专利名称：一种板材产品横、纵向切割控制方法及控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及机电控制领域，特别涉及板材制造行业的电气化控制。
背景技术：
矿棉吸声板是一种广泛应用于写字间、会议厅、音乐厅等大型场所的室内屋顶装 饰板材，具有实用性和装饰性双重效果。目前，矿棉吸声板通常采用湿法成型工艺制造，主要生产过程是将原材料调和、 成型和干燥后产成的原板(俗称大板)经一、二次切割系统切割成小板，再经刨平、底涂、烘 干等工序成为半成品板，然后进入精加工工序进行表面花纹、色泽和边型的处理，从而依客 户要求生产出各种规格和图案的成品板。其中一、二次切割系统分别实现板材的横、纵向切 害!]，将每块原板切割成8块或16块小板。图1示出了一种板材处理的位置关系，大板经过 一次切割锯切割成4块长条板，然后再经二次切割锯切割成16块小板。由于客户要求的成品板尺寸多样，因此在切割时常常需要调节各个切割锯的位 置，且大板的总宽度也相应变化，对系统的调节能力和调节精度的要求较高。但是目前的调 节不够精确，不宜保证每块小板的直角度要求。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种板材产品横、纵向切割控制方法及控制系统， 能够自动、精确地控制板材横、纵向切割。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种板材产品横、纵向切割控制系统，所述 系统包括控制单元、第一输送辊道、第一切割单元、第二输送辊道、第二切割单元、板材检 测单元、推进装置，其中所述控制单元，用于控制第一输送辊道、第一切割单元、第二输送辊道及第二切割 单元的运转，在接收到板材检测单元发送的信号后，控制推进装置的运转，并控制推进装置 返回事先设定的起始位置；所述第一输送辊道，用于输送未经切割的板材，或经过一次切割的板材；所述第一切割单元，位于第一输送辊道上，用于对所述板材进行第一次切割，所述 板材被第一切割单元切割的方向与所述板材在第一输送辊道上运行的方向相反；所述第二输送辊道，用于输送经过第一次切割的板材，其与所述第一输送辊道相 连，运行方向与第一输送辊道的运行方向相同；所述第二切割单元，用于对经过第一次切割的板材进行第二次切割，所述第二切 割单元位于第二输送辊道的一端，板材被第二切割单元切割的方向与第一切割单元切割板 材的方向互相垂直；所述板材检测单元，用于检测经过一次切割的板材是否完全进入第二输送辊道，在板材完全进入第二输送辊道后向控制单元发送信号；所述推进装置，位于第二输送辊道上与第二切割单元相对的另一端，用于在经过第一次切割后的板材完全进入第二输送辊道后，根据控制单元的命令启动，推动板材向第 二切割单元移动。进一步地，所述系统还包括显示及交互单元，所述显示及交互单元用于工作人员 设定参数并显示，所述参数包括以下的一种或几种推进装置的起始位置、推进装置的运转 速度、第一输送辊道的运转速度、第二输送辊道的运转速度；所述控制单元还用于根据工作人员在显示及交互单元设定的参数调整及控制以 下设备及参数推进装置的起始位置、推进装置的运转速度、第一输送辊道的运转速度、第 二输送辊道的运转速度。进一步地，所述显示及交互单元，还用于设定并显示原板的尺寸，以及以下参数的 一种或者两种需要切割成的小板数量、需要切割成的小板的规格；所述控制单元，还用于 根据工作人员设定的上述参数调整第一切割单元和/或第二切割单元的位置；所述系统还 包括切割锯检测单元，其用于检测调整的切割单元中切割锯的位置是否满足设定的要求。进一步地，通过一原点检测单元设定推进装置的起始位置，所述原点检测单元为 一个或多个接近开关，初始时，先设定原点检测单元的位置，以及想要设定为起始位置的预 设位置；记录原点检测器检测到推进装置与推进装置移动到所述预设位置的时间间隔为初 始位置时间；在横、纵向切割过程中，所述控制单元通过控制推进装置的运行时间来确定推 进装置是否返回事先设定的起始位置，或者通过原点检测单元检测并结合初始位置时间的 判定来确定推进装置是否返回事先设定的起始位置。进一步地，所述显示及交互单元还用于显示现场设备的状况，包括以下内容的一 种或者多种通过切割单元的板材的数量、现场设备的起停状况、紧停开关的开闭状况。进一步地，所述推进装置为链条和链爪或为升降辊台；所述板材检测单元为一个 或多个光电开关。进一步地，所述系统还包括板数检测单元，位于第一输送辊道或者第二输送辊道 上，用于检测通过的板材的数量，所述板数检测单元为一个或多个光电开关。进一步地，设置所述推进装置的起始位置与第二切割单元的距离等于或大于原板 的宽度。为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种板材产品横、纵向切割控制方法，所 述方法适用的系统中第一输送辊道与第二输送辊道相连，两输送辊道的运行方向相同，第 一切割单元设置于第一输送辊道上，所述板材被第一切割单元切割的方向与所述板材在第 一输送辊道上运行的方向相反，第二切割单元设置于第二输送辊道的一端，板材被第二切 割单元切割的方向与第一切割单元切割板材的方向互相垂直，第二输送辊道上与第二切割 单元相对的另一端设置有推进装置，所述方法包括根据原板的尺寸以及需要切割成的小板数量和/或规格调整以下一种或几种装 置的位置第一切割单元、第二切割单元、推进装置的起始位置，所述推进装置的起始位置 与第二切割单元的距离等于或大于原板的宽度；控制原板通过第一输送辊道进入第一切割单元完成一次切割，一次切割后的板材 被第一输送辊道继续输送到第二输送辊道上；当经过一次切割的板材完全进入第二输送辊道后，启动推进装置，推动板材向第 二切割单元移动；
第二切割单元完成对板材的二次切割；推进装置返回初始位置。进一步地，通过一原点检测单元设定推进装置的起始位置，初始时，先设定原点检测单元的位置，以及想要设定为起始位置的预设位置；记录原点检测器检测到推进装置与 推进装置移动到所述预设位置的时间间隔为初始位置时间；在横、纵向切割过程中，通过控 制推进装置的运行时间来确定推进装置是否返回事先设定的起始位置，或者通过原点检测 单元检测并结合初始位置时间的判定来确定推进装置是否返回事先设定的起始位置。采用本发明所述方法，可实现板材切割的自动化控制。采用本发明后，系统运行稳 定可靠，有效避免推进装置与输送辊道及切割单元配合失控的问题，控制更为安全精确。
图1为板材位置与工序流程示意图；
图2为本实施例控制系统逻辑结构图；图3为本实施例控制系统位置结构示意图；图4为本实施例控制流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。如图2所示，控制系统中包括有控制单元、第一输送辊道、第一切割单元、第二输 送辊道、第二切割单元、板材检测单元、推进装置，其中控制单元，用于控制第一输送辊道、第一切割单元、第二输送辊道、第二切割单元 的运转，在接收到板材检测单元发送的信号后，控制推进装置的运转，并控制推进装置返回 到事先设定的起始位置；第一输送辊道，用于输送未经切割的板材(原板)，以及将一次切割后的板材输送 到第二输送辊道；第一切割单元，可位于第一输送辊道上方，用于对原板进行第一次切割，原板被第 一切割单元切割的方向即原板的切割方向与原板在第一输送辊道上运行的方向相反；第二输送辊道，用于输送经过一次切割的板材，其运行方向与第一输送辊道的运 行方向相同；第二切割单元，位于第二输送辊道的一端，用于对原板进行第二次切割，板材被切 割的方向与第一切割单元切割板材的方向相互垂直；板材检测单元，位于第二输送辊道上，用于检测经过一次切割的板材是否完全进 入第二输送辊道，在板材完全进入第二输送辊道后向控制单元发送信号；推进装置，位于第二输送辊道上与第二切割单元相对的另一端，用于在经过一次 切割后的板材完全进入第二输送辊道后，根据控制单元的命令启动，推动板材向第二切割 单元方向移动。根据现有大、小板的规格，第一切割单元和第二切割单元中可各设置5把锯。所述系统还可包括显示及交互单元，用于工作人员设定参数并显示，包括以下参 数的一种或几种推进装置的起始位置(或称原点位置)、推进装置的运转速度、第一输送辊道的运转速度、第二输送辊道的运转速度；该显示及交互单元还可以用于显示现场设备的状况，包括以下内容的一种或者多种通过切割单元的板材的数量、现场设备的起停状 况、紧停开关的开闭状况等；该显示及交互单元可采用触摸屏实现；所述控制单元还用于根据工作人员在显示及交互单元设定的参数调整及控制以 下设备及参数推进装置的起始位置、推进装置的速度、第一输送辊道的运转速度、第二输 送辊道的运转速度；控制单元还可以控制切割单元的运转与停止。推进装置的起始位置可以通过一检测单元进行设定，初始设置时，先设定原点检 测单元的位置，以及想要设定为起始位置的位置，当原点检测单元检测到推进装置时，向控 制单元发送信号，控制单元开始计时，当推进装置移动到欲设定为起始位置的位置时，控制 单元停止计时，记录这段时间间隔为初始位置时间。之后在横、纵切割操作过程中，每当控 制单元接收到此检测单元的信号后开始计时，经过初始位置时间后，认为推进装置到达起 始位置，停止推进装置的驱动电机。或者记录推进装置运行周期的时间，即记录推进装置再 次回到初始位置所使用的时间，每次通过计时或者时间值的比较确定推进装置是否回到初 始位置。此外，上述控制系统还可增加以下功能显示及交互单元，还可以设定并显示原板的尺寸，以及以下参数的一种或者两种 需要切割成的小板数量、需要切割成的小板的规格；控制单元，可以根据工作人员设定的上述参数调整第一切割单元的位置、第二切 割单元的位置；切割锯检测单元，用于检测调整的切割单元中切割锯的位置是否满足设定的要 求。不管是只设置了原板的尺寸和需要切割成的小板的数量，或者是只设置了原板的 尺寸和需要切割成的小板的规格，还是既设置了原板的尺寸，又设置了需要切割成的小板 的数量和规格，都可以计算出第一切割单元和第二切割单元中锯的位置。为了工作人员可以及时处理突发状况，在辊道的两侧还可以设置一个或多个紧停 开关。所述控制单元可采用可编程控制器实现。第一输送辊道与第二输送辊道相连，两输送辊道的运行方向相同。第一切割单元 设置于第一输送辊道上，原板被第一切割单元切割的方向与原板在第一输送辊道上运行的 方向相反。第二切割单元设置于第二输送辊道的一端。两切割单元切割板材的方向互相垂 直。第二输送辊道上与第二切割单元相对的另一端还设置有推进装置，推进装置位置可调。根据原板的尺寸以及需要切割成的小板数量和/或规格确定第一切割单元和第 二切割单元中多把锯的位置后。在首次切割前，控制单元根据显示及交互单元设定的推进 装置原点位置参数调整推进装置的起始位置，使得推进装置与第二切割单元之间的距离刚 好等于原板的宽度或者略大于原板的宽度。此后，推进装置每次将板材送入第二切割单元 后均自动返回到事先设定的原点位置。在切割过程中，控制单元控制第一输送辊道和第二输送辊道运转，第一输送辊道 上的原板在前移过程中由第一切割单元进行一次切割即横向切割。切割后的板材继续前移 被输送至第二输送辊道。当检测单元检测到一次切割后的板材被完全送至第二输送辊道上之后，向控制单元发送信号，控制单元启动推进装置，从板材的一侧推动板材，使板材沿垂 直方向移动，推送至第二切割单元，由第二切割单元完成二次切割即纵向切割。整个切割过程在控制单元的控制下可以自动完成，根据原板的尺寸和需要的小板 数量和/或规格确定第一切割单元和第二切割单元中多把锯的位置后，不再需要人工参 与，除非需要调整板材规格。如图3所示，在本实施例中切割锯前辊道和一次锯进给辊道共同组成第一输送辊道。第二输送辊道即为一、二次锯间输送辊道。推进装置为二次锯进给链条及链爪及一推 进装置检测单元(图中的接近开关PR210-01，本实施例中为链条原点检测单元)。板材检 测单元如图中的光电开关PH210-01和PH210-02。具体切割过程如图4所示，包括步骤401，根据原板的尺寸以及需要切割成的小板数量和/或规格确定切割单元 中各切割锯的位置后，根据原板的宽度设定链条及链爪的起始位置；根据原板的尺寸以及需要切割成的小板数量和/或规格确定切割单元中各切割 锯的位置可以是由工作人员手动完成，也可以由工作人员在显示及交互单元中设定，由控 制单元控制各个切割锯自动完成。在本实施例中，推进装置包括二次锯进给链条及链爪，以及链条原点检测单元 (图中的接近开关1^210-01)。链爪固定于链条之上，链条由链条及链爪驱动电机负责驱 动，链条运转一周，链爪又会回到起始位置。在设定好的链条及链爪的起始位置处或者起 始位置附近放置一接近开关PR210-01，用于检测或者帮助检测链条及链爪是否到达起始位 置。当链条及链爪运动到该接近开关能够检测到的位置时，接近开关会向控制单元发送信 号，控制单元接到信号后，根据推进装置的初始位置时间确定何时停止链条及链爪的驱动 电机。优选设置链条及链爪的起始位置与第二切割单元之间的距离刚好等于原板的宽度。 在其他实施例中，也可设置链条及链爪的起始位置与第二切割单元之间的距离略大于原板 宽度，设置位置的原则是不会影响板材的二次切割，并保证切割后小板的直角度。在其他实 施例中，在确定推进装置的运转速度后，可以通过设定推进装置的运转时间来控制其停止 的位置。此时推进装置可以仅包括链条和链爪，而无需再设置链条原点检测单元。为了精 确起见，也可以既设置时间又设置检测单元。或者在首次设置时通过原点检测单元来确定 其是否到达起始位置，之后均通过时间来控制。另外，链条原点检测单元也不限于属于推进 装置，本文中的划分仅为一种示例。在本实施例中，每个切割单元中均有5把切割锯，最多可将原板切割成16块小板， 两端的两把锯用于切掉板的边角，保证每块小板的直角度均符合要求。在其他实施例中可 根据需要设定切割锯的数量。调整切割单元中切割锯的位置是指调整各把锯之间的距离， 以控制切割后小板的长度或者宽度。步骤402，原板经切割锯前辊道进入一次切割单元，一次切割的5把锯由驱动电机 M1-M5驱动运转，板材根据所投用的一次切割锯的个数被横向切割3刀或5刀，成为2块或 4块，一次锯进给辊道驱动电机Mll和一、二次锯间输送辊道驱动电机M12正转，带动一次切 割后的板材继续向前移动；步骤403，板材检测单元(PH210-01和PH210-02)检测到一次切割后的板材完全进
入一、二次锯间输送辊道后，向控制单元发送信号；一、二次锯间输送辊道正向运转，该辊道的长度可容纳整个原板，在辊道尽头设置有挡板及检测单元。当整个板材完全进入一、二次锯间输送辊道后，检测单元会向控制单元 发送信号。步骤404，控制单元控制二次锯进给链条驱动电机M13运转，由二次锯进给链条上 的链爪带动板材向与原移动方向垂直的方向移动，同时控制单元控制二次切割的5把锯驱 动电机M6-M10运转，板材根据所投用的二次切割锯的个数被纵向切割3刀或5刀，原板被 分割为8块或16块，进入下一道工序。当被切割后的板材完全离开一、二次锯间输送辊道后，二次锯进给链条驱动电机 M13继续运转，当二次锯进给链条原点检测单元(接近开关PR210-01)检测到链爪后，向控 制单元发送信号，控制单元接到信号后，根据推进装置的初始位置时间控制M13停转，使二 次锯进给链条的起始位置，即链爪的位置满足设定的要求，等待下一张板的到来。在本实施例中，在第一输送辊道上还设置有一用于检测通过的板材数量的检测单 元(图中的光电开关PH209-01)。每当有板材从第一输送辊道上通过时，PH209-01向控制 单元发送一次信号，控制单元计数并将板数通过显示及交互单元显示给工作人员。当然，板 数检测单元也可以设置在第二输送辊道上，或者由板材检测单元来完成，例如可设定控制 单元接收到固定的检测元件(PH210-01或PH210-02中的一个或两个)的信号后开始计数。 另外，板数检测单元也可采用接近开关实现。在实施例中，一次锯进给辊驱动电机Ml 1，一、二次锯间输送辊驱动电机M12和二 次锯进给链条驱动电机M13分别由变频器控制，可方便地调整各自的运转频率，实现原板 横、纵向切割系统各要素的良好匹配，杜绝系统非预期故障。虽然在本实施例中，为了检测更为精准，板材检测单元采用两个光电开关实现，在 其他实施例中，也可以采用一个光电开关，或者用接近开关代替光电开关。原点检测单元在 其他实施例中也可采用光电开关实现。本发明在设计上充分考虑到原板的不同尺寸，使工作人员通过调整参数，实现设 备与产品要求的合理匹配。改进后，系统运行稳定可靠，实现了全自动化控制。当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。例如，推进装置除了采用本文中提到的链条和链爪外，还可以采用其他技术实现， 例如选用可升降的辊台，该辊台置于第二输送辊道的下方，其运行方向与第二输送辊道的 运行方向互相垂直，当经过一次切割后的板材完全进入第二输送辊道后，辊台升起并运转， 带动板材向第二切割单元方向移动；并且，在下一张经过一次切割后的板材进入第二输送 辊道前落下。由于可升降的辊台位于第二输送辊道的下方，对两设备的设计安装有一定的 要求。另外，上述各种检测元件(板材检测单元、原点检测单元、板数检测单元)的数量 可根据需要设置，而不限于本实施例中设置的个数。板材检测单元也可设置在第二输送辊道与第一输送辊道相接的位置上，当检测到 有板材从有到无的状态时，认为板材完全进入第二输送辊道。第一切割装置也可位于第一输送辊道的一端，此时，当第一切割装置切割完板材 后，板材可直接进入第二输送辊道，或者进入第一输送辊道时板材即被切割，该第一输送辊道仅输送经过一次切割的板材.
权利要求
一种板材产品横、纵向切割控制系统，其特征在于，所述系统包括控制单元、第一输送辊道、第一切割单元、第二输送辊道、第二切割单元、板材检测单元、推进装置，其中所述控制单元，用于控制第一输送辊道、第一切割单元、第二输送辊道及第二切割单元的运转，在接收到板材检测单元发送的信号后，控制推进装置的运转，并控制推进装置返回事先设定的起始位置；所述第一输送辊道，用于输送未经切割的板材，或经过一次切割的板材；所述第一切割单元，位于第一输送辊道上，用于对所述板材进行第一次切割，所述板材被第一切割单元切割的方向与所述板材在第一输送辊道上运行的方向相反；所述第二输送辊道，用于输送经过第一次切割的板材，其与所述第一输送辊道相连，运行方向与第一输送辊道的运行方向相同；所述第二切割单元，用于对经过第一次切割的板材进行第二次切割，所述第二切割单元位于第二输送辊道的一端，板材被第二切割单元切割的方向与第一切割单元切割板材的方向互相垂直；所述板材检测单元，用于检测经过一次切割的板材是否完全进入第二输送辊道，在板材完全进入第二输送辊道后向控制单元发送信号；所述推进装置，位于第二输送辊道上与第二切割单元相对的另一端，用于在经过第一次切割后的板材完全进入第二输送辊道后，根据控制单元的命令启动，推动板材向第二切割单元移动。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括显示及交互单元，所述显示 及交互单元用于工作人员设定参数并显示，所述参数包括以下的一种或几种推进装置的 起始位置、推进装置的运转速度、第一输送辊道的运转速度、第二输送辊道的运转速度；所述控制单元还用于根据工作人员在显示及交互单元设定的参数调整及控制以下设 备及参数中的一种或几种推进装置的起始位置、推进装置的运转速度、第一输送辊道的运 转速度、第二输送辊道的运转速度。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述显示及交互单元，还用于设定并显示原板的尺寸，以及以下参数的一种或者两种 需要切割成的小板数量、需要切割成的小板的规格；所述控制单元，还用于根据工作人员设定的上述参数调整第一切割单元和/或第二切 割单元的位置；所述系统还包括切割锯检测单元，其用于检测调整的切割单元中切割锯的位置是否满 足设定的要求。
4.如权利要求1或2或3所述的系统，其特征在于，通过一原点检测单元设定推进装置的起始位置，所述原点检测单元为一个或多个接近 开关，初始时，先设定原点检测单元的位置，以及想要设定为起始位置的预设位置；记录原 点检测器检测到推进装置与推进装置移动到所述预设位置的时间间隔为初始位置时间；在横、纵向切割过程中，所述控制单元通过控制推进装置的运行时间来确定推进装置 是否返回事先设定的起始位置，或者通过原点检测单元检测并结合初始位置时间的判定来 确定推进装置是否返回事先设定的起始位置。
5.如权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述显示及交互单元还用于显示现场设备的状况，包括以下内容的一种或者多种通 过切割单元的板材的数量、现场设备的起停状况、紧停开关的开闭状况。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述推进装置为链条和链爪或为升降辊台；所述板材检测单元为一个或多个光电开关。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括板数检测单元，位于第一输送辊道或者第二输送辊道上，用于检测通 过的板材的数量，所述板数检测单元为一个或多个光电开关。
8.如权利要求2或3所述的系统，其特征在于，设置所述推进装置的起始位置与第二切割单元的距离等于或大于原板的宽度。
9.一种板材产品横、纵向切割控制方法，其特征在于，所述方法适用的系统中第一输 送辊道与第二输送辊道相连，两输送辊道的运行方向相同，第一切割单元设置于第一输送 辊道上，所述板材被第一切割单元切割的方向与所述板材在第一输送辊道上运行的方向相 反，第二切割单元设置于第二输送辊道的一端，板材被第二切割单元切割的方向与第一切 割单元切割板材的方向互相垂直，第二输送辊道上与第二切割单元相对的另一端设置有推 进装置，所述方法包括根据原板的尺寸以及需要切割成的小板数量和/或规格调整以下一种或几种装置的 位置第一切割单元、第二切割单元、推进装置的起始位置，所述推进装置的起始位置与第 二切割单元的距离等于或大于原板的宽度；控制原板通过第一输送辊道进入第一切割单元完成一次切割，一次切割后的板材被第 一输送辊道继续输送到第二输送辊道上；当经过一次切割的板材完全进入第二输送辊道后，启动推进装置，推动板材向第二切 割单元移动；第二切割单元完成对板材的二次切割；推进装置返回初始位置。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，通过一原点检测单元设定推进装置的起始位置，初始时，先设定原点检测单元的位置， 以及想要设定为起始位置的预设位置；记录原点检测器检测到推进装置与推进装置移动到 所述预设位置的时间间隔为初始位置时间；在横、纵向切割过程中，通过控制推进装置的运行时间来确定推进装置是否返回事先 设定的起始位置，或者通过原点检测单元检测并结合初始位置时间的判定来确定推进装置 是否返回事先设定的起始位置。
全文摘要
本发明公开了一种板材产品横、纵向切割控制方法及控制系统，能够自动、精确地控制板材横、纵向切割。所述方法包括根据原板的尺寸以及需要切割成的小板数量和/或规格调整以下一种或几种装置的位置第一切割单元、第二切割单元、推进装置的起始位置，所述推进装置的起始位置与第二切割单元的距离等于或大于原板的宽度；控制原板通过第一输送辊道进入第一切割单元完成一次切割，一次切割后的板材被第一输送辊道继续输送到第二输送辊道上；当经过一次切割的板材完全进入第二输送辊道后，启动推进装置，推动板材向第二切割单元方向移动；第二切割单元完成对板材的二次切割；推进装置返回初始位置。
文档编号B28D7/00GK101811329SQ200910078330
公开日2010年8月25日 申请日期2009年2月25日 优先权日2009年2月25日
发明者冯湛清, 庞岩, 田龙, 董新成, 高旭辉 申请人:北新集团建材股份有限公司