專利名稱：一種切割機提速方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)切割機領(lǐng)域，具體涉及的是一種切割機提速方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)切割機的主要工作是代替人工把成卷的物料切分成獨立的小袋，方便后續(xù)的投入使用，比如脫氧劑往往是成卷制造的，利用切割機切割成每一小袋，再放入食品中，可有效地抑制霉菌的生長。目前使用的切割機邏輯順序如下
(A)給料電機給料；
(B)光電對管檢測到給過一袋后停止給料電機，此時密封區(qū)中間位置恰好停在刀口；
(C)動刀電機動作，切掉一袋；
(D)霍爾元件檢測到動刀往復(fù)一個周期后停止動刀電機；
(E)重復(fù)(A)步。從上述步驟可以看出，動刀電機是在物料已經(jīng)到達切割位置后才開始動作，這就使得每一切割周期變長。實驗測得，該類型切割機對袋長43mm脫氧劑的切割能力為237袋/min。為了滿足用戶更高的生產(chǎn)需求，增加切割機單位時間的切割數(shù)量，通過改進切割機工作邏輯順序，提出了一種切割機提速的方法。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種加快切割機切割速度的方法，通過改進切割機工作邏輯順序，特別是改進動刀電機的運行，縮短切割機的每一工作周期，提高單位時間的切割量。技術(shù)方案為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種切割機提速方法，包括以下步驟
步驟201 :開始；
步驟202 :初始化工作參數(shù)；
步驟203 :判斷所述霍爾元件是否檢測到所述動刀的復(fù)位信號，如果檢測到，進入步驟204 ;否則轉(zhuǎn)到步驟208 ；
步驟204 :所述給料電機啟動，以設(shè)定參數(shù)值所對應(yīng)的速度運行，開始送料；
步驟205 :給料電機運行一段時間后，動刀也向預(yù)定的切割方向運動；所述動刀的啟動時間采用如下方式確定設(shè)給料電機開始運行到停止的時間為h，所述動刀開始運行到切割位置的時間為〖2，那么動刀開始動作時間為At = ^- t2，即所述給料電機運行At時間后，動刀開始啟動，即可保證兩者協(xié)調(diào)運行；
步驟206 :判斷所述光電傳感器是否檢測到切割信號，如果檢測到，進入步驟207，否則轉(zhuǎn)到步驟209 ；
步驟207 :停止所述給料電機的運行，驅(qū)動所述動刀進行切割；
步驟208 :所述動刀復(fù)位；步驟209:系統(tǒng)故障報警。其中，步驟206中，利用所述光電編碼器檢測走料長度，使料帶走到標(biāo)準(zhǔn)待切割位置。其中，步驟206中，所述光電傳感器通過物料檢測方式獲得切割信號，具體方法是光電傳感器檢測到物料底邊后，再運行一定的距離D50，至下一個黑標(biāo)中間線處停止，并給出一個切割信號；光電傳感器在檢測到物料底邊之后D50的范圍內(nèi)不接受檢測信號；對于每卷料的最后三袋，運行一個袋長D52的距離后，直接給刀切割；其中，D50表示物料底邊到下一個黑標(biāo)中心的距離，D52表示一個袋長的距離。步驟206中，光電傳感器也可以通過光點檢測方式獲得切割信號，具體方法是光電傳感器檢測到黑標(biāo)邊沿，即黑標(biāo)由黑變白時，再運行一定的距離D51，至下一個黑標(biāo)中間線處停止并給出一個切割信號；光電傳感器在檢測到物料底邊之后的D51的范圍內(nèi)不接受檢測信號；對于每卷料的最后三袋，需要運行一個袋長D52的距離后，直接給刀切割；其中， D51表示前一個黑標(biāo)邊沿到下一個黑標(biāo)中心線的距離，D52表示一個袋長的距離。其中，步驟206中，如果所述光電傳感器在運行三個物料袋長的時間內(nèi)沒有檢測
到切割信號，則說明存在缺包或漏包嚴(yán)重的情況，則轉(zhuǎn)入步驟209，驅(qū)動警報器，進行故障報
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目O其中，步驟207中，在動刀運動到待切割位置時，動刀的刀頭與定刀的刀頭間隔有至少一個物料厚度的距離。給料電機和動刀以最高的效率配合完成每個周期的切割任務(wù)，一旦霍爾元件檢測到所述動刀往復(fù)一個周期后，即驅(qū)動所述給料電機送料，開始新一周期的工作；運行一段計算好的時間后，所述動刀也向預(yù)定的切割方向運動；在料帶傳輸過程中，一組光電傳感器用于檢測切割信號，光電編碼器用于走料的長度檢測；當(dāng)料帶走到位后，停止所述給料電機，驅(qū)動所述動刀進行切割；最后將所述動刀復(fù)位，準(zhǔn)備下一周期的工作。如果所述光電傳感器在一段時間內(nèi)沒有檢測到切割信號，則進行故障報警。有益效果本發(fā)明改進了切割機上動刀的運動方式，按照計算好的時間啟動，當(dāng)給料電機給料完畢后，動刀恰好在切割位置，從而使最小切割周期縮短了動刀運行時間t2的時長，提高了切割機的工作效率，尤其是當(dāng)給料電機以最大速率運行(即運行時間h最小)時，切割量提高最明顯。


圖I為本發(fā)明設(shè)備布置示意 圖2為本發(fā)明的流程 圖3為本發(fā)明方法中物料檢測走料距離示意 圖4為本發(fā)明方法中光點檢測走料距離示意 圖5為提速前的動刀運動方式 圖6為提速后的動刀運動方式圖。
具體實施例方式 為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施方式
，進一步闡述本發(fā)明。
參見圖1，本發(fā)明所使用的切割機包括給料電機101、動刀102、定刀、霍爾元件103、光電傳感器104和光電編碼器105。光電編碼器105安裝在給料電機101的轉(zhuǎn)軸上，用以檢測走料長度；一組光電傳感器104安裝在料帶兩側(cè)，用以檢測切割信號；霍爾元件103安裝在動刀102處，用以檢測動刀是否復(fù)位。本發(fā)明方法中，要求給料電機101和動刀102以最高的效率配合完成每個周期的切割任務(wù)?；魻栐?03給出復(fù)位信號以后，表示新一周期的工作開始，此時給料電機101開始送料；運行At時間后，動刀102也向預(yù)定的切割方向運動；當(dāng)料帶走到待切割位置后，停止給料電機101，驅(qū)動動刀102進行切割；切割完畢后，將動刀102復(fù)位，準(zhǔn)備下一周期的工作。在一個單位切割周期內(nèi)，所述動刀102不是等待所述給料電機101給料完畢停止后再開始動作，而是在所述給料電機101運行時就動作，使得給料電機101將物料送到 標(biāo)準(zhǔn)待切割位置時，所述動刀102恰好也到達切割位置，從而縮短切割周期，提高工作效率。在本實施例中，切割機的給料(給料電機101)和給刀102都是由步進電機驅(qū)動。步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行元件，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(步距角)一步一步運行，其運行必須要由步進電機驅(qū)動器進行驅(qū)動。具體實施例中，采用3MD560細分型三相混合式步進電機驅(qū)動器?；魻栐?03除可以完成行程控制和限位保護外，還是一種非接觸型的檢測裝置，其特點是工作可靠、壽命長、功耗低、復(fù)定位精度高、操作頻率高以及適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境。具體實施例中，霍爾元件103用來檢測動刀102的位置，當(dāng)動刀102尾部金屬頭離開霍爾兀件103時,霍爾兀件103輸出端會呈一個開觸點形式(或者輸出高電平)；當(dāng)動刀102尾部金屬頭接近霍爾元件103時，霍爾元件103輸出端會呈一個閉觸點形式(或者輸出低電平)，因此當(dāng)霍爾元件103輸出下降沿時，表明動刀102復(fù)位完畢。光電編碼器105采用分辨率為600的增量編碼器EB38A6-P4AR-600進行走料長度的檢測。在具體實施例中，光電傳感器104選擇OMRON E3Z-T61H-D光電傳感器進行切割信號的檢測，其特點是響應(yīng)時間短、分辨率高、可實現(xiàn)顏色判別、便于調(diào)整和無接觸檢測。如圖3所示，對于物料檢測方式，采用光電對管檢測物料的位置。當(dāng)料帶中的密封區(qū)擋住光電通路時，光電接收管輸出端會成一個開觸點形式(或者輸出高電平)；當(dāng)料帶中的物料部分(如脫氧劑)在光電通路時，光電接收管輸出端會成一個閉觸點形式(或者輸出低電平);然后給料電機101再驅(qū)動料帶走D50的距離，即到達切割區(qū)域。其中，D50表示物料底邊到下一個黑標(biāo)橫向中心線的距離。如圖4所示，對于光點檢測方式，采用光電對管檢測黑標(biāo)邊沿的位置。當(dāng)料帶中的黑標(biāo)擋住光電通路時，光電接收管輸出端會成一個開觸點形式(或者輸出高電平)；當(dāng)料帶中的白色區(qū)域(即黑標(biāo)由黑變白時)在光電通路時，光電接收管輸出端會成一個閉觸點形式(或者輸出低電平)，因此在料帶運行過程中，光電對管檢測到黑標(biāo)邊沿(由黑變白)時，會形成一個下降沿脈沖；然后給料電機101再驅(qū)動料帶走D51的距離，即到達切割區(qū)域。其中，D51表示前一個黑標(biāo)邊沿，即黑標(biāo)由黑變白處到下一個黑標(biāo)橫向中心線的距離。本發(fā)明方法可在可編程邏輯控制器(PLC)或微處理器(MCU)中實現(xiàn)，具體實施例中，采用三菱FX系列可編程控制器。參見圖2，本發(fā)明包括如下步驟
步驟201 :開始；
步驟201 :初始化工作參數(shù)；步驟203 :判斷霍爾元件103是否檢測到動刀102的復(fù)位信號，如果檢測到，進入步驟204 ;否則轉(zhuǎn)到步驟208 ；
步驟204 :給料電機101啟動，以設(shè)定參數(shù)值所對應(yīng)的速度運行，開始送料；
步驟205 :給料電機運行一段時間后，動刀102也向預(yù)定的切割方向運動；
在本發(fā)明方法中，動刀102的啟動時間是非常重要的運行參數(shù)，切割機提速的關(guān)鍵在于動刀102在給料電機101運行過程中準(zhǔn)時啟動，如果提前動作動刀102，可能會造成料帶卡住或切割位置的不準(zhǔn)確，如果推后動作動刀102，則物料等待切割的時間會加長。動刀102的啟動時間計算如下設(shè)給料電機開始運行到停止的時間為h，動刀102運行到切割位置的時間為t2，那么動刀102開始動作時間為At = & - t2，即給料電機101運行At時間后，動刀102開始啟動，即可保證兩者協(xié)調(diào)運行。這里，動刀102到達的切割位置，應(yīng)該與 定刀有至少一個物料厚度的距離，以防止卡住物料或不正確的切割。步驟206 :判斷光電傳感器104是否檢測到切割信號，如果檢測到，進入步驟207，否則轉(zhuǎn)到步驟209 ;其中，利用所述光電編碼器105來檢測走料長度，使料帶走到標(biāo)準(zhǔn)待切割位置；
步驟206中，光電傳感器104獲得切割信號具有兩種檢測方式物料檢測方式和光點檢測方式。參見圖3為物料檢測走料距離示意圖，物料檢測方式是通過光電傳感器104檢測到物料底邊后，再運行一定的距離D50，至下一個黑標(biāo)中間線處停止，并給出一個切割信號。物料檢測在走料過程中需作一定的濾波處理，即在檢測到物料底邊之后D50的范圍內(nèi)光電傳感器104不接受檢測信號，防止因為袋料不均勻而產(chǎn)生切割信號的誤檢測。對于每卷料的最后三袋，無法通過傳感器信號進行切割，因此需要運行一個袋長D52的距離后，直接給刀切割。其中，D50表示物料底邊到下一個黑標(biāo)中心的距離，D52表示一個袋長的距離。圖4為光點檢測走料距離示意圖，光電傳感器104檢測到黑標(biāo)邊沿，即由黑變白時，再運行一定的距離D51，至下一個黑標(biāo)中間線處停止并給出一個切割信號。對于每卷料的最后三袋，同樣也需要運行一個袋長D52的距離后，直接給刀切割。該方式與物料檢測的設(shè)計邏輯有所區(qū)別，以確保切割信號的準(zhǔn)確檢測，從而達到滿意的切割效果。兩種走料長度的檢測方式雖然在設(shè)計邏輯有所區(qū)別，但在走料D50、D51的長度過程中，都不接受檢測信號，防止因為袋料不均勻而產(chǎn)生切割信號的誤檢測。對于每卷料的最后三袋，無法通過傳感器信號進行切割，因此需要運行一個袋長D52的距離后給刀切割。在具體實施例中，D50、D51和D52是根據(jù)待切割物料的袋長確定的。步驟206中，如果光電傳感器104在運行三個物料袋長的時間內(nèi)沒有檢測到切割信號，即說明存在缺包或漏包嚴(yán)重的情況，則驅(qū)動警報器，進行故障報警。在具體實施例中，如果連續(xù)三次沒有檢測到待切料帶，則進行缺包漏包報警，并在人機交互界面上顯示相應(yīng)報警內(nèi)容，此時切割機停止一切動作，不工作，需要人工手動排除故障或更換新的料帶后，點擊啟動開關(guān)，方可繼續(xù)工作。步驟207 :停止給料電機101的運行，驅(qū)動動刀102進行切割；
步驟208 :動刀102復(fù)位；
步驟209:系統(tǒng)故障報警。圖5、6所示為提速前和提速后的動刀102的運動方式圖?？梢钥闯?，提速前，切割機的給料和給刀是單獨操作，在給料停止以后才開始給刀，因此一個最小切割周期T Zt1 +t2 +動刀復(fù)位的時間；而提速后，給刀時間〖2包含在給料時間內(nèi)，因此一個最小切割周期T = +動刀復(fù)位的時間，給刀時間t2完全節(jié)省下來，從而縮短了最小切割周期。以袋長43mm脫氧劑為例，提速前的最大切割能力為237袋/min ;提速后的最大切割能力為300袋/min,每分鐘可以多切63袋。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書 及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種切割機提速方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟201 :開始； 步驟202 :初始化工作參數(shù)； 步驟203 :判斷所述霍爾元件(103)是否檢測到所述動刀(102)的復(fù)位信號，如果檢測至IJ，進入步驟204 ;否則轉(zhuǎn)到步驟208 ； 步驟204 :所述給料電機(101)啟動，以設(shè)定參數(shù)值所對應(yīng)的速度運行，開始送料； 步驟205 :給料電機(101)運行一段時間后，動刀(102)也向預(yù)定的切割方向運動； 所述動刀(102)的啟動時間采用如下方式確定設(shè)給料電機(101)開始運行到停止的時間為h，所述動刀(102)開始運行到切割位置的時間為t2，那么動刀(102)開始動作時間為At = t2，即所述給料電機(101)運行At時間后，動刀(102)開始啟動，即可保證兩者協(xié)調(diào)運行； 步驟206:判斷所述光電傳感器(104)是否檢測到切割信號，如果檢測到，進入步驟207，否則轉(zhuǎn)到步驟209 ； 步驟207 :停止所述給料電機(101)的運行，驅(qū)動所述動刀(102)進行切割； 步驟208 :所述動刀(102)復(fù)位； 步驟209:系統(tǒng)故障報警。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切割機提速方法，其特征在于，步驟206中，利用所述光電編碼器(105)檢測走料長度，使料帶走到標(biāo)準(zhǔn)待切割位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切割機提速方法，其特征在于，步驟206中，所述光電傳感器(104)通過物料檢測方式獲得切割信號，具體方法是光電傳感器(104)檢測到物料底邊后，再運行一定的距離D50，至下一個黑標(biāo)中間線處停止，并給出一個切割信號；光電傳感器(104)在檢測到物料底邊之后D50的范圍內(nèi)不接受檢測信號；對于每卷料的最后三袋，運行一個袋長D52的距離后，直接給刀切割；其中，D50表示物料底邊到下一個黑標(biāo)中心的距離，D52表不一個袋長的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切割機提速方法，其特征在于，步驟206中，光電傳感器(104)通過光點檢測方式獲得切割信號，具體方法是光電傳感器(104)檢測到黑標(biāo)邊沿，即黑標(biāo)由黑變白時，再運行一定的距離D51，至下一個黑標(biāo)中間線處停止并給出一個切割信號；光電傳感器(104)在檢測到物料底邊之后的D51的范圍內(nèi)不接受檢測信號；對于每卷料的最后三袋，需要運行一個袋長D52的距離后，直接給刀切割；其中，D51表示前一個黑標(biāo)邊沿到下一個黑標(biāo)中心線的距離，D52表示一個袋長的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的切割機提速方法，其特征在于，步驟206中，如果所述光電傳感器(104)在運行三個物料袋長的時間內(nèi)沒有檢測到切割信號，則說明存在缺包或漏包嚴(yán)重的情況，則轉(zhuǎn)入步驟209，驅(qū)動警報器，進行故障報警。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切割機提速方法，其特征在于，步驟207中，在動刀(102)運動到待切割位置時，動刀(102)的刀頭與定刀的刀頭間隔有至少一個物料厚度的距離。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種切割機提速方法，給料電機和動刀以最高的效率配合完成每個周期的切割任務(wù)，霍爾元件檢測到動刀往復(fù)一個周期后，即驅(qū)動所述給料電機送料，開始新一周期的工作；運行一段時間后，動刀也向預(yù)定的切割方向運動；當(dāng)料帶走到位后，停止所述給料電機，驅(qū)動所述動刀進行切割；最后將所述動刀復(fù)位，準(zhǔn)備下一周期的工作。本發(fā)明改進了切割機上動刀的運動方式，按照計算好的時間啟動，當(dāng)給料電機給料完畢后，動刀恰好在切割位置，從而使最小切割周期縮短了動刀運行時間的時長，提高了切割機的工作效率，尤其是當(dāng)給料電機以最大速率運行，切割量提高最明顯。
文檔編號B26D5/00GK102699942SQ20121016150
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者劉琳, 葉樺, 孫曉潔, 馬天全 申請人:東南大學(xué)