本實(shí)用新型涉及橫切機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于色標(biāo)追蹤的橫切變頻器。

背景技術(shù)：

隨著包裝行業(yè)的快速發(fā)展，瓦楞紙板生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率逐年提高，主要體現(xiàn)在瓦楞紙板生產(chǎn)線后端的橫切機(jī)速度的大幅提高。橫切是瓦楞紙加工生產(chǎn)的最后一道工序，橫切好壞直接影響最后成品的質(zhì)量，由于瓦楞紙厚度和硬度、工作環(huán)境溫度不同會嚴(yán)重影響橫切裝置工作的穩(wěn)定性和可靠性。橫切機(jī)的控制部分需滿足精準(zhǔn)的裁切長度的同時(shí)還要滿足很高的裁切速度。其難點(diǎn)在于紙板處于高速運(yùn)動狀態(tài)，切刀的動態(tài)控制需極高的運(yùn)算速度和極高的跟蹤性能。

橫切機(jī)作為瓦楞紙板生產(chǎn)線末端的關(guān)鍵設(shè)備，其性能對成型紙板的品質(zhì)、損耗和生產(chǎn)效率起著至關(guān)重要的作用，也是整個(gè)生產(chǎn)線中電氣控制最為復(fù)雜的一個(gè)環(huán)節(jié)，因此，要提高成型紙板的質(zhì)量，勢必要提高瓦楞紙板橫切機(jī)的控制系統(tǒng)的性能。

目前已有的瓦楞紙板橫切機(jī)的發(fā)展水平仍不高，難以滿足市場對瓦楞紙板生產(chǎn)線提出的向高質(zhì)、高速、高檔、高效、寬幅發(fā)展的要求。橫切機(jī)及控制技術(shù)更新成為整個(gè)生產(chǎn)線性能提高的必然要求?，F(xiàn)有的橫切機(jī)其存在著生產(chǎn)精度控制低，生產(chǎn)效率低，成本高的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對以上問題，本實(shí)用新型專利目的在于設(shè)計(jì)了一種基于色標(biāo)追蹤的橫切變頻器，在位置控制中加入色標(biāo)追蹤，實(shí)現(xiàn)高精度的位置控制，生產(chǎn)效率高，成本低。

本實(shí)用新型具體的技術(shù)方案如下：

一種基于色標(biāo)追蹤的橫切變頻器，包括信號采集模塊、色標(biāo)位置追蹤模塊、中央控制模塊、脈沖給定及測速模塊、脈沖反饋模塊、飛剪控制模塊和變頻驅(qū)動模塊；其中，

所述信號采集模塊用于采集色標(biāo)信息，所述色標(biāo)位置追蹤模塊用于根據(jù)所述采集的色標(biāo)信息進(jìn)行色標(biāo)位置追蹤并將追蹤到的色標(biāo)位置信息傳輸給所述中央控制模塊，所述中央控制模塊分別與所述脈沖給定及測速模塊、脈沖反饋模塊和飛剪控制模塊連接，所述中央控制模塊用于處理和控制，所述飛剪控制模塊與所述變頻驅(qū)動模塊連接，所述飛剪控制模塊用于進(jìn)行飛剪控制，所述變頻驅(qū)動模塊用于驅(qū)動電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步，本實(shí)用新型還包括與所述中央控制模塊連接的數(shù)據(jù)存儲模塊和管理模塊。

進(jìn)一步，本實(shí)用新型所述信號采集模塊為色標(biāo)檢測傳感器，安裝在橫切機(jī)的進(jìn)料端位置。

進(jìn)一步，本實(shí)用新型所述脈沖給定及測速模塊與測速編碼器連接，所述脈沖給定及測速模塊安裝在橫切機(jī)的進(jìn)料端位置。

進(jìn)一步，本實(shí)用新型所述脈沖反饋模塊與反饋速編碼器連接，所述脈沖反饋模塊安裝在橫切機(jī)的切刀位置。

進(jìn)一步，本實(shí)用新型所述變頻驅(qū)動模塊與用于驅(qū)動橫切機(jī)切刀的電機(jī)連接。

本實(shí)用新型提供的基于色標(biāo)追蹤的橫切變頻器，能對切刀的位置進(jìn)行精確的位置控制，在進(jìn)料端安裝色標(biāo)檢測傳感器，在保證切刀位置的前提下，加入色標(biāo)追蹤，使切刀能夠?qū)?zhǔn)預(yù)印好的色標(biāo)位置進(jìn)行剪切；同時(shí)，通過對測速編碼器、反饋速編碼器的編碼器信號的實(shí)時(shí)檢測，實(shí)現(xiàn)高精度的位置控制，使系統(tǒng)更具有實(shí)用性和方便性，提升了工作效率，節(jié)省了人力，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

以下參照附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步說明，其中：

圖1是本實(shí)用新型一種基于色標(biāo)追蹤的橫切變頻器的模塊圖；

圖2是本實(shí)用新型一種基于色標(biāo)追蹤的橫切變頻器的色標(biāo)追蹤原理圖；

圖3是本實(shí)用新型一種基于色標(biāo)追蹤的橫切變頻器的實(shí)施例流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

本實(shí)用新型提出了一種基于色標(biāo)追蹤的橫切變頻器，請參閱圖1，包括信號采集模塊103、色標(biāo)位置追蹤模塊102、中央控制模塊101、脈沖給定及測速模塊104、脈沖反饋模塊105、飛剪控制模塊108和變頻驅(qū)動模塊109，還包括數(shù)據(jù)存儲模塊106和管理模塊107。其中：

所述中央控制模塊101用于處理和控制，中央控制模塊101分別與所述色標(biāo)位置追蹤模塊102、脈沖給定及測速模塊104、脈沖反饋模塊105、數(shù)據(jù)存儲模塊106、管理模塊107和飛剪控制模塊連接108連接。

所述信號采集模塊103為色標(biāo)檢測傳感器，安裝在橫切機(jī)的進(jìn)料端位置，用于采集色標(biāo)信息；所述色標(biāo)位置追蹤模塊102用于根據(jù)所述采集的色標(biāo)信息進(jìn)行色標(biāo)位置追蹤并將追蹤到的色標(biāo)位置信息傳輸給所述中央控制模塊101。在進(jìn)料端安裝色標(biāo)檢測傳感器，在保證切刀位置的前提下，加入色標(biāo)追蹤，使切刀能夠?qū)?zhǔn)預(yù)印好的色標(biāo)位置進(jìn)行剪切。

脈沖給定及測速模塊104安裝在橫切機(jī)的進(jìn)料端位置，與測速編碼器連接，用于采集測速編碼器的信號；脈沖反饋模塊105安裝在橫切機(jī)的切刀位置，與反饋速編碼器連接，用于采集反饋編碼器的信號，進(jìn)行速度閉環(huán)控制及飛剪控制。進(jìn)行采集測速和反饋兩個(gè)編碼器脈沖數(shù)，進(jìn)行精確的脈沖跟隨控制，可對切刀的位置進(jìn)行精確的控制。

飛剪控制模塊108與所述變頻驅(qū)動模塊109連接，所述飛剪控制模108塊用于進(jìn)行飛剪控制及驅(qū)動電機(jī)位置控制；所述變頻驅(qū)動模塊109與用于驅(qū)動橫切機(jī)切刀的電機(jī)110連接，用于驅(qū)動電機(jī)110的運(yùn)轉(zhuǎn)。

還包括與中央控制模塊101進(jìn)行交互，及飛剪模型數(shù)據(jù)輸入及狀態(tài)輸出的數(shù)據(jù)存儲模塊106和管理模塊107。

本實(shí)用新型提出的基于色標(biāo)追蹤的橫切變頻器原理如下：

首先，信號采集模塊103負(fù)責(zé)采集色標(biāo)信息，色標(biāo)位置追蹤模塊102根據(jù)所述采集的色標(biāo)信息進(jìn)行色標(biāo)位置追蹤并將追蹤到的色標(biāo)位置信息傳輸給所述中央控制模塊101；中央控制模塊101負(fù)責(zé)采集色標(biāo)位置追蹤模塊102處理好的數(shù)據(jù)，并采集脈沖給定及測速模塊104和脈沖反饋模塊105處理好的實(shí)時(shí)脈沖信號，通過數(shù)據(jù)存儲模塊106和管理模塊107輸入的參數(shù)，結(jié)合飛剪控制數(shù)學(xué)模型，實(shí)時(shí)計(jì)算切刀角度；飛剪控制模108通過跟中央控制模塊101連接，把實(shí)時(shí)計(jì)算的切刀角度轉(zhuǎn)換為進(jìn)行驅(qū)動電機(jī)110旋轉(zhuǎn)的變頻驅(qū)動模塊109的頻率信號。

本實(shí)用新型加入色標(biāo)追蹤，使切刀能夠?qū)?zhǔn)預(yù)印好的色標(biāo)位置進(jìn)行剪切。請參閱圖2，為本實(shí)用新型色標(biāo)追蹤原理圖。L為剪切板色標(biāo)位置間距，m為色標(biāo)傳感器安裝位置，n為色標(biāo)安裝窗口。

色標(biāo)追蹤要保證在剪切長度為設(shè)定的長度L的前提下，系統(tǒng)啟動，能夠快速的追蹤到色標(biāo)的位置，并且保證位置偏差2mm。為了能夠精確的實(shí)現(xiàn)色標(biāo)位置精確追蹤，色標(biāo)位置追蹤模塊通過對系統(tǒng)模型的計(jì)算及安裝位置輸入，色標(biāo)信號的采集，通過設(shè)計(jì)算法達(dá)到色標(biāo)位置精度的要求。另外，色標(biāo)窗口的設(shè)定，使得色標(biāo)信號能夠更準(zhǔn)確的識別，排除系統(tǒng)內(nèi)其他因數(shù)的干擾，能夠?qū)崿F(xiàn)更快、更準(zhǔn)、更優(yōu)的追蹤效果。

請參閱圖3，為本實(shí)用新型控的實(shí)施例流程圖，能夠更好的說明本實(shí)用新型在色標(biāo)追蹤及飛剪控制的實(shí)施過程。

首先，通過管理模塊設(shè)定切刀直徑，編碼器線數(shù)，色標(biāo)傳感器安裝位置等模型參數(shù)；系統(tǒng)啟動后，切刀等待狀態(tài)，等待系統(tǒng)進(jìn)料；

當(dāng)測速編碼器采集到信號，則把采集到的信號送給中央控制模塊，以作為飛剪控制的輸入；測速編碼器處于實(shí)時(shí)測速階段，檢測輸入端的狀態(tài)；

信號采集模塊采集色標(biāo)信息，色標(biāo)位置追蹤模塊進(jìn)行色標(biāo)位置追蹤，中央控制模塊負(fù)責(zé)采集處理好的數(shù)據(jù)，并結(jié)合處理好的實(shí)時(shí)脈沖信號，結(jié)合飛剪控制數(shù)學(xué)模型，實(shí)時(shí)計(jì)算切刀角度，計(jì)算脈沖給定量，控制切刀旋轉(zhuǎn)；

切刀啟動后，實(shí)時(shí)檢測編碼器反饋信號，使切刀控制在指定的位置，實(shí)時(shí)采集反饋編碼器的位置信號；

脈沖給定及測速模塊和脈沖反饋模塊進(jìn)行位置控制，控制色標(biāo)位置和切刀切板的位置正確和精確；實(shí)時(shí)檢測安裝在切刀側(cè)的接近開關(guān)狀態(tài)，切刀到位，進(jìn)行復(fù)位動作，進(jìn)行下一次的色標(biāo)追蹤和飛剪控制。

以上所述本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。任何根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思所做出的各種其他相應(yīng)的改變與變形，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。