CN1431125A - 包装机色标自动追踪系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包装机，特别涉及一种识别包装材料色标的包装机。本发明提供一种包装机色标自动追踪系统，包括含有主电机1的包装机、与包装机相连的计算机控制电路2和补偿装置3、与补偿装置3连接的补偿装置驱动电路4，还有色标相位检测电路5和切割相位检测电路6与计算机控制电路2连接，计算机控制电路2具有以下功能：当色标相位与切割相位之间的相位关系发生变化，且变化量超过预设值时，启动补偿装置3进行补偿，使其恢复到预设的相位关系。本发明不影响主轴进纸速度，调整过程可在主轴间隙或连续进纸时进行，补偿速度快。
Description
技术领域
本发明涉及一种包装机，特别涉及一种识别包装材料色标的包装机。
背景技术
通常包装材料上，例如糖纸，都印有图案，在包装过程中，需要切割包装纸，为了使切割位置处于相邻图案之间的空白处，现有的包装机采用了一系列复杂的机械调整机构，多是采用调节主轴进纸速度追踪包装纸上色标的方式。但是，调节主轴进纸速度追踪包装纸上色标，包装纸切割位置总在空白处前后摆动，追踪精度有限；机械调节主进纸速度，系统响应速度不高，影响整机包装速度；并且由于不具备预调功能，首次开机或换装包装纸后，需要运行一定时间后才能追踪到色标，造成一定数目的废品。
发明内容
本发明的目的是，提供一种包装机色标自动追踪系统，使包装纸上图案切割完整，进而改进包装质量，包装外观满足包装要求，具有快速补偿和高精度的特点，并且提供较高的产品合格率。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
包装机色标自动追踪系统，包括含有主电机(1)的包装机、与包装机相连的计算机控制电路(2)和补偿装置(3)、与补偿装置(3)连接的补偿装置驱动电路(4)，其特征在于，还有色标相位检测电路(5)和切割相位检测电路(6)与计算机控制电路(2)连接，计算机控制电路(2)具有以下功能：当色标相位与切割相位之间的相位关系发生变化，且变化量超过预设值时，启动补偿装置(3)进行补偿，使其恢复到预设的相位关系。
当|T1-T2|＞δ时，视为“相位变化量超过预设值”；δ为一预设值，表示允许的最大误差；T1为读取到包装纸上对应于单元纸长的色标时间间隔，从色标相位检测电路拾取；T2为相应的连续两个切割信号的时间间隔。所述“补偿装置”为步进电机。根据相位的偏移计算出相应的补偿角和补偿纸长a。
当T1＜T2时，正向补偿纸长nL+(L-a)或反向补偿纸长nL+a；当T1＞T2时，反向补偿纸长nL+(L-a)或正向补偿纸长nL+a；L为单元纸长，即需要的切割长度；a为所述相位变化量的对应纸长，n＝0，1，2…，即在0和大于0的正整数中任取一个。
本发明还可以包括一组行星齿轮7，行星齿轮7与步进电机3相连，行星齿轮7还和输入齿轮81相连接，通过此行星齿轮进行补偿相位。所述行星齿轮7包括太阳轮74、太阳轮73、行星轮72、和转臂76，主电机1与太阳轮74连接，以输入动力，太阳轮74和转臂76空套在动力输出轴75上，太阳轮73和动力输出轴75固定连接，输入齿轮81和太阳轮74啮合，太阳轮74和太阳轮73同时与行星轮72啮合。所述转臂76上固定连接有转臂齿轮71，转臂齿轮71与齿轮副9啮合。
所述包装机色标自动追踪系统还包括操作键盘和显示设备，以设定允许的误差范围。
本发明的有益效果是，不影响主轴进纸速度，调整过程可在主轴间隙或连续进纸时进行，补偿速度快；采用特殊的行星齿轮机构作为补偿装置，通过机械传动实现速度或位置调整，具备精度高、自选补偿或不补偿功能；机电一体化调整方式，采用计算机作为主控元件，控制方式灵活，控制精度高；主轴进纸过程中系统检测色标信号及切割位置信号，主轴一次进纸结束后仍可进行补偿，补偿精度高。
附图说明
图1为本发明传动示意图。
图2为本发明电气控制硬件结构框图。
图3为本发明一个实施例的程序流程图。
图4为包装纸示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括一组行星齿轮7，所述行星齿轮7包括太阳轮74、太阳轮73、行星轮72、和转臂76，输入齿轮81和太阳轮74啮合，以输入动力，太阳轮74和转臂76空套在动力输出轴75上，太阳轮73和动力输出轴75固定连接，太阳轮74和太阳轮73同时与行星轮72啮合。所述转臂76上固定连接有转臂齿轮71，转臂齿轮71与齿轮副9啮合。主电机1通过挂轮8连接到太阳轮74，即可通过换装不同的挂轮根据包装纸规格设定进纸长度。在步进电机3保持力矩的作用下，转臂76保持锁定状态，行星轮72实际上是一个过轮。当切割位置误差过大时，启动步进电机3，通过齿轮副9、转臂齿轮71向行星齿轮72输入一定的相位角，以此给动力输出轴75叠加一个补偿位移角，达到对色标位置进行调整的目的。
所述切割相位是指包装机的切刀运动与主轴运动之间的固定相位关系。所述色标相位是指色标信号与主轴之间的相位关系。理想状态下，切割周期与色标周期相等，切割相位与色标相位有一个固定的差值。如果切割相位与色标相位之差固定，或者在允许范围内变化，就能使包装纸切割长度及切割位置合格，反之，则需要补偿。
对于包装纸，并非每一单元纸长内仅有一个色标，也可能在单元纸长L内存在N个色标(N为大于0的正整数)，则此时包装机应在每读取到N个色标信号时切割一次。显然的，此时，本发明所述“色标相位”应该是以每读取N个色标信号为一个周期计算，才能与切割信号相适应，而不会出现总是切割L/N长度的现象。
如图2所示，计算机控制电路2从包装机中读取切割相位信号、面板操作信号、面板指示信号和色标相位信号，并根据比较结果通过步进电机驱动电路4驱动步进电机3，计算机控制电路2还从键盘读取操作命令，并显示在显示设备中。
作为一个实施例，见图3，包括以下步骤：
1、程序启动、系统初始化
2、扫描键盘，若需要重新设定单元纸长，则从键盘读取新的长度参数然后进入下一步，否则直接进入下一步。
3、扫描操作面板，若扫描后发现有新的操作指令，则对其进行处理，然后进入下一步，否则直接进入下一步。
4、若需要进行追踪补偿，进入下一步，否则回到步骤2。
5、检测色标相位和切割相位并作计算、比较，若相位同步则无须补偿，回到步骤2，若不同步则进行补偿，通过步进电机微调一次，微调量a为(T1-T2)L/T1。
当然，a也可以为nL+(T1-T2)L/T1，n可以取0、1、2或其他正整数。
本实施例也可以实现双向补偿，当T1-T2＞0时，说明进纸速度落后于切割速度，需要正向补偿，反之则反向补偿。
图4为包装纸示意图。图中每一单元纸长L内有一个色标101，每读取到一个色标信号，应切割一次。在色标分布均匀的情况下，切割长度也是均匀的。
更具体的实施例是，每个单元纸长有1个色标，如图4；通过键盘预设单元纸长为L，设定允许切割误差长度为k。切割过程中，检测到色标周期为T1，对应的切割周期为T2，且T1＜T2，表示纸理想切割位置落后于割刀位置，落后长度为x，根据(T1-T2)/T1＝x/L，则x＝(T1-T2)L/T1。若|x|＞k，则超出允许误差范围，需要正向(纸的运动方向)补偿x长度；反之则无需补偿。
Claims (10)
1、包装机色标自动追踪系统，包括含有主电机(1)的包装机、与包装机相连的计算机控制电路(2)和补偿装置(3)、与补偿装置(3)连接的补偿装置驱动电路(4)，其特征在于，还有色标相位检测电路(5)和切割相位检测电路(6)与计算机控制电路(2)连接，计算机控制电路(2)具有以下功能：当色标相位与切割相位之间的相位关系发生变化，且变化量超过预设值时，启动补偿装置(3)进行补偿，使其恢复到预设的相位关系。
2、如权利要求1所述的包装机色标自动追踪系统，其特征在于，当|T1-T2|＞δ时，视为“相位变化量超过预设值”；δ为一预设值，表示允许的最大误差；T1为读取到包装纸上对应于单元纸长的色标信号时间间隔，从色标相位检测电路拾取；T2为相应的连续两个切割信号的时间间隔。
3、如权利要求1或2所述的包装机色标自动追踪系统，其特征在于，所述“补偿装置”为步进电机。
4、如权利要求3所述的包装机色标自动追踪系统，其特征在于，当T1＜T2时，正向补偿纸长nL+(L-a)或反向补偿纸长nL+a；当T1＞T2时，反向补偿纸长nL+(L-a)或正向补偿纸长nL+a；L为单元纸长，a为所述相位变化量的对应纸长，n＝0，1，2…。
5、如权利要求3所述的包装机色标自动追踪系统，其特征在于，当T1＜T2时，反向补偿纸长a；当T1＞T2时，正向补偿纸长a；L为单元纸长，a为所述相位变化量的对应纸长。
6、如权利要求1所述的包装机色标自动追踪系统，其特征在于，还包括一组行星齿轮(7)，行星齿轮(7)与补偿装置(3)相连，还与输入齿轮(81)相连接，通过所述行星齿轮(7)进行补偿相位。
7、如权利要求6所述的包装机色标自动追踪系统，其特征在于，所述行星齿轮(7)包括太阳轮(74)、太阳轮(73)、行星轮(72)、和转臂(76)，输入齿轮(81)与太阳轮(74)啮合，以输入动力，太阳轮(74)和转臂(76)空套在动力输出轴(75)上，太阳轮(73)和动力输出轴(75)固定连接，太阳轮(74)和太阳轮(73)同时与行星轮(72)啮合。
8、如权利要求7所述的包装机色标自动追踪系统，其特征在于，所述转臂(76)上固定连接有转臂齿轮(71)，转臂齿轮(71)与齿轮副(9)啮合。
9、如权利要求7所述的包装机色标自动追踪系统，其特征在于，主电机(1)通过挂轮(8)和输入齿轮(81)连接到太阳轮(74)。
10、如以上任一权利要求所述的包装机色标自动追踪系统，其特征在于，所述包装机色标自动追踪系统还包括操作键盘和显示设备，以设定允许的误差范围和单元纸长。
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