一种螺旋横切机刀轴运动误差检测与补偿装置及方法_2

文档序号:9926868阅读:来源:国知局
表示上刀轴3和下刀轴16转速同步,则不需要进行调整;如果上刀轴3和下刀轴16转速不同步,则两个透光环13的上下孔形成的直线与反射镜14不垂直,即第二束激光22作为入射激光到达反射镜14上将会产生发射,反射的激光将不能沿入射方向返回,此时在激光接收器15将会产生信号,通过激光接收器15上光源点的位置,计算出下刀轴16比上刀轴3的滞后或者超前运动角度,进而获得上刀轴3和下刀轴16的角度差。
[0027]在刀轴径向变形及运动误差的测试步骤中,所述通过与初始位置相比对,具体如下:在径向接收屏4接收到所需要的第一束激光5的位置信息后,通过信号线10将信号送入到信号处理系统11中,信号处理系统11对该初始位置相比对处理,然后将比对处理好的信号送入到中央控制系统12,中央控制系统12进行比对分析,即可得出是否需要对刀轴进行调整或者更换的信息,从而实现对上刀轴3和下刀轴16在工作过程中的实时监控与控制。
[0028]在刀轴速度差测试与调整步骤中,所述计算出下刀轴16比上刀轴3的滞后或者超前运动角度,具体如下:反射镜14将角度信号通过信号处理系统11送入到中央控制系统12进行后台分析,中央控制系统12将会根据角度偏差对伺服电机I的转速进行调整,最终使得上刀轴3和下刀轴16在进行纸板切割工作前达到稳定相同的转速,这样,将上刀轴3和下刀轴16的转速控制形成一个闭环,每一个周期都对转速差进行测试,并实时进行速度纠正,进而使上刀轴3和下刀轴16转速同步。
[0029]本发明相对于现有技术,具有如下的优点及效果:
[0030]本发明通过一束激光即可完成刀轴的径向变形及运动误差的测量以及刀轴的转速的测量,同时,将测量的数据反馈至中央控制系统,使刀轴的运动控制闭环,相比较于现有技术,本发明能够闭环控制上下刀轴的旋转速度,实时的调整刀轴的转速,使得上下两刀轴获得很好的同步性,提高加工精度。同时能够通过非接触测量实时测量轴的径向变形及运动误差,当超出设定值时,给出提示信号,保证了刀轴的工作过程中的径向变形及运动误差。相对现有技术,能够更准确的判断刀轴的运动误差,并进行实时的控制,对刀轴误差进行控制补偿后,能够更准确、更实时的控制刀轴的运动,能够保证纸板切割的整齐性与质量,提高加工精度并降低了现有技术中由于齿轮磨损所导致的更换齿轮的维护成本。
[0031]激光发生器发射出一束激光,激光通过分光镜分为两束相垂直的光束,一束激光作为检测刀轴径向变形及运动误差的输入光源,另一束激光作为检测上下刀轴的旋转转速差的输入光源。利用分光镜形成两束激光分别入射两个不同的测量系统完成不同物理量的测试。
【附图说明】
[0032]图1为现有技术中螺旋横切机示意图。
[0033]图2为图1螺旋棍刀不意图。
[0034]图3为本发明螺旋横切机刀轴运动误差检测与补偿装置示意图。
[0035]图4为激光发生装置与分光镜结构示意图。
[0036]图5为透光装置与激光接收装置结构示意图。
[0037]图6为图5侧视结构示意图。
[0038]图7为图5激光接收器局部放大结构示意图。
[0039]图8为上刀轴和下刀轴偏差角计算图。
[0040]图9为上刀轴和下刀轴运动偏差信号轨迹图。
[0041 ]图10为径向变形及运动误差测试激光路径图。
[0042]图11为径向接收屏具体结构示意图。
[0043]图12为径向变形及运动误差测试时的工作状态示意图。
【具体实施方式】
[0044]下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
[0045]实施例
[0046]如图1至12所示。本发明公开了一种螺旋横切机刀轴运动误差检测与补偿装置,包括机架2、安装在机架2上的上刀轴3和下刀轴16、分别安装在上刀轴3和下刀轴16上的螺旋刀20、用于分别控制上刀轴3和下刀轴16转动的伺服电机I;
[0047]所述上刀轴3的中部安装有径向接收屏4,在上刀轴3的轴的一侧设有分光镜6,在上刀轴3轴的端部安装有上刀轴透光装置8,在下刀轴16轴的端部安装有下刀轴检测屏9;激光发生器7产生激光束,并通过分光镜6分解成两束激光,第一束激光5射向径向接收屏4,第二束激光22通过上刀轴透光装置8后,进入下刀轴检测屏9;
[0048]径向接收屏4和下刀轴检测屏9的电信号,分别通过信号线10传递给信号处理系统11和中央控制系统12。
[0049]所述上刀轴透光装置8包括一透光环13,透光环13上开设有多组对称分布的圆孔,每组有两个圆孔,并且在同一直径线上;
[0050]所述下刀轴检测屏9包括反射镜14,在反射镜14的上方设有激光接收器(CXD)15,激光接收器15用于接收反射镜14反射的激光信号;激光接收器15开设有使入射激光通过的圆孔阵列。
[0051 ]所述第一束激光5的激光束与第二束激光22的激光束相垂直。
[0052]所述径向接收屏4安装在上刀轴3的轴向方向的几何中心,即上刀轴3长度的二分之一处,并与螺旋刀20在圆周方向上呈180°
[0053]所述径向接收屏4包括上刀轴激光接收器(CXD)18,上刀轴激光接收器18安装在凸块19上,凸块19置于上刀轴3轴杆上的凹槽内,通过卡簧17将凸块19紧固在凹槽内;上刀轴激光接收器18通过信号线10连接信号处理系统11。
[0054]径向变形及运动误差测试,主要用于测试刀轴(上刀轴3和下刀轴16)在进行切纸工作时产生的径向变形及运动误差。纸板切割机完成对纸板的切割主要是依靠刀轴完成,在进行纸板切割时,纸板需要从刀轴中间穿过,由于受到纸板的挤压,刀轴必然会产生一定的径向变形及运动误差,如果能定量的测试到刀轴的径向变形及运动误差,在进行螺旋刀的安装与调整时,可以将刀轴的径向变形及运动误差进行补偿,因此,获取刀轴的在运动过程中的径向变形及运动误差十分有意义。
[0055]安装在刀轴上激光接收器,在激光接收器运动到可以接收光源的位置时,其激光光点的位置将会发生变化,通过后续的信号处理系统,即可得到刀轴的径向变形及运动误差的位置。由于激光接收器安装在刀轴的轴向几何中心,并且位于螺旋刀的另一侧,因此可以测量到刀轴在纸板切割时的径向变形及运动误差量,如果径向变形及运动误差量位于所能接收的误差范围内,则不需要进行螺旋切刀的调整,如果刀轴的径向变形及运动误差超出了设计的范围,则激光接收器上的光点位置将会发生变化,则此时需要对刀轴进行调整,以获得更好的纸板切割质量。
[0056]上下刀轴作为主要的切纸运动部件,其转速必须要尽量接近一致,这样才可以得到较好的切纸质量,而上下刀轴由于装配误差、运动误差等误差的存在,在运动过程中将会产生累计误差,而本发明将测量上下双轴的运动误差,并将误差引入到系统的控制系统中进行纠偏,最后通过修正上下刀轴的伺服电机的运动速度进行调整。
[0057]透光环上的圆孔数量决定了所需要的刀轴速度测量的次数。在下刀轴的直径方向上安装有一面反射镜,并且初始的运动位置是与上刀轴的上下两个圆孔所组成的直线垂直,当第二束激光22透过上刀轴的透光环到达下刀轴上时,第二束激光22将直接打到反射镜上,如果上刀轴与下刀轴的运动转速没有误差,则第二
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