专利名称：电磁式铁钉包装设备的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种设备运行的控制方法，尤其是针对铁4丁包装设备的控制方法。
背景技术：
目前建筑装饰装^^市场对4丁子需求大幅度增加，国内铁4丁市场和出口市场正 在扩大，钉子生产面临大批量生产和大批量外运的局面。在铁钉外运过程中需要 对其进行装箱，但是，铁钉是大量杂乱的散件，比其它产品的装箱工作要困难得 多，通常会出现钉子在包装箱中交错不齐，箱子装不实，搬运过程中戳破包装箱 等质量问题。此时，若釆用人工装箱，不但人工劳动量大，装箱效率低，而且钉 子排序差，包装质量难以滿足出口要求。另外，铁钉包装是钉子生产的最后一道 工序。如果铁4丁包装的生产效率与质量提高不上去，将会影响整个4丁子生产流水 线工序的正常进行，因此，自动包装对于铁钉企业是至关重要的关键技术之一。虽然我国铁钉生产厂家很多，钉子行业也已发展成一定M^莫，但是现在国内 仅有为数很少的厂家有实力从国外进口自动铁钉包装设备，因此自动铁钉包装设 备在众多铁钉生产厂家中并没有得以广泛地应用。这主要是由于我国尚没有专门 生产钉子包装设备的厂家，没有技术和能力生产此类设备，而从国外进口又价格 昂贵，进口的铁钉包装设备，每套约需300万人民币左右。而对于一些小型企业 来说购买国外设备由于投资太大,不能按自己的生产需要购进自动铁钉包装设备， 这样也大大制约了 一些铁钉生产厂家的发展。基于上述，自主研究开发全自动铁钉包装成套设备势在必行。为了保证成套 设备精确、高效、可靠的运行，必须考虑该设备的运行特点。首先，为了减少包装箱的尺寸，提高钉子装箱排列的密实性在自动包装中增 加了加磁排钉环节。此还节采用在钉子由上而下下落到包装箱的过程中，对它进 行正向加磁和反向加磁，由于铁钉属于铁磁材质，因此在磁场的作用下可以使它 顺着磁场的方向整齐密实地排列于包装箱中；其次，为便于铁钉排列和加磁，铁钉必须要有一段时间的下落过程和一定的 下落高度，所以在装箱的前一环节即称重环节之后增加了提升环节。通过提斗上 下的运动，给钉子一个下落的时间和高度，以利于加磁排钉；再次，由于在加磁排钉装箱的环节中使用了加磁场的方法，使得铁钉在装箱 之后带有了一定的磁性。而在一些领域，对铁钉所带的磁性是有一定要求的。为 了消除加磁带来的这一不良后果，在加磁排钉环节之后增加了交流去磁环节。通过此环节可以使铁钉的剩磁达到一定的标准(<0. 3GT);最后，为了实现自动精确的包装供料，在称重环节采用先进的电子称重设备 并且实现三级精细精确供料控制。此称重设备可以提供加料90%, 100%两个信 号，实现了三个阶段的控制划分。同时，大料斗实现过量自动控制环节。上述自动包装设备各个动作之间既有独立性，又有4艮多的关联性，形成了一 个相当复杂的工作流程，因而必须有合理的自动包装设备控制方法使整台包装设备流畅准确地完成整个包装动作，并保证整才;ut行有高度的可靠性与柔性化程度。发明内容根据背景技术所述，本发明的目的在于提供一种电磁式铁钉包装成套设备并 行逻辑集散控制方法，此方法将铁钉自动包装设备的工作流程分为三类并行工作 的子流程实行并行逻辑控制，可最大程度地提高包装效率。三类并行工作子流程中的加磁排钉流程为铁钉自动包装的主体并行子流程； 加料称重流程为独立闭环并行子流程；提斗运行等流程为条件并行子流程。为了实现上述方法，本发明釆用如下技术方案一种电磁式铁钉包装成套设备的控制方法，主要由控制安排原则，并行逻辑 控制，控制子流程组成，其中控制安排原则加磁排钉流程为主体子流程，包括正向加磁排钉和反向加磁 排钉，包装箱推杆降下，交流去磁；与主体子流程在时序上设有逻辑关联的为加 料称重子流程，并设置为独立闭环子流程，包括大料斗振动加料，三级振动送料 称重；与主体子流程在时序上有逻辑关联的为条件并行子流程，包括;^料4反缩回， 提升料斗上行，提升料斗下行，空箱传递，包装箱推杆上，包装箱推杆下；并行逻辑控制加磁排钉子流程应最大程度地连续运行，使其每箱铁钉包装 时间接近一次加磁排钉子流程的工作时间；加料称重子流程是完全独立的并行子 流程，而其工作时间完全可以与加磁排钉子流程重叠；条件并行子流程类中的各子流程运行条件是以相应的实测信息为依据，其中 放料子流程是以称重到100。/o信号B2，放料桥板伸出信号Rll与提升料斗到底时 信号Cl为判据，空箱传递子流程是以提升料斗到底时信号Cl与包装箱推杆下位 信号C5为判据，包装箱推杆运行子流程以推空箱到位信号C3为判据，提升料斗 子流程是以包装箱推杆上推到位信号C4与》文料桥板缩回信号CO为判据；控制子流程(1) 大料斗加料独立闭环并行控制子程序三级粗细送料装置末端设置一 个4丁料过量检测传感器，过量检测传感器无信号时大料斗不断振动送 料， 一旦出现过量供料信号，大料斗停止振动一段时间，然后再振动 供料，如此循环往复；(2) 三级加料独立闭环并行控制子程序由电子称重装置提供控制信号， 加料到总量的90。/a时产生一个细加料控制信号Bl，加料到100%时产 生加料结束控制信号B2，从而形成加料到总量90%前为快速粗加料控 制阶段，从总量的90%加料到100%间为慢速细加料控制阶段，加料到 总量100%时为停止送料阶段，称重箱体料斗门闭合发出控制信号B4 时执行加料过程；(3) 放料条件并行控制子程序以测重箱体称重到总量的100%时的加料结 束控制信号B2、放料桥板伸出信号Rll与提斗到底部信号Cl为判据， 即当接到信号C1、 B2和R11，料斗门打开放料，进行一定时间后，料 斗门关闭，放料桥板缩回时产生控制信号CO;(4) 推空盒到位条件并行控制子程序以提升料斗在底部信号Cl与包装箱 推杆在下位时信号C5为判据，即一次加》兹完毕，包装箱推杆在下位， 已满盒下来，并且提升料斗没有启动的情况下进行推盒到位；(5) 推空盒到加磁位置条件并行控制子程序该流程执行条件是空盒已推 到加i兹位置正下方位时产生一个控制信号C3,料斗门打开定时器TM4 定时已到，表明空盒已经到位；(6) 提升料斗上升条件并行控制子程序该流程执行条件是包装箱推杆已 把空箱送到加磁位置处于等待提升料斗向下倒钉的状态，提斗中已经 有铁钉，放料桥板缩回，这时提升料斗才开始向上运动，到达顶部时 它会产生一个控制信号C2;(7) 提升料斗下降条件并行控制子程序该流程执行条件是，提升料斗到达顶端时停留一^a时间后，开始向下运动，达到底部时产生一控制信号C1;(8) 加磁排钉主体并行控制子程序空盒到加磁位置C3，且提斗到顶C2时 it^o磁朝M丁操作，外部定时器TM6设定正加磁时间，正向加磁继电 器MP闭合，直流加磁电源开始正向供电，同时启动TM6定时器，TM6 定时器到时，直《J。磁电源仃止供电，经过TM11的定时衰减，再断开正向加磁继电器MP,同时TM7定时器启动，TM7定时到，则反向加磁继 电器丽闭合，同时直流加磁电源开始反向供电，TM8定时器启动，TM8 定时到，直流加磁电源饤止供电，同时启动TM12定时器，TM12定时到， 则反向加磁继电器MN断，推杆下降满盒到底部，空盒补上，并推出满盒5交流去磁o由于采用了上述4支术方案，本发明具有如下优点与效果 1 、本发明使铁钉自动包装设备冗长的工作流程筒化为三类并行工作的子流 程实行并行逻辑控制，2、 本发明使铁钉自动包装各子流程并行运行，使包装时间可缩短到基本等 于加磁排钉子流程时间，最大程度地提高了包装效率；3、 本发明使铁钉自动包装设备易于采用可编程控制器构成整机控制系统， 由控制器内部辅助继电器代替中间继电器，由控制器内的计算机实现复杂的控制 逻辑，使控制系统有硬件连线少，编程与维修简单，容易操作，可靠性高等优点。
图1为本发明电磁式铁钉包装成套设备总体结构示意2为本发明基本工作流程图3为本发明并行逻辑控制程序总结构框4为本发明大料斗加料独立闭环并行控制子程序图5为本发明三级粗细送料独立闭环并行控制子程序图6为本发明放料条件并行控制子程序图7为本发明推空盒到位条件并行控制子程序图8为本发明推空盒到加磁位置条件并行控制子程序图9为本发明提斗上升条件并行控制子程序图IO为本发明提斗下降条件并行控制子程序图11为本发明加》兹排4丁主体并行控制子程序具体实施方式
由图1示出本发明电磁式铁钉包装成套设备的结构总体示意图，从中可知其 结构组成及其相关连接，其主要工作流程为大料斗振动加料，三级振动送料称 重，称重达90%时细送料，称重达100°/ 时停、放料桥板伸出，称斗放料，提斗上， 》文料桥板缩回，提斗下，推空箱推杆伸出，推空箱推杆缩回，正向加磁#4丁，反 向加磁，推杆下落，交流去/f兹，振实，打包。由图2示出上述的基本工作流程，本发明将自动包装设备冗长的工作过程按其工作性质和逻辑关系筒化为三类并行工作的子流程实行并行逻辑控制，最大程 度地提高了工作效率和可靠性。由图3至图11示出本发明提供的8个并行控制子流程，充分体现了本发明 提出的控制安排原则及并行逻辑控制的设置。具体步骤如下一种电磁式铁钉包装成套设备的控制方法，主要由控制安排原则，并行逻辑 控制，控制子流程组成，其特征在于控制安排原则加磁排钉流程为主体子流程，包括正向加磁排钉和反向加磁 排钉，包装箱推杆降下，交流去磁；与主体子流程在时序上设有逻辑关联的为加 料称重子流程，并设置为独立闭环子流程，包括大料斗振动加料，三级振动送料 称重；与主体子流程在时序上有逻辑关联的为条件并行子流程，包括放料板缩回， 提升料斗上行，提升料斗下行，空箱传递，包装箱推杆上，包装箱推杆下；并行逻辑控制加磁排钉子流程应最大程度地连续运行，使其每箱铁钉包装 时间接近一次加磁排钉子流程的工作时间；加料称重子流程是完全独立的并行子 流程，而其工作时间完全可以与加》兹排4丁子流程重叠；条件并行子流程类中的各子流程运行^f牛是以相应的实测信息为依据，其中 放料子流程是以称重到100。/。信号B2，放料桥板伸出信号Rll与提升料斗到底时 信号Cl为判据，空箱传递子流程是以提升料斗到底时信号Cl与包装箱推杆下位 信号C5为判据，包装箱推杆运行子流程以推空箱到位信号C3为判据，提升料斗 子流程是以包装箱推杆上推到位信号C4与放料桥板缩回信号CO为判据；控制子流程(1) 大料斗加料独立闭环并行控制子程序三^^且细送料装置末端设置一个 4丁料过量检测传感器，过量检测传感器无信号时大料斗不断振动送料， 一旦出现过量供料信号，大料斗停止振动一段时间，然后再振动供料， 如此循环往复；(2) 三^口料独立闭环并行控制子程序由电子称重装置提供控制信号，加 料到总量的90。/。时产生一个细加料控制信号B1,加料到100 0/。时产生加 料结束控制信号B2,从而形成加料到总量90%前为快速粗加料控制阶 段，从总量的90%加料到100%间为慢速细加料控制阶段，加料到总量 100%时为停止送料阶段，称重箱体料斗门闭合发出控制信号B4时执行 加料过程；(3) 放料条件并行控制子程序以测重箱体称重到总量的100%时的加料结 束控制信号B2、放料桥板伸出信号Rll与提斗到底部信号Cl为判据，即当接到信号C1、 B2和R11，料斗门打开放料，进行一定时间后，料斗 门关闭，放料桥板缩回时产生控制信号CO;(4) 推空盒到位条件并行控制子程序以提升料斗在底部信号Cl与包装箱 推杆在下位时信号C5为判据，即一次加磁完毕，包装箱推杆在下位， 已满盒下来，并且提升料斗没有启动的情况下进行推盒到位；(5) 推空盒到加磁位置条件并行控制子程序该流程执行条件是空盒已推到 加-兹位置正下方位时产生一个控制信号C3，料斗门打开定时器TM4定时 已到，表明空盒已经到位；(6) 提升料斗上升条件并行控制子程序该流程执行条件是包装箱推杆已把 空箱送到加磁位置处于等待提升料斗向下倒钉的状态，提斗中已经有铁 钉，放料桥板缩回，这时提升料斗才开始向上运动，到达顶部时它会产 生一个控制信号C2;(7) 提升料斗下降条件并行控制子程序该流程执行条件是，提升料斗到达 顶端时停留一段时间后，开始向下运动，达到底部时产生一控制信号 Cl;(8) 加磁排钉主体并行控制子程序空盒到加磁位置C3，且提斗到顶C2时 iiA加磁排4丁操作，外部定时器TM6设定正加磁时间，正向加磁继电器 MP闭合，直流加磁电源开始正向供电，同时启动TM6定时器，TM6定时 器到时，直^U口磁电源仃止供电，经过TMll的定时衰减，再断开正向 加》兹继电器MP,同时TM7定时器启动，TM7定时到，则反向加石兹继电器 MN闭合，同时直流加磁电源开始反向供电，TM8定时器启动，TM8定时 到，直流加磁电源灯止供电，同时启动TM12定时器，TM12定时到，则 反向加磁继电器MN断，推杆下降满盒到底部，空盒补上，并推出满盒， 交流去磁。
权利要求
1. 一种电磁式铁钉包装成套设备的控制方法，主要由控制安排原则，并行逻辑控制，控制子流程组成，其特征在于控制安排原则加磁排钉流程为主体子流程，包括正向加磁排钉和反向加磁排钉，包装箱推杆降下，交流去磁；与主体子流程在时序上设有逻辑关联的为加料称重子流程，并设置为独立闭环子流程，包括大料斗振动加料，三级振动送料称重；与主体子流程在时序上有逻辑关联的为条件并行子流程，包括放料板缩回，提升料斗上行，提升料斗下行，空箱传递，包装箱推杆上，包装箱推杆下；并行逻辑控制加磁排钉子流程应最大程度地连续运行，使其每箱铁钉包装时间接近一次加磁排钉子流程的工作时间；加料称重子流程是完全独立的并行子流程，而其工作时间完全可以与加磁排钉子流程重叠；条件并行子流程类中的各子流程运行条件是以相应的实测信息为依据，其中放料子流程是以称重到100％信号B2，放料桥板伸出信号R11与提升料斗到底时信号C1为判据，空箱传递子流程是以提升料斗到底时信号C1与包装箱推杆下位信号C5为判据，包装箱推杆运行子流程以推空箱到位信号C3为判据，提升料斗子流程是以包装箱推杆上推到位信号C4与放料桥板缩回信号C0为判据；控制子流程1)大料斗加料独立闭环并行控制子程序三级粗细送料装置末端设置一个钉料过量检测传感器，过量检测传感器无信号时大料斗不断振动送料，一旦出现过量供料信号，大料斗停止振动一段时间，然后再振动供料，如此循环往复；2)三级加料独立闭环并行控制子程序由电子称重装置提供控制信号，加料到总量的90％时产生一个细加料控制信号B1，加料到100％时产生加料结束控制信号B2，从而形成加料到总量90％前为快速粗加料控制阶段，从总量的90％加料到100％间为慢速细加料控制阶段，加料到总量100％时为停止送料阶段，称重箱体料斗门闭合发出控制信号B4时执行加料过程；3)放料条件并行控制子程序以测重箱体称重到总量的100％时的加料结束控制信号B2、放料桥板伸出信号R11与提斗到底部信号C1为判据，即当接到信号C1、B2和R11，料斗门打开放料，进行一定时间后，料斗门关闭，放料桥板缩回时产生控制信号C0；4)推空盒到位条件并行控制子程序以提升料斗在底部信号C1与包装箱推杆在下位时信号C5为判据，即一次加磁完毕，包装箱推杆在下位，已满盒下来，并且提升料斗没有启动的情况下进行推盒到位；5)推空盒到加磁位置条件并行控制子程序该流程执行条件是空盒已推到加磁位置正下方位时产生一个控制信号C3，料斗门打开定时器TM4定时已到，表明空盒已经到位；6)提升料斗上升条件并行控制子程序该流程执行条件是包装箱推杆已把空箱送到加磁位置处于等待提升料斗向下倒钉的状态，提斗中已经有铁钉，放料桥板缩回，这时提升料斗才开始向上运动，到达顶部时它会产生一个控制信号C2；7)提升料斗下降条件并行控制子程序该流程执行条件是，提升料斗到达顶端时停留一段时间后，开始向下运动，达到底部时产生一控制信号C1；8)加磁排钉主体并行控制子程序空盒到加磁位置C3，且提斗到顶C2时进入加磁排钉操作，外部定时器TM6设定正加磁时间，正向加磁继电器MP闭合，直流加磁电源开始正向供电，同时启动TM6定时器，TM6定时器到时，直流加磁电源仃止供电，经过TM11的定时衰减，再断开正向加磁继电器MP，同时TM7定时器启动，TM7定时到，则反向加磁继电器MN闭合，同时直流加磁电源开始反向供电，TM8定时器启动，TM8定时到，直流加磁电源仃止供电，同时启动TM12定时器，TM12定时到，则反向加磁继电器MN断，推杆下降满盒到底部，空盒补上，并推出满盒，交流去磁。
全文摘要
一种电磁式铁钉包装成套设备的控制方法，主要由控制原则，并行逻辑控制，控制子流程组成，其中以加磁排钉为主体子流程，加料称重子流程为独立闭环子流程和在时序上有逻辑关联的条件并行子流程，并示出大料斗独立闭环并行控制、三级加料独立闭环并行控制，放料条件并行控制，推空盒到位条件并行控制，推空盒到加磁位置条件并行控制，提升料斗上条件并行控制，提升料斗下降条件并行控制和加磁排钉主体并行控制子流程等，本发明使包装时间缩短到基本等于加磁排钉时间，提高了工作效率和可靠性，易于编程与维修简单。
文档编号B65B37/16GK101274675SQ200710086660
公开日2008年10月1日 申请日期2007年3月29日 优先权日2007年3月29日
发明者俞建荣, 张甲英, 焦向东, 蒋力培 申请人:北京石油化工学院