专利名称：一种应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及涂胶器检测技术领域，特别是涉及一种应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统。
背景技术：
在ZB47机组中，采用的涂胶器为滚筒式涂胶器，就是说所述涂胶器的外壳是圆筒状的，在圆筒状的外壳上设有按360°圆周均匀分布的三个涂胶点，滚筒式涂胶器滚动一圈 可以完成三次上胶，所以ZB47机组的主电机转三圈，而带动涂胶器转动的动力轴只需转一圈。ZB47机组的主电机转一圈是完成一张商标纸的上胶，即涂胶器只需转三分之一就可完成。在ZB47机组中，涂胶器啮合检测依靠的是电感式传感器(2S450)在ZB47机组从停机到复位开机时对三页板边的检测。当ZB47机组在停机状态时，三页板的动力轴由独立电机(2M972)带动旋转，采用独立电机的原因是防止胶水凝固，这时皮带轮与ZB47机组的主电机是停止的。当按下复位按钮后，动力轴上的离合器动作，将动力轴和皮带轮衔接起来。此时独立电机会失电，动力轴受到皮带轮钳制而停止。再按下启动按钮，主电机开始旋转并带动皮带轮以其三分之一的速度转动，皮带轮又通过动力轴带动三页板一起逆时针旋转。ZB47机组运行时，涂胶器必须与动力轴准确啮合，这样才可以在设定的上胶相位上胶。如果上胶相位不正确，那么商标纸无法粘合。这时传感器需要在上胶相位内检测到三页板的下降沿边，由于三页板保持逆时针旋转所以三页板只有三个下降沿边，传感器需要在设定相位内检测到其中任意一个下降沿边才能满足要求。如果在设定的相位范围内没有感应到三页板的下降沿边，那么ZB47机组会停机并报警涂胶器啮合异常。由于在停机时三页板是由独立电机带动，所以在开机时，三页板的位置无法知晓，导致无法直接测量出传感器的相位。在ZB47机组的电气调试中，调试人员需要输入用于涂胶器啮合检测的传感器的起始相位和终止相位两个相位。ZB47机组由停机到开机时，传感器应该在起始相位时检测到三页板，而在终止相位检测不到三页板，对这两个相位的容忍误差范围为I 5度。但是现在没有任何方法或者装置可以直接测量求出传感器的起始相位和终止相位的相位值。而且如果涂胶器上胶点以及传感器位置有变动都会影响到这两个相位值。涂胶器啮合正常的条件是，传感器(2S450)在初始相位的状态为0N，在终止相位的状态为0FF，以此表明涂胶器确实在旋转并啮合正常。需要调试人员输入的参数就是初始相位和终止相位的相位值。根据以往调试发现现有的初始相位和终止相位的默认值往往不符合条件，无法正常开启ZB47机组。但是调试人员又无法直接测量出这两个相位值，所以调试人员往往只有尝试不同初始相位和终止相位的输入值直到ZB47机组可以正常开启，此方法明显存在较多弊病1、如此调试需要反复尝试不同初始相位和终止相位，显然调试周期较长而且很难保证找到真正准确的相位；2、一旦传感器位置变化，或者上胶点需要调整那么所有调试工作都需要重新再进行一遍；3、实质上这种调试是肯定了机械啮合动作正确的前提下进行的倒推式调试方法，如果三页板装反，或者啮合点出现偏差，那么即便调试出这两个相位值也是错误的，从而没有实现检测啮合成功的作用。
实用新型内容鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统，用于解决现有技术中不能准确获得用于检测涂胶器啮合的传感器的初始相位和终止相位的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统，所述涂胶器安装在包装机组上，所述涂胶器一端设有藉由动力轴带动旋转的三页板，所述包装机组中主电机通过带有机械零点的皮带轮带动所述动力轴旋转；所述动力轴的旋转角速度为所述包装机组中主电机旋转角速度的三分之一，所述三页板的中心与所述涂胶器的中心在同一轴线上；其特征在于，所述测量系统包括设置在所述动力轴上的传感器和获取所述传感器的初始相位和终止相位的相位测量系统；所述传感器根 据所述相位测量系统测得的初始相位和终止相位来检测涂胶器啮合；所述相位测量系统包括中心与所述三页板的中心在同一轴线上的圆盘基座；位于所述圆盘基座上、用于测量所述机械零点与所述传感器中心之间角度的角度测量装置；所述角度测量装置包括用于定位所述传感器中心的指针，所述指针的末端定位于所述三页板的中心；设置在所述圆盘基座上并与所述指针的初始位置位于同一水平线上、用于将所述指针的初始位置定位到所述机械零点的红外激光发射模块；检测所述指针相对指针的初始位置的偏转角度的角度检测单元，该偏转角度即为所述机械零点与所述传感器中心之间角度；与所述角度检测单元相连，并根据所述角度检测单元所测得的角度来计算所述传感器的相对中间相位的相位计算单元；所述相位计算单元中计算所述传感器的相对中间相位采用的公式为N =3X (61° -X)，其中，N为传感器的相对中间相位，X为所述机械零点与所述传感器中心之间角度；所述传感器的中间相位为所述传感器的相对中间相位与所述包装机组的相位之和，即P = N+T，其中，P为所述传感器的中间相位，N为所述传感器的相对中间相位，T为所述包装机组的相位；根据所述传感器的中间相位获取所述传感器的初始相位和终止相位；所述传感器的中间相位为所述传感器的初始相位和终止相位的中间值。可选地，所述圆盘基座中心为圆柱形凸起形状。可选地，所述传感器的初始相位和所述传感器的终止相位分别与所述传感器的中间相位相差5°。可选地，所述相位计算单元连有显示所述传感器的相对中间相位的显示单元。可选地,所述指针的末端连有磁铁,且所述指针带动所述磁铁转动。可选地，所述指针的顶部的端面与所述传感器的端面大小相等。可选地，所述指针的长度等于所述圆盘基座至所述传感器之间的距离。可选地，所述红外激光发射模块为红外激光二极管。可选地，所述包装机组的相位由机组编码器测得。如上所述，本实用新型的一种应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统，具有以下有益效果[0018]本实用新型通过测得所述皮带轮的机械零点与传感器中心之间角度来计算得到传感器的中间相位，进而获取所述传感器的初始相位和终止相位。本实用新型操作简单，实用性强，测量传感器的初始相位和终止相位的准确度高，避免了反复尝试，大大缩短了调试周期。
图I显示为本实用新型的一种应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统的相位测量系统结构示意图。图2显示为本实用新型的一种应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统的控制板的结构示意图。图3显示为本实用新型的一种应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统的传感器安装及部分ZB47机组结构示意图。 元件标号说明I 相位测量系统10圆盘基座11红外激光发射模块12 指针13 控制板131角度检测单元132相位计算单元133 显示单元14 磁铁2 传感器3 动力轴4 独立电机5 三页板
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式
加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实用新型的一种应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统的实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本实用新型提供一种应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统，应用在ZB47机组中涂胶器的啮合检测，通过传感器在其初始相位和终止相位内检测三页板的任意下降沿边，来判断所述涂胶器是否啮合。以下将详细阐述本实用新型的一种应用于涂胶器啮合检测的测量系统的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本实用新型的一种应用于涂胶器啮合检测的测量系统。图I至图3所示，ZB47机组的整个结构特点是，所述涂胶器安装在包装机组上，所述涂胶器一端设有藉由动力轴3带动旋转的三页板5，所述包装机组中主电机通过带有机械零点的皮带轮带动所述动力轴旋转；所述动力轴3的旋转角速度为所述包装机组中主电机旋转角速度的三分之一，所述三页板5的中心与所述涂胶器的中心在同一轴线上。所述测量系统包括传感器2和相位测量系统I。在本实用新型中，包装机组的主电机带动皮带轮转动，皮带轮再带动动力轴旋转，从而最终带动所述涂胶器旋转，所以所述涂胶器的啮合实际上是所述动力轴和皮带轮的啮
口 ο所述传感器2设置在所述动力轴3上，所述传感器2根据初始相位和终止相位来检测涂胶器啮合；具体地，所述传感器2通过检测动力轴3 —端的三页板5的下降沿边来判断所述涂胶器的啮合状态，所述三页板5的下降沿边有三个，所以只要在所述传感器2的初始相位和终止相位内检测到三页板5的任意一个下降沿边，便可确定所述涂胶器处于正常旋转并啮合的状态，若所述传感器2在初始相位和终止相位内没有检测到三页板5的任意一个下降沿边，那么判断所述涂胶器的啮合不正常，所述整个ZB47机组会停止运行，相应涂胶器也会停止工作，同时所述ZB47机组会发出涂胶器异常的报警信号。由于三页板5在所述ZB47机组停止时是由独立电机4单独带动,而在所述ZB47机组运行时是由所述ZB47机组的主电机带动的，所以所述ZB47机组停机后，所述涂胶器啮合异常状况排除完，所述ZB47机组再开启时，所述三页板5的位置无法知晓，也无法获取所述传感器2的初始相位和终止相位，相应也就无法正常开启所述ZB47机组，即因无法获取所述涂胶器当前正确啮合的初始相位和终止相位，而在默认的初始相位和终止相位内，又会判断所述涂胶器啮合异常，导致所述ZB47机组不能正常开启。所述相位测量系统I用于获取所述传感器2的初始相位和终止相位；根据ZB47机组的预先设定，所述传感器2的初始相位和终止相位之间的相位差始终保持恒定，所以只需获取所述传感器2的中间相位，便可以获取到所述传感器2的初始相位和终止相位，所述传感器2的中间相位为所述传感器2的初始相位和终止相位的中间值。根据所述三页板5、传感器2与整个ZB47机组之间的结构关系可以测量出所述传感器2的中间相位，计算所述传感器2的中间相位采用的公式为Ρ = 3Χ (61° _Χ)+Τ，其中P为传感器2的中间相位，X为所述机械零点与传感器2中心之间角度，T为包装机组(即ΖΒ47机组)的相位。由于所述包装机组的相位由机组编码器测得，所以现在只需要测得所述机械零点与传感器2中心之间角度便可计算得到传感器2的中间相位，进而得到所述传感器2的初始相位和终止相位。为获取所述传感器2的中间相位，所述相位测量系统I中包含圆盘基座10、角度测量装置、相位计算单元132。所述圆盘基座10中心与所述三页板5的中心在同一轴线上；由于所述三页板5的中心与所述涂胶器的中心在同一轴线上，所以圆盘基座10用于保证相位测量系统I的中心与所述涂胶器的中心在同一轴线上。在本实施例中，所述圆盘基座10中心为圆柱形凸起形状，所述圆柱形凸起可以嵌入所述三页板5的凹槽内，并可以在所述凹槽内转动。[0046]所述角度测量装置位于所述圆盘基座10上、用于测量所述机械零点与所述传感器2中心之间角度。需要说明的是，在包装机组的其它部件，如法兰盘上面也设有机械零点，在本实用新型中，所述机械零点为皮带轮上的机械零点。在包装机组开启的状态下，皮带轮转动，所以皮带轮上的机械零点是随主电机以及涂胶器一起转动的，但是在包装机组停机的状态下，皮带轮是不动的，此时所述机械零点的位置就可以确定。在本实用新型中，具体地，所述角度测量装置包括红外激光发射模块11、指针12和角度检测单元131。所述指针12用于定位传感器2中心，所述指针12的末端定位于所述三页板5的中心；所述指针12的末端连有磁铁14,且所述指针12带动所述磁铁14转动,所以所述指针12转动的角度与所述磁铁14转动的角度相同。此外，为使所述指针12更好的对准所述传感器2的中心，所述指针12顶部的端面与所述传感器2的端面大小相等；所述指针12的长度等于所述圆盘基座10至所述传感器2之间的距离。 所述红外激光发射模块11固定在所述圆盘基座10的边缘并与所述指针12的初始位置位于同一水平线上，所述红外激光发射模块11用于将所述指针的初始位置定位到所述机械零点。具体地，转动圆盘基座10，使得所述指针12的初始位置平行于所述皮带轮的机械零点与所述皮带轮的中心之间的连线，同时将所述红外激光发射模块11发出的红外光线定位到皮带轮的机械零点。所述红外激光发射模块11采用红外激光二极管，所述红外激光二极管采用3V锂电池供电，由拨动开关控制。为了达到最好的定位效果，所述红外激光二极管的光斑控制在直径1_以内，并为红外激光二极管增设限流电阻，可较长时间连续使用。所述角度检测单元131用于检测所述指针12相对指针12的初始位置的偏转角度；在本实施例中，具体地，所述角度检测单元131可以感应到所述磁铁14相对所述指针12的初始位置的转动角度，即指针12相对所述指针12的初始位置的转动角度，因为所述指针12的初始位置对准所述机械零点，所述指针12对准所述传感器2的中心，所以所述指针12与所述指针12的初始位置之间角度也就是机械零点与传感器2中心之间角度。如上所述，根据红外激光发射模块11、指针12和角度检测单元131测量得到的机械零点与传感器2中心之间角度，便可通过相位计算单元132获取所述传感器2的中间相位。所述相位计算单元132与所述角度检测单元131相连，由于所述包装机组的相位是由机组编码器测量得到，所述机组编码器测量包装机组的相位与所述角度检测单元131检测角度之间彼此相互独立，而且包装机组的相位又是不断变化当中，所以应该先计算出所述传感器2的相对中间相位，该相对中间相位加上所述机组编码器检测的包装机组的相位即为所述传感器2的中间相位。所以在本实施例中，所述相位计算单元132应计算获得所述传感器的相对中间相位。所述相位计算单元132根据所述角度检测单元131所检测的角度计算所述传感器2的相对中间相位采用的公式为N = 3X (61° -X)，其中N为传感器2的相对中间相位，X为所述机械零点与传感器2中心之间角度。而所述传感器2的中间相位为所述传感器2的相对中间相位与包装机组相位(即包装机组当前的相位)之和，即P = N+T,因为N =3X (61° -X)，所以P = 3X (61° _X)+T ;其中P为传感器2的中间相位，N为所述传感器2的相对中间相位；τ为包装机组(即ΖΒ47机组)的相位，该相位由所述包装机组的机组编码器测得；此外，需要说明的是，在公式P = 3Χ (61° -Χ)+Τ中，其中61°由81° (机械零点与离合器上键槽中心线之间的顺时针角度差值)减去20° (动力轴3上键槽的中心线与三页板5的下降沿边间的角度差值)计算得到。在本实施例中，所述相位计算单元132连有显示所述传感器2的相对中间相位的显示单元133，所述显示单元133为电子显示屏。通过累加从所述电子显示屏显示的所述传感器2的相对中间相位与从所述机组编码器读取的包装机组的相位，便获得了所述传感器2的中间相位。得到所述传感器2的中间相位之后，根据所述传感器2的初始相位和终止相位之间的相位差始终保持恒定，便可以获取到所述传感器2的初始相位和终止相位，在本实施例中，所述初始相位和终止相位分别与所述传感器2的中间相位相差5°，即所述传感器2的中间相位减去5°为所述传感器2的初始相位，所述传感器2的中间相位加上5°为所述传感器2的终止相位。 需要特别说明的是，所述角度检测单元131采用的检测芯片为霍尔芯片，所述磁铁14位于所述霍尔芯片上。具体地，所述霍尔芯片采用MLX90316芯片，所述MLX90316芯片是一种线性霍尔芯片。它采用了平面霍尔传感技术的单片集成传感芯片，传统的平面霍尔技术仅仅可以测量垂直于芯片表面的磁通密度，而MLX90316芯片也可以检测平行于芯片表面的磁通密度。MLX90316芯片可以用来测量与芯片表面共面的磁通密度，可以得到从O度到360度的旋转位置值，通过多种模式输出准确度很高的线性绝对位置信号。MLX90316芯片前端是采用三轴霍尔技术的传感器。由霍尔传感器得到的二路正交的模拟信号经过放大处理后，经过14位微分型A/D转换器进入芯片微处理器(DSP)，再经过16位DSP处理之后的数字信号分3路输出。所述MLX90316芯片输出具有12位角度分辨率，10位角度精度，并且在一定程度上可以避免外围温度变化对输出精度的影响。MLX90316芯片具有3种输出由12位D/A转换为模拟量输出；频率为IOOHz至1000Hz的脉冲宽度调节(PWM)输出；数字模式下利用串行通信协议输出(SPI)。SPI (Serial Protocol Interface)总线接口是一种同步串行外设接口。这是一个4根信号线的串行接口协议，包括主、从两种模式。这4根信号线分别是时钟线(SCK)、数据输入线(MISO)、数据输出线(MOSI)和从设备使能线(/SS)。MLX90316芯片的串行通信的输出信号直接来自于内部DSP输出，SPI输出模式更稳定，误差更小，并且具有更高的抗干扰能力。所以在本实施例中选择了 MLX90316的SPI输出模式。所述相位计算单元132和所述显示单元133集成在一个控制芯片上面，所述控制芯片采用STC12LE5410DIP28芯片，该芯片的工作电压为3. 3V，其SPI通信模块与所述MLX90316芯片的输出端相连。所述控制芯片和所述检测芯片都设置在一个控制板13上面。为使本领域技术人员进一步理解本实用新型的原理和实施方式，以下将详细说明本实用新型的使用过程。首先将相位测量系统I中的圆盘基座10中心的圆柱形凸起嵌入所述三页板5中心的凹槽内。然后打开红外激光二极管的工作开关，旋转圆盘基座10，使得所述指针12的初始位置平行于所述皮带轮的机械零点与所述皮带轮的中心之间的连线，并将所述红外激光二极管发出的红外光线定位到皮带轮的机械零点。之后拨动指针12，使指针12转动并对准所述传感器2，读出显示模块中所述传感器2的相对中间相位。接着，读取机组编码器上显示的包装机组的相位。然后将所述传感器2的相对中间相位加上包装机组的相位，获得传感器2的中间相位。最后，将所述传感器2的中间相位减去5得到所述传感器2的初始相位，将所述传感器2的中间相位加上5得到所述传感器2的终止相位。综上所述，本实用新型的一种应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统，具有以下有益效果
·[0069]本实用新型通过测得皮带轮的机械零点与传感器中心之间角度来计算得到传感器的中间相位，进而获取所述传感器的初始相位和终止相位。本实用新型操作简单，实用性强，测量传感器的初始相位和终止相位的准确度高，避免了反复尝试，大大缩短了调试周期。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
权利要求1.一种应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统，所述涂胶器安装在包装机组上，所述涂胶器一端设有藉由动力轴带动旋转的三页板，所述包装机组中主电机通过带有机械零点的皮带轮带动所述动力轴旋转；所述动力轴的旋转角速度为所述包装机组中主电机旋转角速度的三分之一，所述三页板的中心与所述涂胶器的中心在同一轴线上；其特征在于，所述测量系统包括设置在所述动力轴上的传感器和获取所述传感器的初始相位和终止相位的相位测量系统；所述传感器根据所述相位测量系统测得的初始相位和终止相位来检测涂胶器哨合； 所述相位测量系统包括 中心与所述三页板的中心在同一轴线上的圆盘基座； 位于所述圆盘基座上、用于测量所述机械零点与所述传感器中心之间角度的角度测量装置；所述角度测量装置包括用于定位所述传感器中心的指针，所述指针的末端定位于所述三页板的中心；设置在所述圆盘基座上并与所述指针的初始位置位于同一水平线上、用于将所述指针的初始位置定位到所述机械零点的红外激光发射模块；检测所述指针相对指针的初始位置的偏转角度的角度检测单元，该偏转角度即为所述机械零点与所述传感器中心之间角度； 与所述角度检测单元相连，并根据所述角度检测单元所测得的角度来计算所述传感器的相对中间相位的相位计算单元；所述相位计算单元中计算所述传感器的相对中间相位采用的公式为N = 3X (61° -X)，其中，N为传感器的相对中间相位，X为所述机械零点与所述传感器中心之间角度； 所述传感器的中间相位为所述传感器的相对中间相位与所述包装机组的相位之和，即P = N+T，其中，P为所述传感器的中间相位，N为所述传感器的相对中间相位，T为所述包装机组的相位； 根据所述传感器的中间相位获取所述传感器的初始相位和终止相位；所述传感器的中间相位为所述传感器的初始相位和终止相位的中间值。
2.根据权利要求I所述的应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统，其特征在于所述圆盘基座中心为圆柱形凸起形状。
3.根据权利要求I所述的应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统，其特征在于所述传感器的初始相位和所述传感器的终止相位分别与所述传感器的中间相位相差5°。
4.根据权利要求3所述的应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统，其特征在于所述相位计算单元连有显示所述传感器的中间相位的显示单元。
5.根据权利要求I所述的应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统，其特征在于所述指针的末端连有磁铁，且所述指针带动所述磁铁转动。
6.根据权利要求5所述的应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统，其特征在于所述指针的顶部的端面与所述传感器的端面大小相等。
7.根据权利要求I或5所述的应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统，其特征在于所述指针的长度等于所述圆盘基座至所述传感器之间的距离。
8.根据权利要求I所述的应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统，其特征在于所述红外激光发射模块为红外激光二极管。
9.根据权利要求I所述的应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统，其特征在于所述包装机组 的相位由机组编码器测得。
专利摘要本实用新型提供一种应用于滚筒式涂胶器啮合检测的测量系统，包括传感器和获取传感器的初始相位和终止相位的相位测量系统；所述相位测量系统包括圆盘基座；用于定位到机械零点的红外激光发射模块；用于定位传感器中心的指针；检测所述机械零点与所述传感器中心之间角度的角度检测单元。所述相位测量系统还包括根据角度检测单元所测得的角度来计算所述传感器的相对中间相位的相位计算单元；计算所述传感器的中间相位采用的公式为P=3×(61°-X)+T；根据所述传感器的中间相位获取所述传感器的初始相位和终止相位。本实用新型可以准确的测出传感器的初始相位和终止相位，避免了反复尝试，缩短了调试周期。
文档编号G01B21/22GK202582587SQ2012201434
公开日2012年12月5日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日
发明者杨晓君, 汤尤佳, 冯玉, 桑伟诚 申请人:上海烟草机械有限责任公司