专利名称：纸箱板开槽长度的自动控制方法及其装置的制作方法
一种纸箱板开槽长度的自动控制方法及其装置属于纸箱板开槽机制造技术领域。
在纸箱生产过程中，在开槽机的开槽辊上装有前、后槽刀S1、S2，沿开槽辊周长调整前、后槽刀S1、S2的位置，即可得到不同产品所要求的开槽长度，但是，由于纸箱板的平整度不同等原因，为了达到理想的开槽长度，需人工随机调节，即用手动按钮分别启动电机来调整前、后槽刀的位置，其缺点是废品率高、劳动强度大。
本发明的目的在于提供一个可按产品设计要求自动控制纸箱板前、后槽开槽长度的自动控制方法及其装置。
本发明所提出的纸箱板开槽长度自动控制方法，其特征在于它由以下步骤依次构成(1)设定前、后槽刀S1、S2在前、后开槽辊圆周方向上的弧长均稍大于纸箱板上前、后刀槽的长度LP1P2、LP3P4；(2)当纸箱板沿宽度方向f自动向前、后开槽辊送进时，自动测定并判别纸箱板前刀槽的前端P1与前槽刀S1的第一个接触点m1和前槽刀S1的后端M1之间在前开槽辊圆周方向的弧长L12若L12＝LP1P2，则前刀槽长度正确，自动进入下一个步骤；若L12＞LP1P2，则前刀槽过长，此时，前槽刀S1便沿着前开槽辊旋转方向g即前进方向自动旋转一个相应弧度直至使L12＝LP1P2；若L12＜LP1，P2，则前刀槽过短，此时，前槽刀S1便逆着前开槽辊旋转方向g即后退方向自动旋转一个相应弧度直至使L12＝LP1P2；(3)同时也自动测定并判别纸箱板后刀槽前端P3与点m1之间映射在后开槽辊圆周方向的弧长L13；若L13＝LP1P3，则后刀槽长度正确，LP1P3纸箱板前刀槽前端P1与其后刀槽前端P3在纸箱板宽度方向上的距离；若L13＞LP1P3，则后刀槽过短，此时，后槽刀S2便沿着后开槽辊旋转方向即后刀槽前进方向自动旋转一个相应弧度直至使L13＝LP1P3；若L13＜LP1P3，则后刀槽过长，此时，后槽刀S2便逆着后开槽辊旋转方向即后刀槽后退方向自动旋转一个相应弧度直至使L13＝LP1P3；根据本发明所提出的自动控制方法而设计的装置，其特征在于它由装在开槽辊上的旋转编码器C、装在开槽机机座上的纸箱板送进传感器PH0、动端分别固定于前槽刀S1的后端M1和后槽刀S2的前端M2而固定端装在开槽机机座上的电磁感应式的前槽刀后端M1和后槽刀前端M2的兼具自清零作用的位置传感器PH1、PH2、与旋转编码器C、各传感器PH0、PH1、PH2同时并联的低压直流电源E0、其输入端分别与各传感器PH0、PH1、PH2的输出端相连而输出端X1、X5、X6分别与前刀槽长度计数器1的输入端相连、X3、X5、X7分别与后刀计数器2的输入端相连的IC信号板3、其输入端再与旋转编码器C的输出端相连而输出端与前刀槽长度比较器4的输入端相连的前刀槽长度计数器1、其输入端还与前刀槽长度键入信号设定端l1相连而输出端或经前刀槽步进电机驱动器5与前槽刀步进电机6相连或经开关量发生器7去控制前槽刀随动控制电机8的前刀槽长度比较器4、其输入端还与旋转编码器C的输出端相连而输出端与后刀槽长度比较器9的输入端相连的后刀槽长度计数器2、其输入端还与后刀槽长度键入信号设定端l2相连而输出端或经后槽刀步进电机驱动器5与后槽刀步进电机10相连或经开关发生器7去控制后槽刀随动控制电机11的后刀槽长度比较器9等构成的。
使用证明本发明可达到预期的设计目的。
为了在下面结合实施例对本发明作详尽描述，现把本申请文件所使用的附图编号及名称简介如下
图1纸箱板开槽长度自动控制方法的原理简图；图2纸箱板开槽的示意图；图3本控制方法所用的程序流程框图；图4当前、后糟刀使用步进电机控制时，根据本控制方法所设计的自动控制装置的电路原理框图；图5当前、后槽刀使用随动电机控制时，根据本控制方法所设计的自动控制装置电路原理框图；图6、图7当前、后槽刀使用随动电机控制时，所使用的控制电路；图8各传感器与IC信号板3的连接图；图9可编程控制器PLC的接线图；图10IC信号板3的电路原理图；图11开关信号X1和X6之间、X3和X7之间以及它们和停止计数信号X5之间的时序关系图。
实施例设定槽刀辊直径D＝2R＝458mm；旋转编码器C旋转一周发出脉冲数为A，A＝1000个脉冲，由此算出，每个脉冲所对应的周长为1.44mm；LP1P2为纸箱板前刀槽长；LP3P4为纸箱板后刀槽长；
LP2P3为纸箱板中部末开槽部分长(即中腰长)；S1为前槽刀，M1为其后端；S2为后槽刀，M2为其前端；8、11分别为控制前、后槽刀S1、S2之随动电机；纸箱板送进传感器PH0为光电式的，有纸箱板时，PH0＝1；前槽刀后端M1的位置传感器PH1为电磁感应式的，当前端M1到达时，PH1＝1；后槽刀前端M2的位置传感器PH2也为电磁感应式的，当前端M2到达时，PH2＝1。
请见各图。一旦开槽辊顺时针方向启动并旋转时，旋转编码器C开始发出脉冲，前、后槽刀长度计数器1、2便分别先后开始计数，按照工艺设计要求，纸箱板到达时，计数器1、2便停止计数，接触点m1与前槽刀后端M1之间的弧长即L12、接触点m1与后槽刀前端M2之间的弧长即L13可由下式同时算出L12＝1440-1.44A1；L13＝1440-1.44A2；其中A1为前槽刀长度计数器1的脉冲数；A2为后槽刀长度计数器2的脉冲数；1.44A1为从顺时针方向看点m1至前槽刀后端M1之间的弧长；1.44A2为从顺时针方向看点m1至后槽刀前端M2之间的弧长；若L12＝LP1P2，则前刀槽长度正确；L12＞LP1P2，则前刀槽过长，此时，前槽刀长度比较器4便输出键入的前刀槽设计长度与实际长度L12之差去调整前槽刀S1使之其沿开槽辊前进方向旋转一个弧度，直至L12＝LP1P2止；L12＜LP1P2，则反之。若L13＝LP1P3，则后刀槽长度正确；
L13＞LP1P3，则后刀槽过短，此时，后槽刀长度比较器9便输出键入的后刀槽设计长度与以弧长L13表征的后刀槽实际长度之差去调整后槽刀S2使之其沿开槽辊前进方向旋转一个弧度，直至L13＝LP1P3止。否则，反之。其程序流程框图见图3。
再见4～8。X1输出的是前槽刀后端M1的定位信号，X6是与其同时输出的附加控制信号，两者同时输往前刀槽长度计数器1；X3输出的是后槽刀前端M2的定位信号，X7是与其同时输出的附加控制信号，两者同时输往后刀槽长度计数器2；l1、l2端输出的分别是由键盘输入的前、后刀槽的设计长度信号；X5输出的是纸箱板前端到达信号，被同时输往前、后刀槽计数器1、2使它们停止计数，旋转编码器C发出的计数信号同时送往前、后槽刀长度计数器1、2。每当旋转编码器C启动且前、后槽刀上的动端即动片沿开槽辊前进方向分别通过传感器PH1、PH2时便发出清零信号，使计数器1、2为零。待其离开传感器PH1、PH2后，它们又分别恢复计数。一旦纸箱板前端到达纸箱板送进传感器PH0便发出停止计数信号，使计数器1、2停止计数，此时，前、后刀槽长度比较器4、9便输出前、后槽刀随动电机控制信号经开关量发生器7后形成其宽度与调节脉冲数成相关量的电压方波去控制随动电机8、11动作。再见图6～7。合上刀闸ZK，整流器DB输出-24V直流电压，再按下手动按钮QA14，使继电器J2的常开触点J2-1、J2-2闭合，自锁，接通电源，按下常开按钮QA1或QA2可使前槽刀随动电机8向前或向后，接触器O1、O2是互锁的，以防止误运作；若按下手动按钮QA3或QA4，可使后槽刀随动电机11向前或向后，接触器O3、O4也是互锁的。若按下联动的常开按钮QA5，可使前、后槽刀S1、S2同时向前；若按下联动的常开按钮QA6，可使前、后槽刀S1、S2同时向后；若按下自动按钮QA12，触点J1-1、J1-2、J1-3、J1-4闭合，自锁并接通可编程控制器PLC的电源，实行自动操作。
再看图9。用的是MELSECFX2型，其输出端X0、X2、X4分别与旋转编码器C的输出端相连，X1、X6分别与IC信号板3之输出端BX1、BX6相连，把前槽刀S1的定位信号送往可编程控制器PLC供前槽刀长度计数用，X3、X7分别与IC信号板3之输出端BX3、BX7相连，把后槽刀S2的定位信号送往可编程控制器PLC供后槽刀长度计数用；X5与IC信号板3之输出端BX5相连，把纸箱板送进信号送往可编程控制器PLC，使计数器1、2停止计数用；可编程控制器PLC的输出端Y1、Y2分别与手动常开按钮QA1、QA2相连，按需要在规定时刻和时间内接通接触器O1或O2，提供用于控制前槽刀随动电机8的方波电压；其Y3、Y4端分别与手动常开按钮QA3、QA4相连，按需要在规定时刻和时间内接通接触器O3或O4，提供用于控制后槽刀随动电机11的方波电压。按设计要求制定的前、后刀槽的长度、开槽辊直径D等初始值自键盘FX键入。在图中，R1、R2是保险丝。
再见图10。IC信号板3是由端子4与传感器PH0的BX5端、端子3与传感器PH1的BX1端、端子2与传感PH2的EX3端分别相连而端子1接地的输入插件4P1N、其端子1、2接+24伏电源，端子3、4、6、7、8分别与可编程控制器PLC的X6、X7、X3、X1、X5输入端依次相连的输出插件8P1N、输入为+24伏、输出端为+5伏且分别经电阻R12、R14、R16、R15、R17与触发器U1A、U2A、U3A的15端、U2B、U3B的7端相连，而与U1A、U2A、U3A的2、3端、U2B、U3B的11端、U4A的2端、U4B的12端直连、又分别经电阻R6、R7、R8向三极管N1、N2、N3集电极供电的电源M1、其基极分别经相串的电阻R2和R9、R3和R10、R4和R11接地又分别经相串的电阻R2和R18、R3和R19、R4和R20与输入插件4P1N的端子4、3、2相连的三极管N1、N2、N3、其1端分别与三极管N1、N2、N3的集电极而4端分别与触发器U4A、U4B的4和10端、U4A的1端、U4B的13端即时钟端相连的触发器U1A、U2A和U3A、其9端都接地、10端分别与三极管N2、N3集电极、5端分别与触发器U4A的3端、U4B的11端、而其12端分别与触发器U4A的15端、U4B的14端相连的触发器U2B和U3B、其6端经电阻R13与三极管N4的基极相连的触发器U4A、其7端经电阻R21与三极管N5的基极相连的触发器U4B、其集电极经限流电阻R22与+24伏相连且又与输出插件8P1N的端子3直连的三极管N4、其集电极经限流电阻R5与+24伏相连且又与输出插件8P1N的端子4直连的三极管N5及其辅件构成，其中，输入插件4P1N的端子4、3、2分别与输出插件8P1N的端子8、7、6直接相连。其中，触发器U1A、U2A、U3A和U2B、U3B皆用芯片74LS123构成，U4A和U4B用芯片74LS112构成；三极管N1～N5都用2SC1815；电源M用芯片MC7805T构成，R1～R22为电阻，C1～C9是电容。其目的在于使开关信号X1和X6之间、X3和X7之间以及它们和停止计数信号X5之间符合如图11所示的时序关系先清零再立即计数，一旦纸箱板到达开槽辊下立即停止计数。
在实际装置中，前开槽辊滑套在后开槽辊内且同轴，它们的前、后开槽操刀S1、S2分别由随动电机8和11驱动，开槽辊主体由另一个大电机经过传动装置来带动。
使用证明本发明提供的纸箱板开槽长度自动控制方法及其装置可确保前、后刀槽长度的精度要求，增加经济效益、减少材料浪费、减轻了工人的劳动强度。
权利要求
1.一种纸箱板开槽长度的自动控制方法，其特征在于它由以下步骤依次构成(1)设定前、后槽刀S1、S2在前、后开槽辊圆周方向上的弧长均稍大于纸箱板上前、后刀槽的长度LP1P2、LP3P4；(2)当纸箱板沿宽度方向f自动向前、后开槽辊送进时，自动测定并判别纸箱板前刀槽的前端P1与前槽刀S1的第一个接触点m1和前槽刀S1的后端M1之间在前开槽辊圆周方向的弧长L12若L12＝LP1P2，则前刀槽长度正确，自动进入下一个步骤；若L12＞LP1P2，则前刀槽过长，此时，前槽刀S1便沿着前开槽辊旋转方向g即前进方向自动旋转一个相应弧度直至使L12＝LP1P2；若L12＜LP1，P2，则前刀槽过短，此时，前槽刀S1便逆着前开槽辊旋转方向g即后退方向自动旋转一个相应弧度直至使L12＝LP1P2；(3)同时也自动测定并判别纸箱板后刀槽前端P3与点m1之间映射在后开槽辊圆周方向的弧长L13；若L13＝LP1P3，则后刀槽长度正确，LP1P3纸箱板前刀槽前端P1与其后刀槽前端P3在纸箱板宽度方向上的距离；若L13＞LP1P3，则后刀槽过短，此时，后槽刀S2便沿着后开槽辊旋转方向即后刀槽前进方向自动旋转一个相应弧度直至使L13＝LP1P3；若L13＜LP1P3，则后刀槽过长，此时，后槽刀S2便逆着后开槽辊旋转方向即后刀槽后退方向自动旋转一个相应弧度直至使L13＝LP1P3；
2.根据权利要求1所述的一种纸箱板开槽长度的自动控制方法而设计的自动控制装置，其特征如下它由装在开槽辊上的旋转编码器C、装在开槽机机座上的纸箱板送进传感器PH0、动端分别固定于前槽刀S1的后端M1和后槽刀S2的前端M2而固定端装在开槽机机座上的电磁感应式的前槽刀后端M1和后槽刀前端M2的兼具自清零作用的位置传感器PH1、PH2、与旋转编码器C、各传感器PH0、PH1、PH2同时并联的低压直流电源E0、其输入端分别与各传感器PH0、PH1、PH2的输出端相连而输出端X1、X5、X6分别与前刀槽长度计数器1的输入端相连、X3、X5、X7分别与后刀计数器(2)的输入端相连的IC信号板(3)、其输入端再与旋转编码器C的输出端相连而输出端与前刀槽长度比较器(4)的输入端相连的前刀槽长度计数器(1)、其输入端还与前刀槽长度键入信号设定端l1相连而输出端或经前刀槽步进电机驱动器(5)与前槽刀步进电机(6)相连或经开关量发生器(7)去控制前槽刀随动控制电机(8)的前刀槽长度比较器(4)、其输入端还与旋转编码器C的输出端相连而输出端与后刀槽长度比较器(9)的输入端相连的后刀槽长度计数器(2)、其输入端还与后刀槽长度键入信号设定端l2相连而输出端或经后槽刀步进电机驱动器(5)与后槽刀步进电机(10)相连或经开关量发生器(7)去控制后槽刀随动控制电机(11)的后刀槽长度比较器(9)等构成的。
3.根据权利要求1和2所述的纸箱板开槽长度自动控制装置，其特征在于所述的前、后乃槽长数计数器(1)、(2)、前、后刀槽长度比较器(4)、(9)、开关量发生器(7)可以由可编程控制器PLC代替。
4.根据权利要求1、2所述的纸箱板开槽长度的自动控制装置，其特征在于产生送往前、后槽乃长度计数器(1)、(2)的先清零、后计数的开关信号的IC信号板(3)是由其端子4与传感器PH0的BX5端、端子3与传感器PH1的BX1端、端子2与传感器PH2的BX3端分别相连而端子1接地的输入插件4P1N、其端子1、2接+24伏电源，端子3、4、6、7、8分别与可编程控制器PLC的X6、X7、X3、X1、X5输入端依次相连的输出插件8P1N、输入为+24伏、输出端为+5伏且分别经电阻R12、R14、R16、R15、R17与触发器U1A、U2A、U3A的15端、U2B、U3B的7端相连，而与U1A、U2A、U3A的2、3端、U2B、U3B的11端、U4A的2端、U4B的12端直连、又分别经电阻R6、R7、R8向三极管N1、N2、N3集电极供电的电源M1、其基极分别经相串的电阻R2和R9、R3和R10、R4和R11接地又分别经相串的电阻R2和R18、R3和R19、R4和R20与输入插件4P1N的端子4、3、2相连的三极管N1、N2、N3、其1端分别与三极管N1、N2、N3的集电极而4端分别与触发器U4A、U4B的4和10端、U4A的1端、U4B的13端即时钟端相连的触发器U1A、U2A和U3A、其9端都接地、10端分别与三极管N2、N3集电极、5端分别与触发器U4A的3端、U4B的11端、而其12端分别与触发器U4A的15端、U4B的14端相连的触发器U2B和U3B、其6端经电阻R13与三极管N4的基极相连的触发器U4A、其7端经电阻R21与三极管N5的基极相连的触发器U4B、其集电极经限流电阻R22与+24伏相连且又与输出插件8P1N的端子3直连的三极管N4、其集电极经限流电阻R5与+24伏相连且又与输出插件8P1N的端子4直连的三极管N5及其辅件构成，其中，输入插件4P1N的端子4、3、2分别与输出插件8P1N的端子8、7、6直接相连。
全文摘要
纸箱板开槽长度的自动控制方法及其装置属于纸箱生产技术领域，其特征在于它用同时测定并判别纸箱板前刀槽的前端P
文档编号B31B5/14GK1163192SQ96104699
公开日1997年10月29日 申请日期1996年4月23日 优先权日1996年4月23日
发明者周法山, 周庆峙 申请人:周法山