品质量、生产效率及设备利用率等方面具有显著的综合优势。

作为其中一种可选地实施方式：

有关上述PLC控制器在调模过程中需要的传感器及获取的数据，包括压力传感器和位置传感器；所述压力传感器与所述PLC控制器电性连接，所述压力传感器安装于所述上模板31或下模板32，用于探测所述上模板31与下模板32的工作压力；所述位置传感器与所述PLC控制器电性连接，所述位置传感器用于记录所述上模板31的实时位置和运动速度。

有关上述调模的具体执行方式，通过在所述交互屏幕7的HMI人机界面输入调模指令，并输入压力阈值范围和目标工作压力，使所述PLC控制器控制所述主电机5驱动所述上模板31缓慢接近所述下模板32到达最低点；此时所述下模板32与所述上模板31产生工作接触，所述压力传感器反馈接触压力进入压力阈值范围内，所述PLC控制器通过所述位置传感器反馈所述上模板31的实时位置和运动速度，控制所述调压电机61驱动所述下模板32继续向所述下模板32靠近至达到目标工作压力，所述PLC控制器同步记录此时刻为零点，并以此时刻的所述位置传感器反馈的所述上模板31位置的绝对值为零点位置，所述主电机5驱动所述上模板31返回最高点，所述交互屏幕7显示调模完成。

在进行应用时，本实施例通过设置压力传感器和位置传感器，分别用于探测上、下模板32的工作压力及上模板31的实时位置和运动速度；其中，执行方式：当在HMI界面输入调模指令及目标压力后，PLC控制器驱动主电机5使上模板31缓慢下降，压力传感器实时检测并反馈接触压力，位置传感器同步反馈实时位移与速度，进入调压目标的范围后从主电机5切换至调压电机61，PLC控制器据此控制调压电机61实现精确微调。

实现了模切压力与位移的双重反馈闭环控制，使得零点位置记录更精准，避免单一压力控制带来的误差；且通过主电机5驱动上模板31移动到达压力阈值范围，即接近目标工作压力的附近后，切换调压电机61以缓慢的速度驱动上模板31靠近下模板32，通过两阶段的调压动作，使得自动调压速度得到提升，且调压阶段中因上模板31靠近下模板32的速度得到更精细的调压，上模板31靠近下模板32的调压精度也进一步提升，避免压力过冲；克服了传统人工调模依赖经验、无法准确判断接触点和工作压力的问题，减少了材料压穿或压痕不足的风险。

其中，压力传感器可选择电阻式、压电式或薄膜式，位置传感器除光栅尺外还可选用激光位移传感器，以适应不同精度要求和成本配置。

有关上述摸切机完成初步调压后进行的模切测试，模切测试的具体方式为：从所述进料架2送入待切材料，在所述交互屏幕7的HMI人机界面输入模切测试指令，使所述PLC控制器控制所述主电机5驱动所述上模板31缓慢接近所述下模板32并到达零点位置对待切材料进行模切，通过所述压力传感器记录测试模切压力；所述PLC控制器以目标工作压力与测试模切压力比较，判断是否出现模切压力偏差。

若出现模切压力偏差，所述PLC控制器自动控制所述调压电机61进行微调补偿，所述PLC控制器控制所述主电机5驱动所述上模板31运动，自动进入下一轮模切测试至测试模切压力达到目标工作压力。

进一步的，所述PLC控制器控制所述调压电机61单次微调所述上模板31距离为0.001mm。

在进行应用时，在初步调模完成后，通过进料架2送入材料，执行模切测试，实时记录测试模切压力；其中，执行方式为：PLC将测试压力与目标压力对比，若偏差超出阈值，则控制调压电机61以0.001mm为单位进行微调，并驱动主电机5执行下一轮模切测试，直至压力一致。

通过模切测试，保证在模切生产前，摸切机的模切压力与目标压力高度吻合，实现模切一致性和成品质量稳定性；解决了调模后因模具磨损、材料厚度波动等导致的实际模切压力偏差问题，降低了废品率。

另外，测试偏差阈值可根据材料种类设定，如纸张±5N，塑料薄膜±10N，以适应不同工艺需求。

模切机一键自动调模系统的第二个实施例如图1至图3所示，此实施例与第一实施例的区别在于，通过在所述交互屏幕7的HMI人机界面输入调模指令，并输入压力阈值范围和目标工作压力，使所述PLC控制器控制所述主电机5驱动所述上模板31缓慢接近所述下模板32到达最低点；此时所述下模板32与所述上模板31之间还有间距，所述PLC控制器通过所述位置传感器反馈所述上模板31的实时位置和运动速度，控制所述调压电机61驱动所述上模板31缓慢接近所述下模板32，所述压力传感器反馈接触压力进入压力阈值范围内，所述PLC控制器此时启用伺服探针，所述PLC控制器控制所述调压电机61驱动所述下模板32继续向所述下模板32靠近至达到目标工作压力，所述PLC控制器同步通过伺服探针设定以高频率捕抓记录此时刻为零点，并以此时刻的所述位置传感器反馈的所述上模板31位置的绝对值为零点位置，所述主电机5驱动所述上模板31返回最高点，所述交互屏幕7显示调模完成。

在进行应用时，由于该实施例区别于第一实施例，在上模板31下降到最低点时，上下模板32之间仍存在一定间距，进一步由调压电机61驱动上模板31缓慢接近下模板32直至进入压力阈值范围；具体的执行方式：PLC控制器根据位置传感器反馈的位移量，在上模板31到达最低工作点时，上模板31与下模板32还有间距，则直接从主电机5切换至调压电机61；PLC控制器进一步根据位置传感器反馈的位移量，控制调压电机61以相比主电机5更慢的速度推进上模板31靠近下模板32，直至压力传感器探测到接触压力进入设定范围；PLC控制器进一步下降调压电机61的转动速度，使得调压电机61以精细推进驱动上模板31靠近下模板32，直至压力传感器探测到实际工作压力达到目标工作压力，在压力传感器探测的实际工作压力进入压力阈值范围后PLC控制器此时启用伺服探针，以高帧率记录零点位置，提高工作压力位置的定位精度，从而提高模切时达到目标工作压力的重复定位精度。

通过“接近压力范围+缓慢目标压力确认”的方式，避免了刀模33直接高速接触下模板32造成的机械冲击，提高了调模过程的安全性；有效解决了刀模33或垫板34在初始调模过程中易受损坏的问题，同时保证不同厚度刀模33与垫板34组合下的调模一致性。

在上模板31到达最低工作点时，上模板31与下模板32还有间距，的该间距的氛围可在HMI界面预先设定，如0.2mm～0.5mm范围，以适应不同材料与模具组合的精细调模程度的需求。

模切机一键自动调模系统的第三个实施例如图1至图3所示，此实施例与第一实施例的区别在于，位置传感器的具体类型和探测方式；所述位置传感器的具体类型为线性光栅尺、或伺服编码器。

所述位置传感器的具体探测方式：所述线性光栅尺安装于所述机架1上，所述线性光栅尺的探测端朝向所述上模板31与所述下模板32的竖向面，用于探测所述上模板31所处位置，以毫秒级频率反馈位置的绝对值数据至所述PLC控制器，所述PLC控制器记录位置的绝对值并计算出所述下模板32当前时刻的运动速度。

所述伺服编码器安装于所述主电机5、调压电机61上，用于探测和记录所述下模板32毫秒级位置的绝对值和运动速度。

在进行应用时，该实施例主要在位置传感器类型与检测方式上进行改进，上模板31位移和速度可通过线性光栅尺或伺服编码器两种方式实现。

其中，具体的执行方式为：使用线性光栅尺时，光栅尺以毫秒级频率向PLC反馈上模板31的绝对位置，PLC可精确计算实时位移和速度；使用伺服编码器时，编码器安装在主电机5、或调压电机61上，直接记录其旋转角度和速度，再换算为模板位移，实现闭环控制。

通过提供两类位置检测方案，前者适合高精度场合，后者适合对响应速度和成本敏感的场合；解决了单一位置传感器在某些工况下可能因安装空间或成本限制而无法应用的问题，增强了系统的适应性与通用性。

另外，除光栅尺和编码器外，亦可采用磁栅尺、激光干涉仪等高端检测方式，以满足超高精度的模切需求。

基于以上模切机一键自动调模系统的实施例，提供一种模切机一键自动调模的控制方法，包括按如图4所示顺序实施的步骤：S1、安装需要使用的上模和下模；

S2、在交互屏幕的HMI人机界面输入刀模厚度、垫板厚度、材料厚度以及目标工作压力，并下达调模指令；

S3、PLC控制器控制主电机驱动上模板缓慢接近下模板，并利用位置传感器与压力传感器执行零点寻位，记录上模板的零点位置；

S3.1、PLC控制器的内置调模算法基于刀模厚度、垫板厚度、材料厚度和目标工作压力计算出的调压位置；

S3.2、PLC控制器控制主电机驱动下模板到达最低点；

在上模板下降至最低点的过程中，主电机以低速驱动上模板运动，PLC控制器根据扭矩反馈与压力传感器信号进行实时监控，若检测到超过设定的最大扭力阈值，则立即控制上模板上升以避免刀模或下模板损坏；

S3.3、调压电机通过丝杆机构驱动上模板，精确调整上模板与下模板之间的间距，使上模板到达计算出的调压位置；

在最低点处，PLC控制器控制调压电机对上模板执行调压动作，并通过位置传感器、伺服编码器同步探测；

PLC控制器根据伺服编码器反馈的扭矩波动特征判定材料切断状态，并通过压力传感器记录模切的实际工作压力，并将当前实际工作压力更新为目标工作压力；

S3.4、PLC控制器将该实际工作压力对应的位置记录为零点位置，并驱动上模板返回最高点；

S4、系统在交互屏幕提示“调模完成”；

S5、操作员放入待切材料，通过在交互屏幕输入模切测试指令，执行模切测试，PLC控制器根据测试模切压力与目标工作压力的比较结果判断是否存在压力偏差；

S6、若存在压力偏差，PLC控制器控制调压电机以0.001mm为单位进行微调补偿，返回S5步骤驱动主电机执行下一轮模切测试，直至测试模切压力与目标工作压力一致为止。

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。

Claims (10)

1.一种模切机一键自动调模系统，其特征在于，

包括机架，及设置在所述机架上在进料至出料方向上依次布置的进料架、模切机构和出料架；待切材料放置于所述进料架，经所述进料架输送进入所述模切机构对待切材料进行摸切后由所述出料架输送出；

所述模切机构由上至下设有上模板和下模板，所述上模板上安装有刀模；

所述下模板安装于所述机架上；

所述上模板安装在所述机架内的多根导柱上，且多根所述导柱与所述机架内由主电机驱动的曲轴飞轮传动连接，用于驱动所述上模板在所述下模板上带动所述刀模实现上下往返运动，配合所述下模板对待切材料进行冲切；

所述机架内设有调压单元，所述调压单元的调压电机通过丝杆机构驱动所述上模板，调整所述上模板往复行程，用于微调所述上模板与所述下模板之间的间距；

以及设置在所述机架内的PLC控制器和设置在所述机架上的交互屏幕，所述PLC控制器与所述主电机、所述调压电机和所述交互屏幕电性连接，通过在所述交互屏幕输入调模指令使所述PLC控制器控制所述主电机驱动所述上模板到达最低点，所述调压电机驱动所述上模板调整所述上模板与所述下模板的间距后，所述主电机驱动所述上模板返回最高点，所述交互屏幕显示调模完成。

2.根据权利要求1所述的模切机一键自动调模系统，其特征在于，

还包括压力传感器和位置传感器；

所述压力传感器与所述PLC控制器电性连接，所述压力传感器安装于所述上模板或下模板，用于探测所述上模板与下模板的工作压力；

所述位置传感器与所述PLC控制器电性连接，所述位置传感器用于记录所述上模板的实时位置和运动速度。

3.根据权利要求2所述的模切机一键自动调模系统，其特征在于，

所述位置传感器为线性光栅尺；

所述线性光栅尺安装于所述机架上，所述线性光栅尺的探测端朝向所述上模板与所述下模板的竖向面，用于探测所述上模板所处位置，以毫秒级频率反馈位置的绝对值数据至所述PLC控制器，所述PLC控制器记录位置的绝对值并计算出所述下模板当前时刻的运动速度。

4.根据权利要求2所述的模切机一键自动调模系统，其特征在于，

所述位置传感器为伺服编码器；

所述伺服编码器安装于所述主电机、调压电机上，用于探测和记录所述下模板毫秒级位置的绝对值和运动速度。

5.根据权利要求2所述的模切机一键自动调模系统，其特征在于，

通过在所述交互屏幕的HMI人机界面输入调模指令，并输入压力阈值范围和目标工作压力，使所述PLC控制器控制所述主电机驱动所述上模板缓慢接近所述下模板到达最低点；

此时所述下模板与所述上模板产生工作接触，所述压力传感器反馈接触压力进入压力阈值范围内，所述PLC控制器通过所述位置传感器反馈所述上模板的实时位置和运动速度，控制所述调压电机驱动所述下模板继续向所述下模板靠近至达到目标工作压力，所述PLC控制器同步记录此时刻为零点，并以此时刻的所述位置传感器反馈的所述上模板位置的绝对值为零点位置，所述主电机驱动所述上模板返回最高点，所述交互屏幕显示调模完成。

6.根据权利要求2所述的模切机一键自动调模系统，其特征在于，

通过在所述交互屏幕的HMI人机界面输入调模指令，并输入压力阈值范围和目标工作压力，使所述PLC控制器控制所述主电机驱动所述上模板缓慢接近所述下模板到达最低点；

此时所述下模板与所述上模板之间还有间距，所述PLC控制器通过所述位置传感器反馈所述上模板的实时位置和运动速度，控制所述调压电机驱动所述上模板缓慢接近所述下模板，所述压力传感器反馈接触压力进入压力阈值范围内，所述PLC控制器此时启用伺服探针，所述PLC控制器控制所述调压电机驱动所述下模板继续向所述下模板靠近至达到目标工作压力，所述PLC控制器同步通过伺服探针设定以高频率捕抓记录此时刻为零点，并以此时刻的所述位置传感器反馈的所述上模板位置的绝对值为零点位置，所述主电机驱动所述上模板返回最高点，所述交互屏幕显示调模完成。

7.根据权利要求5或6中任一项所述的模切机一键自动调模系统，其特征在于，从所述进料架送入待切材料，在所述交互屏幕的HMI人机界面输入模切测试指令，使所述PLC控制器控制所述主电机驱动所述上模板缓慢接近所述下模板并到达零点位置对待切材料进行模切，通过所述压力传感器记录测试模切压力；

所述PLC控制器以目标工作压力与测试模切压力比较，判断是否出现模切压力偏差。

8.根据权利要求7所述的模切机一键自动调模系统，其特征在于，

若出现模切压力偏差，所述PLC控制器自动控制所述调压电机进行微调补偿，所述PLC控制器控制所述主电机驱动所述上模板运动，自动进入下一轮模切测试至测试模切压力达到目标工作压力。

9.根据权利要求8所述的模切机一键自动调模系统，其特征在于，

所述PLC控制器控制所述调压电机单次微调所述上模板距离为0.001mm。

10.一种模切机一键自动调模的控制方法，包括权利要求8所述的模切机一键自动调模系统，其特征在于，

包括以下步骤：S1、安装需要使用的上模和下模；

S2、在交互屏幕的HMI人机界面输入刀模厚度、垫板厚度、材料厚度以及目标工作压力，并下达调模指令；

S3、PLC控制器控制主电机驱动上模板缓慢接近下模板，并利用位置传感器与压力传感器执行零点寻位，记录上模板的零点位置；

S3.1、PLC控制器的内置调模算法基于刀模厚度、垫板厚度、材料厚度和目标工作压力计算出的调压位置；

S3.2、PLC控制器控制主电机驱动下模板到达最低点；

在上模板下降至最低点的过程中，主电机以低速驱动上模板运动，PLC控制器根据扭矩反馈与压力传感器信号进行实时监控，若检测到超过设定的最大扭力阈值，则立即控制上模板上升以避免刀模或下模板损坏；

S3.3、调压电机通过丝杆机构驱动上模板，精确调整上模板与下模板之间的间距，使上模板到达计算出的调压位置；

在最低点处，PLC控制器控制调压电机对上模板执行调压动作，并通过位置传感器、伺服编码器同步探测；

PLC控制器根据伺服编码器反馈的扭矩波动特征判定材料切断状态，并通过压力传感器记录模切的实际工作压力，并将当前实际工作压力更新为目标工作压力；

S3.4、PLC控制器将该实际工作压力对应的位置记录为零点位置，并驱动上模板返回最高点；

S4、系统在交互屏幕提示“调模完成”；

S5、操作员放入待切材料，通过在交互屏幕输入模切测试指令，执行模切测试，PLC控制器根据测试模切压力与目标工作压力的比较结果判断是否存在压力偏差；

S6、若存在压力偏差，PLC控制器控制调压电机以0.001mm为单位进行微调补偿，返回S5步骤驱动主电机执行下一轮模切测试，直至测试模切压力与目标工作压力一致为止。