一种带全自动磨刀的双面呢绒料剖缝机及其控制方法
【专利摘要】本发明涉及双面呢绒料剖缝机，特别涉及一种带全自动磨刀的双面呢绒料剖缝机，主要解决剖缝机手工磨刀耗时太长的技术问题。本发明的技术方案是在目前已经有的双面剖缝机的后半部位置，增加一个磨头机构，将后上盖分成二块，由MCU控制系统通过气缸控制机构自动开启，并由接近开关检测确认到位后，磨头机构在气缸的作用下自动转到磨削的角度，且也由接近开关确认到位后，再通过步进电机控制机构利用原点检测传感器，使磨头实现自动进给。刀片在磨削中，通过MCU计算，自动旋转到磨削的正确的角度，再对刀片驱动电机只二相绕组通电，锁定刀片。对异形刀片可以实现仿形，并自动存储记忆。本发明主要用于双面呢绒料剖缝机的全自动磨刀。
【专利说明】一种带全自动磨刀的双面呢绒料剖缝机及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及双面绒面料剖缝机，特别涉及一种带全自动磨刀的双面呢绒料剖缝机及其控制方法，本发明可控制磨刀机构的变角度、磨削量的进给、刀片的锁定及角度的旋转进给。主要用于双面呢绒料剖缝机的自动磨刀。
【背景技术】
[0002]双面呢绒料的剖缝机的发明，使得可以将二层郃在一起的呢绒面料剖切开，切开后的面料宽窄一致、深度一样、整体美观，并提高了生产效率和产品质量。但是为了保证切出的布整齐无毛边，基本上每2个小时要磨一次刀片，从拆开防护罩、拆下刀片，再到专用的磨刀机上装、磨，再返回装上机器工作，至少需要浪费半小时，每天8个小时班就要浪费2个小时。即使用备用刀片，操作工只拆装，也至少需要15分钟左右，但刀片仍还需要专人去磨，无形中又增加了一个磨刀工，增加了成本。而且备用刀片又增加了配件的数量，导致备件成本的增加。对于现在高效率的时代，确实是一种较大的浪费。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种带全自动磨刀的双面呢绒料剖缝机，主要解决剖缝机手工磨刀耗时太长的技术问题。
[0004]本发明的思路是:在目前已经有的双面呢绒料剖缝机的后半部位置，增加一个磨头机构，将后部位的盖板分成二块，通过气缸控制机构自动开启到位后，磨头机构在气缸的作用下自动转到磨削的角度，再通过步进电机控制机构使磨头实现自动进给。为适应不同形状的刀片，通过刀片驱动电机控制自动转动角度实现不同形状的刀片，以及相应的检测元件配合各机构的准确到位。
[0005]本发明的技术方案为:一种带全自动磨刀的双面呢绒料剖缝机，包括底座平台，在底座平台上设有电机支架，在电机支架内装有刀片驱动电机，刀片驱动电机输出轴上装有刀片，双面呢绒料剖缝机装有前上盖，其特征是在电机支架的一侧，底座平台后半部装有磨头机构；所述磨头机构包括固定在底座平台上的两根导轨，两根导轨上装有导轨平台，所述导轨平台通过螺母与丝杆与磨头进给驱动步进电机连接，所述导轨平台上装有磨头角度气缸和可转动平台，磨头驱动电机固定在可转动平台上，磨头驱动电机输出轴端装有磨头，在磨头机构上方设有后上盖。
[0006]在导轨上装有进给原点光电开关，在可转动平台上装有磨头倾角到位接近开关，在气缸上装有磨头水平到位接近开关，在刀片驱动电机的下部轴位安装一个刀片原点光电开关，后上盖分为左、右二块可以旋转打开，端部左右各安装一个后上盖闭合到位接近开关，在左后上盖、右后上盖两侧下部各安装一个后上盖打开到位接近开关。
[0007]一种带全自动磨刀的双面呢绒料剖缝机的控制方法，包括以下步骤:
上电复位:当启动磨刀开关时，进入参数设置，可设置刀片形状(四角、六角、八角、异形等)、进给量、仿形等；当磨刀开关关闭时，进入剖缝模式，刀片旋转工作； 磨刀开始:当后上盖打开到位时，进入磨头角度气缸动作步骤；当后上盖打开没有到位时，报警，并重新进行后上盖打开步骤；
当磨头角度气缸顶起并到位，进行进给原点检测；如果磨头角度气缸顶起不到位，报警，并重新进行磨头角度气缸顶起步骤；
当进给原点检测正常，进入刀片原点检测；如果进给原点检测不正常，报警，并重新进行进给原点检测；
当刀片原点检测正常，进入刀片工作步骤，刀片旋转到位并锁紧，磨头运转并进给，刀片再旋转到位，磨头运转并进给，刀片磨削完成进入磨头回到进给原点检测步骤；如果刀片原点检测不正常，报警，并重新进行刀片原点检测；
磨头回到进给原点检测正常，进入磨头角度气缸返回步骤；如果磨头回到进给原点检测不正常，报警，并重新进入磨头回到进给原点检测；
磨头角度气缸返回后进入磨头水平到位检测步骤，当磨头水平到位正常，进入后上盖气缸返回步骤；如果磨头水平到位不正常，报警，并重新进入磨头水平到位检测步骤；
后上盖气缸返回后进入后上盖闭合到位检测步骤，当后上盖闭合到位正常，蜂鸣器响进入剖缝模式；如果后上盖闭合到位不正常，报警，并重新进入后上盖闭合到位检测步骤。
[0008]本发明的有益效果是:利用MCU的自动控制系统，采用交流伺服及BLDC电机的矢量控制，控制磨头机构部位的后上盖板自动开启，磨头自动转至所需角度并自动进给，刀片自动旋转或旋转到合适的角度后，刀片锁定，磨头旋转，达到了完全自动磨刀，结束后，后上盖自动上移闭合，并蜂鸣提示磨刀完成，可继续剖缝。具有以下优点:1、节能降耗，振动小，噪音低，结构紧凑，占用空间小。2、省去了一台专用的磨刀机，大大减少了设备投入成本。3、全过程完全自动，安全可靠、准确，每次进给微量且可控制，可保证刀片最长寿命且满足最佳使用要求。4、省时省力，大大提高工作效率，可为企业创造更大的效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明结构示意主视图。
[0010]图2为本发明结构示意俯视图。
[0011]图3为本发明电控系统驱动板电路原理图。
[0012]图4为本发明电源板电路图。
[0013]图5为本发明程序流程框图。
[0014]图中:1 —刀片，2 —刀片驱动电机，3 —磨头，4 —磨头驱动电机，5—磨头角度气缸,6—磨头进给驱动步进电机，7—导轨，8一底座平台，9一后上盖闭合到位接近开关，10一后上盖打开到位接近开关，11-电机支架，12-如上盖，13—进给原点光电开关，14一刀片原点光电开关，15—磨头倾角到位接近开关，16—磨头水平到位接近开关，17-导轨平台，18-丝杆，19-可转动平台，20-后上盖。
具体实施方案
[0015]参照图1、2、3、4、5，一种带全自动磨刀的双面剖缝机，包括底座平台8，在底座平台8上设有电机支架11，在电机支架11内装有刀片驱动电机2，刀片驱动电机2输出轴上装有刀片1，双面剖缝机装有前上盖12和后上盖20，在电机支架11的一侧，底座平台8后半部装有磨头机构；所述磨头机构包括固定在底座平台上的两根导轨7，两根导轨7上装有导轨平台17，所述导轨平台17通过螺母与丝杆18与磨头进给驱动步进电机6连接，所述导轨平台上装有磨头角度气缸5和可转动平台19，磨头驱动电机4固定在可转动平台19上，磨头驱动电机4输出轴端装有磨头3。
[0016]在导轨7上装有进给原点光电开关13，在可转动平台19上装有磨头倾角到位接近开关15，在磨头角度气缸5上装有磨头水平到位接近开关16。在后上盖20端部左右各安装一个后上盖闭合到位接近开关9，在后上盖20两侧下部左右各安装一个后上盖打开到位接近开关10。
[0017]后上盖20按左右也分为二半，当左、右后上盖电磁阀通电气缸进气后，拉动后上盖20先下移一段再向二边侧转并竖起。通过后上盖闭合到位接近开关9，检测盖板闭合到位；盖板打开旋转到竖起位置，通过后上盖打开到位接近开关10，检测盖板完全打开到位。当磨头角度电磁阀通电切换进气顶起后，磨头3的前部降低，后部升高，保证了磨头3与刀片I形成了一个固定的角度，该角度应是保证刀片I的最锋利的角度，并保证顶死，在可转动平台19上装有磨头倾角到位接近开关15，检测旋转角度到位；为保证磨头确实返回到水平位置，在磨头角度气缸5上装有磨头水平到位接近开关16，返回到位后，给出信号，其他的机构才逐一返回。磨头进给驱动步进电机6正、反转，即带动整个磨头机构前、后移动，实现切削进给。在导轨7上装有进给原点光电开关13，作为进给原点检测开关，确保每次进给的基准点为同一个位置点。刀片驱动电机2为交流伺服电机，内置1000线光栅编码器，可以保证旋转的角度精确。为保证适应不同形状的刀片I的磨削，在刀片驱动电机2的下部轴位安装一个刀片原点光电开关14，作为磨刀时每次旋转角度的起点角度参考。
[0018]控制方法:为及时控制每个电机的运转，控制系统采用TI公司的二个MCU(TMS320F28031, Ul和U2)，Ul和U2通过通讯端口连接，Ul输出端通过伺服驱动电路接刀片驱动电机，Ul的输入端接刀片原点传感器、磨刀开关和电位器，电位器实现刀片电机的调速；U2输入端接显示按键面板、磨头倾角到位接近开关、磨头水平到位接近开关、右后上盖闭合到位接近开关、左后上盖闭合到位接近开关、右后上盖打开到位接近开关、左后上盖打开到位接近开关、进给原点传感器和电位器，U2输出端经单向总线驱动器74LS244和驱动电路连接磨头进给驱动步进电机，U2输出端连接左后上盖电磁阀、右后上盖电磁阀、磨头角度电磁阀；U2输出端经U3连接磨头驱动电机。为简化编程和保证驱动性能，磨头驱动电机采用BLDC电机，由Allegro的专用BLDC矢量控制芯片U3驱动IPM，再驱动BLDC磨头电机运转，由速度调节电位器通过U2给定U3的速度指令，U3会自动运算保证磨头驱动电机运行在给定的速度。当需要磨刀时，按下磨刀开关后，控制系统进入磨刀程序:面板上进入设定界面，选择刀片形状(四角、六角、八角、异形等)、进给量、仿形等，再按保存键记忆，下次再次磨削时可自动直接进入磨削。如果不需要设定参数，则按磨削开始键，控制系统先接通左、右后上盖电磁阀，气缸进气拉动两块后上盖20打开，到位后底部的后上盖打开到位接近开关10输出信号，MCU接到信号后，再输出磨头角度气缸接通信号，可转动平台19被磨头角度气缸5顶起，到位后，磨头倾角到位接近开关15发出信号。同时，刀片I根据设定的刀片形状，依据1000线的光栅编码器和刀片原点光电开关14，MCU控制刀片驱动电机2旋转刀片I到待磨削的边与磨头3的平面平行，到位后，控制系统给刀片驱动电机2只通二相电，锁住刀片I不能旋转。磨头3启动运转，同时磨头进给驱动步进电机6依据进给原点光电开关13控制磨削的进给量，进给磨削到位后，磨头3自动退回到原点，刀片I再次旋转一个角度，到位后，磨头3再次进给重复磨削，直到最后一条边磨削完成，磨头驱动电机4停止运行，磨头进给驱动步进电机6运行让磨头机构退到原点位置，进给原点光电开关13发出信号，MCU输出控制磨头角度气缸断电收回，磨头处于水平位置，磨头水平到位接近开关16发出信号，MCU输出控制左、右后上盖电磁阀断电，二块后上盖20回到闭合位置，后上盖闭合到位接近开关9输出信号，MCU驱动蜂鸣器鸣响，进入剖缝模式，提示可以缝纫了。对于异形边的刀片(如椭圆形的)，为保证边沿磨削量均匀，可以先通过面板上的按键手动进行仿形，即进给电机左右移动，刀片电机也配合旋转角度跟随，再设定360度的几等分，完成后，存储记忆，再如前所述，完成磨削。对于圆形刀片，则更简单，刀片、磨头同时相向旋转，可高速完成磨削。
【权利要求】
1.一种带全自动磨刀的双面呢绒料剖缝机，包括底座平台，在底座平台上设有电机支架，在电机支架内装有刀片驱动电机，刀片驱动电机输出轴上装有刀片，双面剖缝机装有前上盖，其特征是在电机支架的一侧，底座平台后半部装有磨头机构。
2.根据权利要求1所述的一种带全自动磨刀的双面呢绒料剖缝机，其特征是所述磨头机构包括固定在底座平台上的两根导轨，两根导轨上装有导轨平台，所述导轨平台通过螺母与丝杆与磨头进给驱动步进电机连接，所述导轨平台上装有磨头角度气缸和可转动平台，磨头驱动电机固定在可转动平台上，磨头驱动电机输出轴端装有磨头；在磨头机构上方设有后上盖。
3.根据权利要求1、2所述的一种带全自动磨刀的双面呢绒料剖缝机，其特征是在导轨上装有进给原点光电开关，在可转动平台上装有磨头倾角到位接近开关，在气缸上装有磨头水平到位接近开关，在刀片驱动电机的下部轴位安装一个刀片原点光电开关，后上盖分为左、右二块可以旋转打开，端部左右各安装一个后上盖闭合到位接近开关，在左后上盖、右后上盖两侧下部各安装一个后上盖打开到位接近开关。
4.根据权利要求1所述的一种带全自动磨刀的双面呢绒料剖缝机，其特征是:所述双面剖缝机其控制电路的Ul和U2通过通讯端口连接，Ul输出端通过伺服驱动电路接刀片驱动伺服电机，Ul的输入端接刀片原点传感器、磨刀开关和电位器，电位器实现刀片电机的调速；U2输入端接显示按键面板、磨头倾角到位接近开关、磨头水平到位接近开关、右后上盖板闭合到位接近开关、左后上盖板闭合到位接近开关、右后上盖板打开到位接近开关、左后上盖板打开到位接近开关、进给原点传感器和电位器，U2输出端经单向总线驱动器74LS244和驱动电路连接磨头进给驱动步进电机，U2输出端连接左后上盖电磁阀、右后上盖电磁阀、磨头角度电磁阀；U2输出端经U3连接磨头驱动电机。
5.一种权利要求1所述带全自动磨刀的双面呢绒料剖缝机的控制方法，包括以下步骤: 上电复位:当启动磨刀开关时，进入参数设置，设置刀片形状、进给量、仿形；当磨刀开关关闭时，进入剖缝模式，刀片旋转工作； 磨刀开始:当后上盖打开到位时，进入磨头角度气缸动作步骤；当后上盖打开没有到位时，报警，并重新进行后上盖打开步骤； 当磨头角度气缸顶起并到位，进行进给原点检测；如果磨头角度气缸顶起不到位，报警，并重新进行磨头角度气缸顶起步骤； 当进给原点检测正常，进入刀片原点检测；如果进给原点检测不正常，报警，并重新进行进给原点检测； 当刀片原点检测正常，进入刀片工作步骤，刀片旋转到位并锁紧，磨头运转并进给，刀片再旋转到位，磨头运转并进给，刀片磨削完成进入磨头回到进给原点检测步骤；如果刀片原点检测不正常，报警，并重新进行刀片原点检测； 磨头回到进给原点检测正常，进入磨头角度气缸返回步骤；如果磨头回到进给原点检测不正常，报警，并重新进入磨头回到进给原点检测； 磨头角度气缸返回后进入磨头水平到位检测步骤，当磨头水平到位正常，进入后上盖气缸返回步骤；如果磨头水平到位不正常，报警，并重新进入磨头水平到位检测步骤； 后上盖气缸返回后进入后上盖闭合到位检测步骤，当后上盖闭合到位正常，蜂鸣器响 进入剖缝模式；如果后上盖闭合到位不正常，报警，并重新进入后上盖闭合到位检测步骤。
【文档编号】D06C13/10GK104131434SQ201410404983
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】邬利生, 邬富俊 申请人:邬富俊, 邬利生