MINILED灯带智能分条机的制作方法

mini led灯带智能分条机
技术领域
1.本发明涉及一种灯带分切设备，具体是mini led灯带智能分条机。


背景技术：

2.mini led具有自发光显示特性，其优势包括全固态、长寿命、高亮度、低功耗、体积较小、超高分辨率、可应用于高温或辐射等极端环境。相较于自发光显示的oled技术，mini led不仅效率较高、寿命较长，材料不易受到环境影响而相对稳定，还能避免产生残影现象等。由于基于mini led的灯带的亮度、对比度、寿命、可视角度和分辨率等各种指标都强于传统普通灯带，许多厂家将其视为下一代显示技术而开始积极布局。
3.通常mini led灯带采用fpc做线路板，采用贴片或固晶的形式把灯珠固定在灯带上，通常为提高贴片或固晶效率，灯带采用一定宽度的卷料或分段形式，固定完灯珠后在分切成单个的灯条，分切时根据灯带的印制线路的单条宽度切割，为保证切割边缘整齐美观，在切割过程中需要保证刀片和灯带对应的位置保持一致，为此开发出mini led灯带的分切设备。
4.现有分切设备存在如下问题：分切过程中无法实时对输入的灯带进行调整，容易使刀片和灯带的相对位置超出误差范围，从而导致分切后的灯带歪扭。因此，本领域技术人员提供了mini led灯带智能分条机，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供mini led灯带智能分条机，能够实时对输入的灯带进行调整，进而保证刀片和灯带的相对位置在误差范围内，从而避免分切后的灯带歪扭，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.mini led灯带智能分条机，包括对位平台，所述对位平台的一侧固定连接有分切组件，且对位平台与分切组件之间设有视觉检测组件；所述对位平台包括底板，且底板的顶端面上设有y轴部件，所述y轴部件顶端连接有z轴部件，且z轴部件顶端连接有框架体，所述y轴部件通过y轴伺服电机驱动调整框架体横向沿y轴左右移动来调整宽度方向位置，所述z轴部件通过z轴伺服电机驱动调整框架体绕z轴摆动来调整角度偏移，且z轴伺服电机与y轴伺服电机均采用基于二次型性能指标学习算法的单神经元自适应pid控制，所述框架体的顶端面固定连接有吸附平台，且吸附平台的下方设有调宽压紧机构；所述分切组件包括两个并列的侧支撑板，且侧支撑板的顶端固定连接有调紧件，两个所述调紧件之间转动连接有刀轴，且刀轴外侧面沿其长度方向固定连接有多个刀片，所述刀轴的下方转动连接有与刀片相匹配的垫轴，且垫轴下方设有驱动机构用以带动垫轴转动。
8.本技术能够实时对输入的灯带进行调整，进而保证刀片和灯带的相对位置在误差范围内，从而避免分切后的灯带歪扭。
9.作为本发明进一步的方案：所述调宽压紧机构，具体包括：转动连接在吸附平台下
方的两个并列的双向螺纹杆，所述双向螺纹杆的两段螺纹上均螺纹连接有移动块，且移动块顶端贯穿框架体底端面开设的移动槽，同一侧所述移动块顶端共同连接有侧板，两个所述侧板分别位于吸附平台的两侧，一个所述双向螺纹杆的一端固定连接有把手，两个所述双向螺纹杆之间通过齿轮皮带传动连接。
10.使用时，通过调宽压紧机构可以调整两个侧板之间的间距，以此在一定范围内来适应不同宽度的灯带，对不同宽度的灯带侧边进行夹持。
11.作为本发明再进一步的方案：所述视觉检测组件，具体包括：固定在分切组件一侧的支撑杆，所述支撑杆的外侧面顶端通过连接件固定连接有相机，且相机的镜头向下。
12.视觉检测组件的相机与后台控制终端连接，当相机拍摄下方的灯带分切图片后，将图片传送给后台控制终端，后台控制终端根据图片计算刀片和灯带的相对位置误差，通过前段的对位平台对输入的灯带位置进行调整，保证刀片和灯带的相对位置在一定误差范围内，分出的灯条宽度平滑均匀。
13.作为本发明再进一步的方案：所述驱动机构，具体包括：固定在垫轴下方的驱动电机，所述驱动电机的输出端与垫轴一端通过同步带传动连接，且同步带外部固定连接有防护壳。
14.驱动机构的驱动电机运行，可通过同步带带动垫轴转动，而防护壳能够避免同步带外露打伤工作人员。
15.作为本发明再进一步的方案：所述调紧件，具体包括：嵌在侧支撑板顶端的凹型座，所述凹型座顶端凹槽内部活动连接有升降块，且升降块侧面开设有用于放置刀轴端部的圆槽，所述凹型座顶端固定连接有顶板，且顶板顶端面中心螺纹连接有调节螺栓，所述调节螺栓底端贯穿顶板并与升降块顶端转动连接刀片。
16.调紧件的设置能够方便工作人员调整刀轴与垫轴之间的间距，进而调整刀片到垫轴的距离，从而适应不同厚度的灯带。
17.作为本发明再进一步的方案：所述吸附平台的顶端面开设有若干个均匀分布的槽孔，若干个所述槽孔与外界抽真空设备连接。
18.使用时，灯带放置在吸附平台上，外界抽真空设备运行抽取槽孔内的空气，使得灯带与槽孔形成负压环境，进而将灯带吸附在吸附平台上无法翘起。
19.作为本发明再进一步的方案：所述刀轴的上方固定连接有防护罩。
20.防护罩的设置能够防止刀轴上的刀片伤到工作人员。
21.作为本发明再进一步的方案：所述垫轴靠近对位平台的一侧固定连接有入料导板，且入料导板的底端面固定连接有条形光源。
22.入料导板的设置方便将灯带顺利导入刀片与垫轴之间，而条形光源能够从灯带背面把灯带相对切刀的位置照亮，进一步方便视觉检测组件拍照获取刀片和灯带的相对位置误差。
23.作为本发明再进一步的方案：所述垫轴远离对位平台的一侧固定连接有出料导板，且出料导板的上方转动连接有压平辊，所述压平辊的一侧下方转动连接有导料辊。
24.出料导板的设置方便将灯带从刀片与垫轴之间导出，而压平辊能够抚平分切后的灯带，导料辊将分切后的灯带向外导出。
25.作为本发明再进一步的方案：所述z轴伺服电机与y轴伺服电机的控制模型为：
26.y(k)＝0.368y(k-1)+0.264y(k-2)+u(k)+0.632u(k-1)+ξ(k)
27.ξ(k)为在100个采样时间的外加干扰，ξ(100)＝0.10，设控制目标为1的阶跃响应信号，启动时采用开环控制，神经元的输出为：
[0028][0029][0030][0031]
式中，b0为输出响应的第一个值，且：
[0032]
x1(k)＝e(k)
[0033]
x2(k)＝e(k)-e(k-1)
[0034]
x3(k)＝δ2e(k)＝e(k)-2e(k-1)+e(k-2)
[0035]
z(k)＝e(k)
[0036]
其中e(k)为k时刻的参考输入yd(k)减去k时刻的参考输出y(k)；
[0037]
神经元中比例、积分、微分三部分加权系数取ηi＝4，η
p
＝120，ηd＝159，比例、积分、微分三部分学习速率取w1(0)＝0.34，w2(0)＝0.32，w3(0)＝0.33，p和q分别为输出误差和控制增量的加权系数，p＝2，q＝1；
[0038]
在迭代250次中得到p、i、d参数分别为：-2.60768020294844e-05；0.000884598407299819；7.68709992104988e-07。
[0039]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0040]
1、本技术能够通过视觉检测组件实时检测计算出刀片和灯带的相对位置误差，再根据相对位置误差值，通过对位平台实时对输入的灯带进行调整，进而保证刀片和灯带的相对位置在误差范围内，从而避免分切后的灯带歪扭，并提高分切后灯条宽度一致性，避免边缘歪扭，边缘波浪形，提高分切后的灯条美观，均匀性。
[0041]
2、本技术在对输入的灯带进行调整时是通过y轴伺服电机与z轴伺服电机来实现的，整个调整过程中，在伺服电机(即z轴伺服电机与y轴伺服电机)控制中加入了基于二次型性能指标学习算法的单神经元自适应pid控制来确保在干扰环境下该分切机构的准确工作。
[0042]
3、本技术通过设置的条形光源，能够从灯带背面把灯带相对切刀的位置照亮，进一步方便视觉检测组件拍照获取刀片和灯带的相对位置误差。
[0043]
4、本技术通过调宽压紧机构可以调整两个侧板之间的间距，以此在一定范围内来适应不同宽度的灯带，对不同宽度的灯带侧边进行夹持。
附图说明
[0044]
图1为mini led灯带智能分条机的结构示意图；
[0045]
图2为mini led灯带智能分条机中对位平台的结构示意图；
[0046]
图3为mini led灯带智能分条机中调宽压紧机构的结构示意图；
[0047]
图4为mini led灯带智能分条机中视觉检测组件的结构示意图；
[0048]
图5为mini led灯带智能分条机中分切组件的结构示意图；
[0049]
图6为mini led灯带智能分条机中驱动电机与垫轴的结合视图；
[0050]
图7为mini led灯带智能分条机中调紧件的结构示意图；
[0051]
图8为mini led灯带智能分条机中z轴伺服电机与y轴伺服电机的控制系统框图；
[0052]
图9为mini led灯带智能分条机中神经元自适应pid跟踪及中权值变化结果；
[0053]
图10为mini led灯带智能分条机中控制系统阶跃信号的响应示意图。
[0054]
图中：1、对位平台；2、分切组件；3、视觉检测组件；4、y轴伺服电机；5、z轴伺服电机；6、框架体；7、吸附平台；8、底板；9、侧板；10、移动块；11、移动槽；12、双向螺纹杆；13、把手；14、支撑杆；15、连接件；16、相机；17、侧支撑板；18、调紧件；19、防护罩；20、刀轴；21、刀片；22、压平辊；23、防护壳；24、驱动电机；25、同步带；26、入料导板；27、条形光源；28、出料导板；29、导料辊；30、垫轴；31、升降块；32、圆槽；33、顶板；34、调节螺栓；35、凹型座。
具体实施方式
[0055]
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0056]
请参阅图1～10，本发明实施例中，mini led灯带智能分条机，包括对位平台1，对位平台1的一侧固定连接有分切组件2，且对位平台1与分切组件2之间设有视觉检测组件3；对位平台1包括底板8，且底板8的顶端面上设有y轴部件，y轴部件顶端连接有z轴部件，且z轴部件顶端连接有框架体6，y轴部件通过y轴伺服电机4驱动调整框架体6横向沿y轴左右移动来调整宽度方向位置，z轴部件通过z轴伺服电机5驱动调整框架体6绕z轴摆动来调整角度偏移，且z轴伺服电机5与y轴伺服电机4均采用基于二次型性能指标学习算法的单神经元自适应pid控制，框架体6的顶端面固定连接有吸附平台7，且吸附平台7的下方设有调宽压紧机构；分切组件2包括两个并列的侧支撑板17，且侧支撑板17的顶端固定连接有调紧件18，两个调紧件18之间转动连接有刀轴20，且刀轴20外侧面沿其长度方向固定连接有多个刀片21，刀轴20的下方转动连接有与刀片21相匹配的垫轴30，且垫轴30下方设有驱动机构用以带动垫轴30转动。本技术能够实时对输入的灯带进行调整，进而保证刀片21和灯带的相对位置在误差范围内，从而避免分切后的灯带歪扭。
[0057]
在本实施例中：调宽压紧机构，具体包括：转动连接在吸附平台7下方的两个并列的双向螺纹杆12，双向螺纹杆12的两段螺纹上均螺纹连接有移动块10，且移动块10顶端贯穿框架体6底端面开设的移动槽11，同一侧移动块10顶端共同连接有侧板9，两个侧板9分别位于吸附平台7的两侧，一个双向螺纹杆12的一端固定连接有把手13，两个双向螺纹杆12之间通过齿轮皮带传动连接。使用时，通过调宽压紧机构可以调整两个侧板9之间的间距，以此在一定范围内来适应不同宽度的灯带，对不同宽度的灯带侧边进行夹持，具体调整过程为：首先，通过把手13拧转一个双向螺纹杆12，在齿轮皮带的传动作用下，另一个双向螺纹杆12也跟随转动，两个同时转动的双向螺纹杆12将它们身上的移动块10沿着移动槽11进行移动，同一侧的移动块10移动方向一致，这就使得两个侧板9之间相互靠近或远离。
[0058]
在本实施例中：视觉检测组件3，具体包括：固定在分切组件2一侧的支撑杆14，支撑杆14的外侧面顶端通过连接件15固定连接有相机16，且相机16的镜头向下。视觉检测组件3的相机16与后台控制终端连接，当相机16拍摄下方的灯带分切图片后，将图片传送给后台控制终端，后台控制终端根据图片计算刀片21和灯带的相对位置误差，通过前段的对位
平台1对输入的灯带位置进行调整，保证刀片21和灯带的相对位置在一定误差范围内，分出的灯条宽度平滑均匀。
[0059]
在本实施例中：驱动机构，具体包括：固定在垫轴30下方的驱动电机24，驱动电机24的输出端与垫轴30一端通过同步带25传动连接，且同步带25外部固定连接有防护壳23。驱动机构的驱动电机24运行，可通过同步带25带动垫轴30转动，而防护壳23能够避免同步带25外露打伤工作人员。
[0060]
在本实施例中：调紧件18，具体包括：嵌在侧支撑板17顶端的凹型座35，凹型座35顶端凹槽内部活动连接有升降块31，且升降块31侧面开设有用于放置刀轴20端部的圆槽32，凹型座35顶端固定连接有顶板33，且顶板33顶端面中心螺纹连接有调节螺栓34，调节螺栓34底端贯穿顶板33并与升降块31顶端转动连接刀片21。调紧件18的设置能够方便工作人员调整刀轴20与垫轴30之间的间距，进而调整刀片21到垫轴30的距离，从而适应不同厚度的灯带。
[0061]
在本实施例中：吸附平台7的顶端面开设有若干个均匀分布的槽孔，若干个槽孔与外界抽真空设备连接。使用时，灯带放置在吸附平台7上，外界抽真空设备运行抽取槽孔内的空气，使得灯带与槽孔形成负压环境，进而将灯带吸附在吸附平台7上无法翘起。
[0062]
在本实施例中：刀轴20的上方固定连接有防护罩19。防护罩19的设置能够防止刀轴20上的刀片21伤到工作人员。
[0063]
在本实施例中：垫轴30靠近对位平台1的一侧固定连接有入料导板26，且入料导板26的底端面固定连接有条形光源27。入料导板26的设置方便将灯带顺利导入刀片21与垫轴30之间，而条形光源27能够从灯带背面把灯带相对切刀的位置照亮，进一步方便视觉检测组件3拍照获取刀片21和灯带的相对位置误差。
[0064]
在本实施例中：垫轴30远离对位平台1的一侧固定连接有出料导板28，且出料导板28的上方转动连接有压平辊22，压平辊22的一侧下方转动连接有导料辊29。出料导板28的设置方便将灯带从刀片21与垫轴30之间导出，而压平辊22能够抚平分切后的灯带，导料辊29将分切后的灯带向外导出。
[0065]
在本实施例中：如图8所示，由于该分切机构工作过程中会受到各种扰动造成分切不准确，在最优控制理论中，采用二次型性能指标来计算控制律可以得到所期望的优化效果，在神经元学习算法中，也可借助最优控制中二次型性能指标的思想，在加权系数的调整中引入二次型性能指标，使输出误差和控制增量加权平方和为最小来调整加权系数，从而间接实现对输出误差和控制增量加权的约束控制，因此在本技术的伺服电机(即z轴伺服电机5与y轴伺服电机4)控制中加入了基于二次型性能指标学习算法的单神经元自适应pid控制来确保在干扰环境下该分切机构的准确工作。
[0066]
所述伺服电机的控制模型为：
[0067]
y(k)＝0.368y(k-1)+0.264y(k-2)+u(k)+0.632u(k-1)+ξ(k)
[0068]
ξ(k)为在100个采样时间的外加干扰，ξ(100)＝0.10，设控制目标为1的阶跃响应信号，启动时采用开环控制，神经元的输出为：
[0069]
[0070][0071][0072]
式中，b0为输出响应的第一个值，且：
[0073]
x1(k)＝e(k)
[0074]
x2(k)＝e(k)-e(k-1)
[0075]
x3(k)＝δ2e(k)＝e(k)-2e(k-1)+e(k-2)
[0076]
z(k)＝e(k)
[0077]
其中e(k)为k时刻的参考输入yd(k)减去k时刻的参考输出y(k)；
[0078]
神经元中比例、积分、微分三部分加权系数取ηi＝4，η
p
＝120，ηd＝159，比例、积分、微分三部分学习速率取w1(0)＝0.34，w2(0)＝0.32，w3(0)＝0.33，p和q分别为输出误差和控制增量的加权系数，p＝2，q＝1，神经元自适应pid跟踪及中权值变化结果如图9所示；
[0079]
在迭代250次中得到p、i、d参数分别为：-2.60768020294844e-05；0.000884598407299819；7.68709992104988e-07；
[0080]
将上述参数结合卡尔曼滤波后系统阶跃信号的响应如图10所示，虚线为系统实际输出，实线为理想目标输出。
[0081]
本发明的工作原理是：使用时，将灯带铺在对位平台1的吸附平台7上，再将灯带一端送入刀轴20与垫轴30之间，随后启动该分切机构，过程中，外界抽真空设备运行抽取槽孔内的空气，使得灯带与槽孔形成负压环境，进而将灯带吸附在吸附平台7上无法翘起，而驱动电机24运行通过同步带25带动垫轴30转动，垫轴30转动将灯带往里送，与垫轴30相匹配的刀片21对灯带进行分切。
[0082]
分切过程中，相机16拍摄下方的灯带分切图片后，将图片传送给后台控制终端，后台控制终端根据图片计算刀片21和灯带的相对位置误差，通过前段的对位平台1对输入的灯带位置进行调整，保证刀片21和灯带的相对位置在一定误差范围内，分出的灯条宽度平滑均匀，而条形光源27能够从灯带背面把灯带相对切刀的位置照亮，进一步方便视觉检测组件3拍照获取刀片21和灯带的相对位置误差。
[0083]
对位平台1对输入的灯带位置进行调整是通过y轴伺服电机4驱动调整框架体6横向沿y轴左右移动来调整宽度方向位置，并通过z轴伺服电机5驱动调整框架体6绕z轴摆动来调整角度偏移，其中，对框架体6位置的调整即是对吸附平台7上灯带的位置进行调整，整个位置调整过程中，在伺服电机(即z轴伺服电机5与y轴伺服电机4)控制中加入了基于二次型性能指标学习算法的单神经元自适应pid控制来确保在干扰环境下该分切机构的准确工作。
[0084]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
[0085]
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。