专利名称：一种数控竹丝点数机控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种控制器，尤其涉及到一种具有防竹丝交叉算法的数控竹丝点数机控制器。
背景技术：
目前，我国充分利用竹子资源优势，从竹子种植培育到竹产品加工生产，已形成产业链，竹子按需被加工成规格不一的竹丝后卖给编织厂是其中一个重要环节，但因竹丝湿度、宽度和厚度不一等因素，且竹丝种类繁多，宽窄、粗细不一，最细的竹丝直径在1mm或以下，很难按重量作为计价标准，一般将竹丝按一定根数捆扎后按捆数交易，计数完全凭借人工，需要工人一根一根从竹丝料堆中分拣出来并人工数数，在这种模式下，不仅需要大量人力物力，且受制于工人工作时的情绪、体力等诸多因素的影响，点数过程存在着效率低下、 劳动强度大、点数不准确等弊端，制约了竹丝加工能力的提高，为了改善目前存在的问题， 人们开发了相应的计数机，如中国专利号为ZL200720063764. 0的、名称为“竹片计数机”的发明专利，包括振动器，振动器上设有进料斗，与进料斗相通的料道，在料道上方设有光电计数器，虽然该竹片计数机采用电子计数与多道送料机构相结合，能实现对竹片的高速计数，但由于料道设计对较硬的大竹片可以计数，但对细长柔软的长竹丝却无法精确地计数， 而且竹丝跟竹丝之间易发生近距离接触或由于竹丝本身柔性发生抖动现象影响竹丝的计数准确性，限制了该竹片计数机的应用。
实用新型内容本实用新型主要解决竹丝加工过程中的竹丝计数工劳动强度大、工作效率低、计数准确度差的技术问题；提供了一种能提高工作效率、计数准确率高、计数过程中能实现料空和分丝障碍检测、报警处理、自动捆扎控制且具有防竹丝交叉算法的数控竹丝点数机控制器。为了解决上述存在的技术问题，本实用新型主要是采用下述技术方案本实用新型的控制器设在数控竹丝点数机上，所述数控竹丝点数机包括机架、进料系统、计数系统和出料系统，所述进料系统包括原料仓和分丝仓，所述分丝仓的底部设有振动装置，所述振动装置包括振动轴和振动电机，所述计数系统包括钩丝装置和传送装置， 所述钩丝装置包括带丝轮和带丝轮驱动电机，所述传送装置包括上传送带、下传送带和传送带驱动电机，所述上下传送带之间形成竹丝传送计数通道，所述出料系统包括暂存仓和捆扎仓，所述捆扎仓内设有自动捆扎装置，控制器包括主控板模块、多传感器检测模块、动作执行模块和人机交互模块，所述主控板模块包括中央处理器、信号输入电路、信号输出电路、通讯电路和电源电路，所述多传感器检测模块外接若干计数传感器、分丝障碍传感器和料空检测传感器，所述动作执行模块外接带丝轮驱动电机、传送带驱动电机、振动电机、暂存仓仓门开关装置、自动捆扎装置和声光报警器，所述人机交互模块包括显示屏、开/关机 /复位按钮和数字键盘的其中一种或数种；控制器协调点数机各系统的运动，实现竹丝分丝、计数和捆扎和料空及故障检测报警等控制，点数机自动将一根一根竹丝从料堆中分离出来并累加计数，待到预置数时停止取丝，完成自动捆扎功能，同时控制器实现料空检测、 报警及报警处理等功能，实现替代人工快速、准确、不间断取丝计数的功能，控制器还具备良好的人机交互界面，竹丝的根数、捆数和预置数等信息都可以通过通讯模块发送至上位。作为优选，所述计数传感器数量为1-5组，由于经分丝后的柔软细长竹丝极易与其它多根竹丝交叉斜行通过传送计数通道，更多的是随机出现两根交叉竹丝的交叉点恰好穿过检测计数处的情况，若采用单路计数，将发生漏检现象，造成较大的误差，多路计数传感器的设计，并配以相应的防交叉控制软件计算，能实现交叉点辨识后的正确计数，提高了点数过程中的准确率。作为优选，所述计数传感器为点状激光对管，每组计数传感器包括一对激光发射管和激光接收管，采用点状激光对射原理，当有竹丝经过时，挡住激光对管光路，接收端实时响应，给控制器一计数脉冲，人机界面显示数字加一，检测的实时性和抗干扰能力较强， 设计安装简单，准确率高。作为优选，所述激光发射管设在发射管安装板上，激光发射管呈一字形排列，排列轴线与竹丝行进方向垂直，激光发射管的安装高度均相同，所述发射管安装板设在竹丝传送计数通道的上方，所述激光接收管设在接收管安装板上，激光发射管呈一字形排列，排列轴线与竹丝行进方向垂直，激光接收管的安装高度均相同，所述接收管安装板设在竹丝传送计数通道的下方，激光发射管与激光接收管一一对应，按一定水平间距、同一高度一字形排列且与竹丝行进方向垂直的多路激光对管设计，使竹丝交叉对计数环节造成的影响降到最低，竹丝通过传送计数通道时，相应地也从发射管安装板与接收管安装板之间通过，由于竹丝交叉点是随机出现，若只用一路传感器，误差率达到近10%，远远无法满足1 %的行业需求，根据同样两根竹丝只会出现一个交叉点(但跟第三根、第四根……在不同位置可能还会有交叉)，并且同一交叉点仅能通过一路检测通道，以及竹丝一般成弧线或斜线通过各检测通道，即无法保证在同一时刻动作的规律，控制系统将预置根数平均分割成N个仲裁单元作为计数步长，多路传感器实时独立计数，一旦某一路优先达到此步长，仲裁时刻来临， 其它两路均停止计数，各路检测通道将上一时刻的计数值和步长的和作为下一时刻的计数初值，此时，各通道计数值已调整为相同值，为新一轮仲裁做准备；为防止斜行或弧线通过的竹丝重复计数，从发生仲裁起至新一轮仲裁开始的时间范围内，将捕捉当前仲裁权获得通道的状态，一旦发现有新的竹丝通过，启动新一轮仲裁，周而复始，只要其中任何一路计数达到预置值，则停止计数。作为优选，所述激光接收管的顶端设有凸透镜，在激光对管的接收端安装凸透镜， 使发射的激光被聚焦到接收管，一方面可降低发射管的发光功率，提高工作寿命，满足长时间、不间断工作的工况要求；同时由于点状激光孔径小，激光对管对焦不易，凸透镜能有效防止因机械振动或外界干扰引起激光对管发生短时间细微偏移时引起误检，提高了系统的稳定性和准确性。作为优选，所述主控板模块为工控机或ARM或PLC或单片机，可根据实际需要选用相应的主控板模块。 作为优选，所述主控板模块上还设有232通讯接口或485通讯接口，控制器可实时与上位机通讯或远传集中控制。[0012]作为优选，所述显示屏为液晶显示屏或触摸屏或LED屏，可根据需要选用相应的显示屏。本实用新型的有益效果是控制器协调点数机各系统的运动，实现竹丝分丝、 计数和捆扎控制，同时实现料空检测、报警与报警处理等功能；多路计数传感器按一定水平间距、同一高度并行排列，并配以相应的防交叉软件控制，实现交叉点辨识后的正确计数， 提高了计数过程的抗干扰能力和准确率，实现替代人工快速、准确、不间断取丝计数的功能，控制器还具备良好的人机交互界面，其中根数、捆数、预置数等信息都可以直接在显示屏上设置和显示，各种运行参数也可以通过通讯接口发送至上位机实现远程集中控制。
图1是本实用新型的数控竹丝点数机的结构示意图。图2是图1的计数系统结构示意图。图3是数控竹丝点数机的控制原理图。图4是控制器各功能模块关系图。图中1.机架，2.计数系统，21.带丝轮，22.上传送带，23.下传送带，3.分丝仓， 31.振动轴，4.暂存仓，5.控制器，51.主控板模块，52.多传感器检测模块，521.激光发射管，522.发射管安装板，523.激光接收管，524.接收管安装板，53.动作执行模块，54.人机交互模块。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例本实施例的一种数控竹丝点数机控制器，设在数控竹丝点数机上，所述数控竹丝点数机包括机架1、进料系统、计数系统2和出料系统，如图1和图2所示，进料系统包括原料仓和分丝仓3，分丝仓的底部设计有振动装置，振动装置包括振动电机和振动轴31，计数系统包括钩丝装置和传送装置，钩丝装置包括带丝轮21和带丝轮驱动电机，传送装置包括上传送带22、下传送带23和传送带驱动电机，上下传送带形成竹丝传送计数通道，出料系统包括暂存仓4和捆扎仓，捆扎仓内设计有自动捆扎器，控制器5包括主控板模块51、多传感器检测模块52、动作执行模块53和人机交互模块54，如图3和图4所示，主控板模块为单片机，包括中央处理器、信号输入电路、信号输出电路、通讯电路和电源电路，多传感器检测模块外接三路计数传感器和分丝障碍传感器、料空检测传感器，动作执行模块外接带丝轮驱动电机、上传送带驱动电机、下传送带驱动电机、振动电机、暂存仓仓门开关器、自动捆扎器和声光报警器，人机交互模块包括液晶显示屏、开/关机/复位按钮和数字键盘，计数传感器为点状激光对管，每组包括一对激光发射管521和激光接收管523，激光发射管设置在发射管安装板522上，呈一字形排列，排列轴线与竹丝行进方向垂直，三只激光发射管的安装间距与安装高度均相同，发射管安装板固定在竹丝传送计数通道的上方， 激光接收管设置在接收管安装板524上，呈一字形排列，排列轴线与竹丝行进方向垂直，激光接收管的安装间距和安装高度均相同，激光接收管的顶端设计有凸透镜，接收管安装板固定在竹丝传送计数通道的下方，激光发射管与激光接收管一一对应。点数机工作时，操作员首先通过人机交互界面将设定的初始参数输入，并将初始根数、捆数清零，预置好的信息传给控制器；操作员将待计数的竹丝送入原料仓中，上电运行后，振动电机得电运行，原料仓中的竹丝落入分丝仓中，并在分丝仓内振松分离，为防止操作员按键误操作，此时设定按键将全部失效；分丝仓中横卧的竹丝被带丝轮钩起并被上下传送带夹持水平送入传送计数通道，竹丝一旦从对焦好的激光对管中穿过，接收管将无法接收到发射管一定波段的发射激光，接收管从导通状态快速切换到截止状态，信号经处理后被传送到控制器的多传感器检测模块上，计数存储器内容加一，完成一次竹丝的计数检测，同时通过内置相应的防交叉控制算法软件处理，实现竹丝交叉点辨识的正确计数，三路传感器的不断争取优先仲裁权的交叉算法已能基本达到计数精度0. 6%以内的误差；计数完毕的竹丝经过一定距离的水平传送后，利用重力顺势自然落入暂存仓内，待一捆计数结束后，先停止带丝轮驱动电机和振动电机工作，然后待计数通道内的计数完成的竹丝全部落入暂存仓内，再停止传送带电机的运行，此时暂存仓底门打开，竹丝落入最底层的捆扎仓，自动捆扎器工作，开始捆扎环节，捆扎结束后报警提示操作员及时将竹丝移出，暂存仓底门关闭，根数值清零，捆数加一，点数机开始下一轮计数，上述工作周而复始，自动完成竹丝的点数作业；若控制器主控板模块通过料空检测传感器检测到原料仓中的竹丝储量少于临界值时，则显示临界料空故障并声光报警；如竹丝完全没有了则停机、显示料空故障并声光报警；如竹丝储量充裕，超过一定时间没有计数则分丝机构故障报警；每次停机故障排除后，均可通过人机交互界面的复位按钮清除；正常停机则按人机交互界面的停机按钮。以上说明并非对本实用新型作了限制，本实用新型也不仅限于上述说明的举例， 本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所作出的变化、改型、增添或替换， 都应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种数控竹丝点数机控制器，其特征在于所述控制器设在数控竹丝点数机上，所述数控竹丝点数机包括机架(1)、进料系统、计数系统(2)和出料系统，所述进料系统包括原料仓和分丝仓(3)，所述分丝仓的底部设有振动装置，所述振动装置包括振动轴(31)和振动电机，所述计数系统包括钩丝装置和传送装置，所述钩丝装置包括带丝轮(21)和带丝轮驱动电机，所述传送装置包括上传送带(22)、下传送带(23)和传送带驱动电机，所述上下传送带之间形成竹丝传送计数通道，所述出料系统包括暂存仓(4)和捆扎仓，所述捆扎仓内设有自动捆扎装置，控制器(5)包括主控板模块(51)、多传感器检测模块(52)、动作执行模块(53 )和人机交互模块(54),所述主控板模块包括中央处理器、信号输入电路、信号输出电路、通讯电路和电源电路，所述多传感器检测模块外接若干计数传感器、分丝障碍传感器和料空检测传感器，所述动作执行模块外接带丝轮驱动电机、传送带驱动电机、振动电机、暂存仓仓门开关装置、捆扎装置和声光报警器，所述人机交互模块包括显示屏、开/关机/复位按钮和数字键盘的其中一种或数种。
2.根据权利要求1所述的一种数控竹丝点数机控制器，其特征在于所述计数传感器数量为1-5组。
3.根据权利要求1或2所述的一种数控竹丝点数机控制器，其特征在于所述计数传感器为点状激光对管，每组计数传感器包括一对激光发射管(521)和激光接收管(523)。
4.根据权利要求3所述的一种数控竹丝点数机控制器，其特征在于所述激光发射管 (521)设在发射管安装板(522)上，激光发射管呈一字形排列，排列轴线与竹丝行进方向垂直，激光发射管的安装高度均相同，所述发射管安装板设在竹丝传送计数通道的上方，所述激光接收管(523)设在接收管安装板(524)上，激光发射管呈一字形排列，排列轴线与竹丝行进方向垂直，激光接收管的安装高度均相同，所述接收管安装板设在竹丝传送计数通道的下方，激光发射管与激光接收管一一对应。
5.根据权利要求3所述的一种数控竹丝点数机控制器，其特征在于所述激光接收管 (523)的顶端设有凸透镜。
6.根据权利要求1所述的一种数控竹丝点数机控制器，其特征在于所述主控板模块(51)为工控机或ARM或PLC或单片机。
7.根据权利要求1或6所述的一种数控竹丝点数机控制器，其特征在于所述主控板模块(51)上还设有232通讯接口或485通讯接口。
8.根据权利要求1所述的一种数控竹丝点数机控制器，其特征在于所述显示屏为液晶显示屏或触摸屏或LED屏。
专利摘要一种数控竹丝点数机控制器，其特征在于所述控制器设在数控竹丝点数机上，所述数控竹丝点数机包括机架(1)、进料系统、计数系统(2)和出料系统，所述进料系统包括原料仓和分丝仓(3)，所述分丝仓的底部设有振动装置，所述振动装置包括振动轴(31)和振动电机，所述计数系统包括钩丝装置和传送装置，所述钩丝装置包括带丝轮(21)和带丝轮驱动电机，所述传送装置包括上传送带(22)、下传送带(23)和传送带驱动电机，所述上下传送带之间形成竹丝传送计数通道，所述出料系统包括暂存仓(4)和捆扎仓。本实用新型的有益效果是提高了计数过程的抗干扰能力和准确率，实现替代人工快速、准确、不间断取丝计数的功能。
文档编号B65B27/10GK202345970SQ20112040912
公开日2012年7月25日 申请日期2011年10月25日 优先权日2011年10月25日
发明者俞聪, 刘妹琴, 张国宏, 王士杰, 翁勤, 钱良芳, 陆玲霞 申请人:浙江大学