一种模切机张力控制系统及方法与流程

1.本发明涉及摸切机技术领域，具体为一种模切机张力控制系统及方法。


背景技术：

2.模切机又叫裁切机、数控冲压机，主要用于相应的一些非金属材料、不干胶、eva、双面胶、电子、手机胶垫等的模切(全断、半断)、压痕和烫金作业、贴合、自动排废，模切机利用钢刀、五金模具、钢线(或钢板雕刻成的模版)，通过压印版施加一定的压力，将印品或纸板轧切成一定形状，是印后包装加工成型的重要设备。
3.目前，膜类产品在张贴和模切的过程中，为了保持平整，各料辊之间要保持力的平衡，进而保证膜类产品结构的稳定，但是随着料辊转动，伺服电机所运转的转速和扭矩都要发生变化，现有的伺服电机的速度和扭矩都是自由的，因此模切机在工作过程中会造成膜类产品张力过紧或者松弛，引起产品质量不合格。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种模切机张力控制系统及方法，解决了现有的伺服电机的速度和扭矩都是自由，因此模切机在工作过程中会造成膜类产品张力过紧或者松弛，引起产品质量不合格的技术问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种模切机张力控制系统，包括：主控制器、伺服电机、变频器、工业相机和料辊；
6.所述工业相机采集被加工材料的卷径信息；
7.所述料辊带动所述被加工材料向前运动；
8.所述伺服电机与所述料辊连接，所述伺服电机用于控制所述料辊的运动方向和所述料辊的转速；
9.所述主控制器与所述工业相机电连接，所述主控制器获取所述工业相机采集到的被加工材料的卷径信息；
10.所述变频器与所述主控制器电连接，所述伺服电机与所述变频器电连接，所述主控制器根据所述被加工材料的卷径信息控制所述伺服电机的转速和扭矩，具体如下:
11.若所述被加工材料的卷径变小，则所述主控制器向所述变频器发送降低伺服电机转速的指令，所述变频器将降低伺服电机转速的指令传递到所述伺服电机，所述伺服电机接收到降低伺服电机转速的指令后，则所述伺服电机降低转速；
12.同时所述主控制器向所述伺服电机发送降低伺服电机扭矩的指令，所述伺服电机接收到降低伺服电机扭矩的指令后，则所述伺服电机降低扭矩，
13.优选地，所述主控制器电连接张力传感器，所述被加工材料通过所述张力传感器传递到所述料辊上；所述张力传感器采集所述被加工材料的张力信息，所述主控制器获取所述张力传感器采集到的所述被加工材料的张力信息。
14.优选地，所述伺服电机的机身上设置有速度传感器，所述速度传感器与所述主控
制器电连接，所述速度传感器根据所述伺服电机的振动频率采集所述伺服电机的转速。
15.优选地，所述主控制器电连接控制面板，所述控制面板用于控制所述模切机张力控制系统的启动或停止，所述控制面板还用于显示所述伺服电机的转速和所述伺服电机的扭矩。
16.优选地，所述伺服电机的机身上设置温度传感器，所述温度传感器与所述主控制器电连接，所述温度传感器用于采集所述伺服电机的机身的温度信息。
17.优选地，所述主控制器连接有报警器，设定所述伺服电机正常工作状态时的机身温度范围值，所述主控制器获取所述温度传感器采集到所述伺服电机的机身的温度信息，若所述主控制器获取所述温度传感器采集到所述伺服电机的机身的温度信息不在设定所述伺服电机正常工作状态时的机身温度范围值时，所述报警器发出警报。
18.优选地，一种模切机张力控制系统，包括：
19.获取模块，用于获取所述被加工材料的张力信息；
20.计算模块，用于根据设定的所述被加工材料的张力固定值，计算所述伺服电机调整的转速值和所述伺服电机调整的扭矩值；
21.处理模块，用于调整所述伺服电机的转速值和所述伺服电机的扭矩值。
22.优选地，所述主控制器为plc控制器。
23.一种模切机张力控制方法，包括:在主控制器上设定所述被加工材料的张力固定值，根据主控制器获取的所述被加工材料的张力信息，通过pid调节，向所述伺服电机发送调整伺服电机转速和所述伺服电机的扭矩指令，使所述主控制器获取的所述被加工材料的张力信息趋向于所述设定所述被加工材料的张力固定值。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本技术通过设置一种模切机张力控制系统，包括：主控制器、伺服电机、变频器、工业相机和料辊；所述工业相机采集被加工材料的卷径信息；所述料辊带动所述被加工材料向前运动；所述伺服电机与所述料辊连接，所述伺服电机用于控制所述料辊的运动方向和所述料辊的转速；所述主控制器与所述工业相机电连接，所述主控制器获取所述工业相机采集到的被加工材料的卷径信息；所述变频器与所述主控制器电连接，所述伺服电机与所述变频器电连接，所述主控制器根据所述被加工材料的卷径信息控制所述伺服电机的转速和扭矩，实现伺服电机的转速和力矩的输出关系矫正，实现被加工材料的张力的持续平衡，降低了产品不合格的概率。
附图说明
25.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
26.图1为本发明所述的一种模切机张力控制系统的框图结构示意图；
27.图2为本发明所述的一种模切机张力控制方法的流程图。
具体实施方式
28.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例
所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
29.结合图1-图2所示，本实施例提供了一种模切机张力控制系统及方法，解决了现有的伺服电机的速度和扭矩都是自由，因此模切机在工作过程中会造成膜类产品张力过紧或者松弛，引起产品质量不合格的技术问题。
30.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种模切机张力控制系统，包括：主控制器、伺服电机、变频器、工业相机和料辊；
31.所述工业相机采集被加工材料的卷径信息；
32.所述料辊带动所述被加工材料向前运动；
33.所述伺服电机与所述料辊连接，所述伺服电机用于控制所述料辊的运动方向和所述料辊的转速，在本实施例中，所述伺服电机选用的是伺服电机；
34.所述主控制器与所述工业相机电连接，所述主控制器获取所述工业相机采集到的被加工材料的卷径信息，所述主控制器为plc控制器，plc控制器可靠性高，抗干扰能力强，使用寿命长。
35.所述变频器与所述plc控制器电连接，所述伺服电机与所述变频器电连接，所述plc控制器根据所述被加工材料的卷径信息控制所述伺服电机的转速和扭矩，具体如下:
36.若所述被加工材料的卷径变小，则所述plc控制器向所述变频器发送降低伺服电机转速的指令，所述变频器将降低伺服电机转速的指令传递到所述伺服电机，所述伺服电机接收到降低伺服电机转速的指令后，则所述伺服电机降低转速；
37.同时所述plc控制器向所述伺服电机发送降低伺服电机扭矩的指令，所述伺服电机接收到降低伺服电机扭矩的指令后，则所述伺服电机降低扭矩，实现被加工材料的张力的持续平衡，降低了产品不合格的概率。
38.所述plc控制器电连接张力传感器，所述被加工材料通过所述张力传感器传递到所述料辊上；所述张力传感器采集所述被加工材料的张力信息，所述plc控制器获取所述张力传感器采集到的所述被加工材料的张力信息，张力传感器采集的张力随着被加工材料的卷径变小而变小，能够通过张力传感器获得此时被加工材料的张力信息。
39.在plc控制器上设定所述被加工材料的张力固定值，根据plc控制器获取的所述被加工材料的张力信息，通过pid调节，向所述伺服电机发送调整伺服电机转速和所述伺服电机的扭矩指令，使所述plc控制器获取的所述被加工材料的张力信息趋向于所述设定所述被加工材料的张力固定值。
40.在本实施例中，在plc控制器上设定所述被加工材料的张力固定值为20n，plc控制器获取张力传感器此时采集的张力信息，若此时plc控制器获取的张力传感器此时采集的张力信息张力信息小于20n，则plc控制器向伺服电机发送增大扭矩到20n的指令，此时伺服电机的转速会根据此时伺服电机的扭矩的增大而降低；
41.若此时plc控制器获取的张力传感器此时采集的张力信息张力信息大于20n，则plc控制器向伺服电机发送降低扭矩到20n的指令，此时伺服电机的转速会根据此时伺服电机的扭矩的降低而增大；
42.plc控制器整个工作过程中采取pid控制，plc控制器会根据采集的此时被加工材
料的张力信息向伺服电机发送趋向于设定的所述被加工材料的张力固定值的指令，在模切机工作过程中，能够使被加工材料的张力值保持平衡状态。
43.进一步地，所述伺服电机的机身上设置有速度传感器，所述速度传感器与所述plc控制器电连接，所述速度传感器根据所述伺服电机的振动频率采集所述伺服电机的转速，plc控制器可以根据伺服电机的速度变化还确定伺服的电机的扭矩是否变化。
44.进一步地，所述plc控制器电连接控制面板，所述控制面板用于控制所述模切机张力控制系统的启动或停止，所述控制面板还用于显示所述伺服电机的转速、所述伺服电机的扭矩和所述被加工材料的张力值，所述控制面板上还记录不同时间段的伺服电机的转速和所述伺服电机的扭矩；
45.在本实施例中，在控制面板上设置有“启动”和“停止”按钮；“伺服电机转速”、“伺服电机扭矩”和“被加工材料张力值”的状态栏、“调整张力值”的输入栏；
46.在“调整张力值”的输入栏中输入固定的张力值，点击“启动”按钮，模切机张力控制系统将开始工作，此时张力传感器采集所述被加工材料的张力信息，plc控制器采集被加工材料的张力信息，plc控制器将被加工材料的张力信息传递到控制面板上，控制面板中“被加工材料张力值”的状态栏上显示所述被加工材料的具体的张力值，同时plc控制器采集伺服电机的转速和扭矩，并将伺服电机的转速和扭矩传递到控制面板上，控制面板上“伺服电机转速”状态栏和“伺服电机扭矩”状态栏上会显示此时伺服电机的转速和扭矩；
47.plc控制器会根据“调整张力值”的输入栏中输入的被加工材料的张力固定值，进行pid调节，使伺服电机的扭矩趋近于设定的所述被加工材料的张力固定值，能够方便用户对被加工材料的张力值进行调整，能使用户更加直观的看到所述伺服电机转速和扭矩的变化、所述被加工材料的张力值的变化。
48.进一步地，所述伺服电机的机身上设置温度传感器，所述温度传感器与所述plc控制器电连接，所述温度传感器用于采集所述伺服电机的机身的温度信息，使用户能够观察到伺服电机机身的温度。
49.进一步地，所述plc控制器连接有报警器，设定所述伺服电机正常工作状态时的机身温度范围值，所述plc控制器获取所述温度传感器采集到所述伺服电机的机身的温度信息，若所述plc控制器获取所述温度传感器采集到所述伺服电机的机身的温度信息不在设定所述伺服电机正常工作状态时的机身温度范围值时，所述报警器发出警报，能够检测伺服电机是否发生故障，若伺服电机发生故障时，能够通过报警器发出的警报及时提醒用户。
50.进一步地，一种模切机张力控制系统，包括：
51.获取模块1201，用于获取所述被加工材料的张力信息；
52.计算模块1202，用于根据设定的所述被加工材料的张力固定值，计算所述伺服电机调整的转速值和所述伺服电机调整的扭矩值；
53.处理模块1203，用于调整所述伺服电机的转速值和所述伺服电机的扭矩值。
54.一种模切机张力控制方法，包括:
55.步骤s101:在主控制器上设定所述被加工材料的张力固定值；
56.步骤s102：根据主控制器获取的所述被加工材料的张力信息，通过pid调节，向所述伺服电机发送调整伺服电机转速和所述伺服电机的扭矩指令；
57.步骤s103：所述主控制器获取的所述被加工材料的张力信息趋向于所述设定所述
被加工材料的张力固定值。
58.本技术通过设置一种模切机张力控制系统，包括：主控制器、伺服电机、变频器、工业相机和料辊；所述工业相机采集被加工材料的卷径信息；所述料辊带动所述被加工材料向前运动；所述伺服电机与所述料辊连接，所述伺服电机用于控制所述料辊的运动方向和所述料辊的转速；所述主控制器与所述工业相机电连接，所述主控制器获取所述工业相机采集到的被加工材料的卷径信息；所述变频器与所述主控制器电连接，所述伺服电机与所述变频器电连接，所述主控制器根据所述被加工材料的卷径信息控制所述伺服电机的转速和扭矩，具体如下:若所述被加工材料的卷径变小，则所述主控制器向所述变频器发送降低伺服电机转速的指令，所述变频器将降低伺服电机转速的指令传递到所述伺服电机，所述伺服电机接收到降低伺服电机转速的指令后，则所述伺服电机降低转速；同时所述主控制器向所述伺服电机发送降低伺服电机扭矩的指令，所述伺服电机接收到降低伺服电机扭矩的指令后，则所述伺服电机降低扭矩，实现伺服电机的转速和力矩的输出关系矫正，实现被加工材料的张力的持续平衡，降低了产品不合格的概率。
59.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
60.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
61.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
62.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
63.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。