一種螺旋橫切機(jī)刀軸運(yùn)動(dòng)誤差檢測(cè)與補(bǔ)償裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及紙板橫切機(jī)刀軸運(yùn)動(dòng)誤差檢測(cè)，尤其涉及一種螺旋橫切機(jī)刀軸運(yùn)動(dòng)誤差檢測(cè)與補(bǔ)償裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在瓦楞紙板與蜂窩紙板生產(chǎn)過程中，橫切機(jī)主要用于切割紙板，將紙板切割成所需要的尺寸，而螺旋橫切機(jī)由于其所需電機(jī)功率小，生產(chǎn)效率高而得到廣泛應(yīng)用。
[0003]如圖1所示，紙板橫切機(jī)核心部分由電機(jī)33、減速機(jī)38、傳動(dòng)系統(tǒng)34、刀軸36、機(jī)架39、軸承37等部分組成。圖2為棍刀結(jié)構(gòu)圖，棍刀刀片36-1安裝在刀軸棍上。切紙工作部分由上下兩組刀軸組成，其中上下刀軸的螺旋方向不一致，上刀軸為左螺旋，下刀軸為右螺旋。切紙工作時(shí)，由電機(jī)輸出動(dòng)力，通過減速機(jī)調(diào)整速度后，通過傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)上下刀軸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，完成切紙運(yùn)動(dòng)。在剪切動(dòng)作時(shí)，上下切刀從紙板的一端切割至另一端，直至紙板切斷，因此，在整個(gè)切紙過程中，上下刀軸的嚙合效果直接影響著紙板切割后的質(zhì)量，上下刀軸的嚙合效果與上下刀軸的轉(zhuǎn)速以及刀軸的徑向變形及運(yùn)動(dòng)誤差有著直接的關(guān)系。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，切刀的調(diào)整完全依靠工人的經(jīng)驗(yàn)，通過目測(cè)或者實(shí)驗(yàn)來確定切刀的嚙合間隙。而上下刀軸的轉(zhuǎn)動(dòng)同步性主要靠齒輪傳動(dòng)來保證，但是上下兩個(gè)齒輪本身具有裝配間隙，同時(shí)，在一段時(shí)間的使用后會(huì)產(chǎn)生磨損，這些將導(dǎo)致上下齒輪不能完全達(dá)到同步。主要存在下以幾個(gè)方面缺點(diǎn):
[0005](I)受螺旋橫切機(jī)的工作原理限制，在進(jìn)行切紙工作時(shí)，必須盡量使上下兩個(gè)刀軸完全同步才能完成得到較好的切紙效果，但是由于齒輪存在傳遞間隙以及長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的磨損，將導(dǎo)致上下兩個(gè)刀軸在工作時(shí)產(chǎn)生不同步的現(xiàn)象，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)紙板切不斷，或者紙板切口不光滑等問題，影響生產(chǎn)的紙板外觀與質(zhì)量。
[0006](2)在切紙機(jī)長(zhǎng)時(shí)間使用形成磨損后，不能通過有效的方式對(duì)齒輪傳遞間隙進(jìn)行補(bǔ)償，只能通過更換新齒輪來達(dá)到設(shè)計(jì)要求，使得后期的維護(hù)成本增加。
[0007](3)現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)上下刀軸運(yùn)動(dòng)誤差的問題無法進(jìn)行定量的測(cè)量與分析，也不能進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。
[0008](4)現(xiàn)有技術(shù)對(duì)刀軸轉(zhuǎn)速的控制屬于開環(huán)控制，無法有效的對(duì)刀軸的轉(zhuǎn)速差進(jìn)行閉環(huán)的控制與調(diào)整。
[0009](5)刀軸在切紙中會(huì)產(chǎn)生徑向變形以及運(yùn)動(dòng)誤差，現(xiàn)有技術(shù)無法測(cè)量刀軸的徑向變形量以及運(yùn)動(dòng)誤差，同時(shí)也無法定量的調(diào)整刀片在刀軸上的位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提供一種螺旋橫切機(jī)刀軸運(yùn)動(dòng)誤差檢測(cè)與補(bǔ)償裝置及方法。解決現(xiàn)有技術(shù)中，由于螺旋切紙機(jī)由于上下軸的轉(zhuǎn)速不一致及上下刀軸的徑向變形及運(yùn)動(dòng)誤差等問題。這些問題不僅導(dǎo)致紙板切不斷或者切口不光滑，而且現(xiàn)有技術(shù)中的切紙機(jī)并不能對(duì)上下刀軸的轉(zhuǎn)速差進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量與補(bǔ)償。
[0011]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0012]—種螺旋橫切機(jī)刀軸運(yùn)動(dòng)誤差檢測(cè)與補(bǔ)償裝置，包括機(jī)架2、安裝在機(jī)架2上的上刀軸3和下刀軸16、分別安裝在上刀軸3和下刀軸16上的螺旋刀20、用于分別控制上刀軸3和下刀軸16轉(zhuǎn)動(dòng)的伺服電機(jī)I;
[0013]所述上刀軸3的中部安裝有徑向接收屏4，在上刀軸3的軸的一側(cè)設(shè)有分光鏡6，在上刀軸3軸的端部安裝有上刀軸透光裝置8，在下刀軸16軸的端部安裝有下刀軸檢測(cè)屏9;激光發(fā)生器7產(chǎn)生激光束，并通過分光鏡6分解成兩束激光，第一束激光5射向徑向接收屏4，第二束激光22通過上刀軸透光裝置8后，進(jìn)入下刀軸檢測(cè)屏9;
[0014]徑向接收屏4和下刀軸檢測(cè)屏9的電信號(hào)，分別通過信號(hào)線10傳遞給信號(hào)處理系統(tǒng)11和中央控制系統(tǒng)12。
[0015]所述上刀軸透光裝置8包括一透光環(huán)13，透光環(huán)13上開設(shè)有多組對(duì)稱分布的圓孔，每組有兩個(gè)圓孔，并且在同一直徑線上；
[0016]所述下刀軸檢測(cè)屏9包括反射鏡14，在反射鏡14的上方設(shè)有激光接收器15，激光接收器15用于接收反射鏡14反射的激光信號(hào);激光接收器15開設(shè)有使入射激光通過的圓孔陣列。
[0017]所述第一束激光5的激光束與第二束激光22的激光束相垂直。
[0018]所述徑向接收屏4安裝在上刀軸3的軸向方向的幾何中心，即上刀軸3長(zhǎng)度的二分之一處，并與螺旋刀20在圓周方向上呈180°。
[0019]所述徑向接收屏4包括上刀軸激光接收器18，上刀軸激光接收器18安裝在凸塊19上，凸塊19置于上刀軸3軸桿上的凹槽內(nèi)，通過卡簧17將凸塊19緊固在凹槽內(nèi)；上刀軸激光接收器18通過信號(hào)線10連接信號(hào)處理系統(tǒng)11。
[0020]一種螺旋橫切機(jī)刀軸運(yùn)動(dòng)誤差檢測(cè)與補(bǔ)償方法，具體步驟如下:
[0021]刀軸徑向變形及運(yùn)動(dòng)誤差的測(cè)試步驟;是測(cè)試上刀軸3和下刀軸16在進(jìn)行切紙工作時(shí)產(chǎn)生的徑向變形及運(yùn)動(dòng)誤差，具體步驟如下:
[0022]激光發(fā)生器7產(chǎn)生激光并通過分光鏡6分為兩束激光，第一束激光5沿平行于上刀軸3軸線的方向射向安裝在上刀軸3上方的徑向接收屏4，第二束激光22沿垂直于上刀軸3軸線的方向射向上刀軸透光裝置8;而徑向接收屏4在上刀軸3上的位置不固定，可根據(jù)需要調(diào)整徑向接收屏4在刀軸沿軸向方向上的位置，以測(cè)定上刀軸3不同位置上的徑向誤差量;在紙板切割工作前，首先將徑向接收屏4調(diào)整在能夠接收第一束激光5的位置，并且記錄此時(shí)第一束激光5在徑向接收屏4的位置信息，作為后續(xù)測(cè)試上刀軸3徑向變形及運(yùn)動(dòng)誤差的初始信息；
[0023]當(dāng)上刀軸3和下刀軸16在進(jìn)行紙板切割工作時(shí)，此時(shí)徑向接收屏4位于上刀軸3的上方，當(dāng)徑向接收屏4與第一束激光5位于同一直線時(shí)，徑向接收屏4捕捉第一束激光5在徑向接收屏4上的位置，若上刀軸3在一次的運(yùn)動(dòng)過程中未發(fā)生運(yùn)動(dòng)誤差或者產(chǎn)生形變，則第一束激光5在徑向接收屏4上的位置將不會(huì)發(fā)生改變，通過與初始位置相比對(duì)，即可計(jì)算出上刀軸3在切紙運(yùn)動(dòng)中所產(chǎn)生的形變與運(yùn)動(dòng)誤差。
[0024]實(shí)際應(yīng)用中，徑向接收屏4在上刀軸3上的位置還可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，因此，通過這種方法，可以實(shí)時(shí)的測(cè)量上刀軸3在整個(gè)切紙過程中的徑向變化量，同時(shí)，如果需要測(cè)量下刀軸16在運(yùn)動(dòng)過程中的徑向變形以及運(yùn)動(dòng)誤差量，可以選擇在下刀軸16上也安裝徑向接收屏4，并增加一個(gè)激光發(fā)生器7，根據(jù)同樣的原理以及方法，也可以用于下刀軸16的徑向變形及運(yùn)動(dòng)誤差的測(cè)量。
[0025]刀軸速度差測(cè)試與調(diào)整步驟;是對(duì)上刀軸3和下刀軸16的轉(zhuǎn)速差進(jìn)行測(cè)量并實(shí)時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償，以保證螺旋刀20在對(duì)紙板21進(jìn)行切割時(shí)的準(zhǔn)確性，具體步驟如下:
[0026]激光發(fā)生器7產(chǎn)生激光通過分光鏡6分解后，得到第二束激光22，第二束激光22將用于測(cè)試上刀軸3和下刀軸16的轉(zhuǎn)速差；由于透光環(huán)13的上開設(shè)有多組對(duì)稱分布的圓孔，每組有兩個(gè)圓孔，并且在同一直徑線上，當(dāng)透光環(huán)13隨著上刀軸3在旋轉(zhuǎn)時(shí)，且位于同一直徑線上的兩個(gè)透光環(huán)13正對(duì)第二束激光22時(shí)，第二束激光22穿過該同一直徑線上的兩個(gè)透光環(huán)13直接打到反射鏡14上;上刀軸3和下刀軸16進(jìn)行運(yùn)動(dòng)之前，首先將反射鏡14調(diào)整至與穿過兩個(gè)透光環(huán)13的第二束激光22連線呈90度，當(dāng)?shù)诙す?2進(jìn)入到反射鏡14后，若上刀軸3和下刀軸16在運(yùn)動(dòng)過程中不產(chǎn)生誤差，第二束激光22將會(huì)沿著入射路徑返回，由于激光接收器15中有著空孔，因此激光接收器15接收不到信號(hào)，此時(shí)則