子午胎纤维帘布全自动裁断机的吸取与对接系统的控制方法.pdf

一种子午胎纤维帘布全自动裁断机的吸取与对接系统的控制方法，其系统主要由导开装置(1)，储布装置(2)，传送及裁断装置(3)，帘布(4)，吸盘架(5)，吸取与对接拖动牵引装置(6)，吸取与对接装置的控制设备(7)组成，其控制方法是采用对吸盘(53)边吸取边对帘布边缘进行激光检测，用检测信号触发驱动吸盘的全数字交流伺服电机控制模式的切换(速度模式和位置模式)实现精确定长和拉缝，自动测边，达到准确吸取和对接。该方法是先进技术的集成和综合。其组成简单，而运行准确可靠，使用维护修理简易。

1、  一种子午胎纤维帘布全自动裁断机的吸取与对接系统的控制方法，其系统主要由导开装置(1)，储布装置(2)，传送及裁断装置(3)，帘布(4)，吸盘架(5)，吸取与对接拖动牵引装置(6)，吸取与对接装置的控制设备(7)组成，其特征在于：吸取与对接系统的控制方法是当吸盘架(5)下方的主运送带上有帘布(4)时光电开关(51)动作，吸盘(53)与激光传感器一起从对接线(b)开始以速度方式向帘布(4)方向移动；遇到帘布前边缘(a)时激光传感器发出信号使吸盘(53)在伺服电机以位置模式运行到适当位置后停下；吸盘(53)吸取帘布(4)以位置模式返回对接线(b)，并实现帘布(4)的对接；压接完的帘布(4)用传送带送至储布坑；布尾的停止，由布尾激光开关(54)切换伺服电机从速度模式转为位置模式完成布尾的对接。

2、  根据权利要求1所述的子午胎纤维帘布全自动裁断机的吸取与对接系统的控制方法，其特征在于：吸盘(53)由吸取与对接拖动牵引装置(6)中的交流伺服电机通过联轴器带动E级滚动螺旋丝杠转动，丝母带动吸盘(53)做直线往复运动，丝杠轴距为32mm，交流伺服电机轴上封装一旋转编码器(76)，每转一周发出131072个脉冲，作为伺服电机位置和速度的反馈信号。

3、  根据权利要求1所述的子午胎纤维帘布全自动裁断机的吸取与对接系统的控制方法，其特征在于：吸取与对接装置的控制设备，主要包括交流伺服电机，对应的伺服放大器，CPU模块，定位模块，帘布(4)前后边缘检测激光传感器，帘布有无检测光电传感器组成，其中主要由定位模块(72)连接控制相应的伺服放大器(73)，用以控制吸取伺服电机(74)和对接伺服电机(75)。

子午胎纤维帘布全自动裁断机的吸取与对接系统的控制方法
技术领域
本发明涉及一种轮胎帘布自动吸取与对接系统的控制方法，尤指该控制方法采用对吸盘边吸取边对帘布边缘进行激光检测，而触发驱动吸盘的全数字交流伺服电机控制模式的切换，实现了精确定长和拉缝，自动测边，准确吸取和对接。此法是当前一些先进技术的集成和综合的控制方法。
背景技术
目前，国外进口的裁断机在帘布吸取系统的定位技术普遍采用在裁断的同时测量帘布边缘(如日本三菱公司的裁断机)。吸盘按照该块帘布在裁断时测得的边缘数据进行垂直于主运输带运行方向的前行定位。但是，对于国内轮胎生产工艺，特别是帘布的压延工艺的质量存在严重的不稳定性，采用上述方法会带来较大的偏差。另外，国产全自动裁断机的主运输带运行跑偏较大，如在裁断时测量边缘，当帘布运行至吸盘架下时，边缘的绝对坐标值会发生较大的偏差，不能满足吸取对接系统的精度要求。怎样改进上述裁断机的缺点，提高吸取与对接系统的精度乃当务之急。
发明内容
根据背景技术所述，本发明的目的在于提供一种能够解决全自动裁断机吸取与对接系统精度要求为误差小于±1mm的系统的控制方法。采用了对吸盘边吸取边对帘布边缘进行激光检测去触发驱动吸盘的全数字交流伺服电机控制模式的切换，实现精确定长和拉缝，自动测边，准确吸取和对接的先进技术集成和综合的控制方法。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种子午胎纤维帘布全自动裁断机的吸取与对接系统的控制方法，其系统主要由导开装置(1)，储布装置(2)，传送及裁断装置(3)，帘布(4)，吸盘架(5)，吸取与对接拖动牵引装置(6)，吸取与对接装置的控制设备(7)组成，其中：吸取与对接系统的控制方法是当吸盘架(5)下方的主运送带上有帘布(4)时光电开关(51)动作，吸盘(53)与激光传感器一起从对接线(b)开始以速度方式向帘布(4)方向移动；遇到帘布前边缘(a)时激光传感器发出信号使吸盘(53)在伺服电机以位置模式运行到适当位置后停下；吸盘(53)吸取帘布(4)以位置模式返回对接线(b)，并实现帘布(4)的对接；压接完的帘布(4)用传送带送至储布坑；布尾的停止，由布尾激光开关(54)切换伺服电机从速度模式转为位置模式完成布尾的对接。
由于采用了上述技术方案，本发明具有以下优点和效果：
1、本发明自动吸取与对接系统采用了激光边缘检测，吸盘采取边吸取边测量帘布边缘的技术方案，测量的数值用于吸盘的定位，激光边缘检测的信号控制驱动吸盘的伺服电机控制模式的切换，达到了准确吸取与对接。
2、本发明驱动吸盘移动的丝杠运动产生的最大重复误差为4μm/600mm，帘布边缘重复检测总误差为40μm，因此本技术方案可以说达到了准确吸取和精确对接系统的精度要求，即误差小于±1mm。
3、本发明采取主传送带停止前的边缘测量启动方式，保证了整个系统的裁断效率在规格为300mm时，14刀/分钟。
4、本发明技术方案组成的吸取与对接系统的组成，结构简单，运行可靠，使用维护修理简易。
附图说明
图1A为本发明的系统组成示意图
图1B为本发明吸取，对接系统工作流程框图
图2为本发明速度/位置切换控制示意图
图3为本发明吸取，对接系统电气控制示意图
图中：1-导开装置，2-储布装置，3-传送及裁断装置，31-裁刀，4-帘布，5-吸盘架，51-光电开关，52-激光开关，53-吸盘，54-布尾激光开关，6-吸取与对接拖动牵引装置，7-吸取与对接装置的控制设备，71-控制变压器，72-定位模块，73-伺服放大器，74-吸取伺服电机，75-对接伺服电机，76-旋转编码器，L-吸取与激光开关的距离，C-吸盘总行走距离，V-设定速度，Top-激光开关动作时刻，Tvc-速度控制时间，Tpc-位置控制时间，Tw-爬行时间，Ws-定位开始信号，W-忙信号，W_E-定位结束信号，Wvp-速度/位置切换信号，W_∑-速度/位置切换区间
具体实施方式
由图1A，图1B示出，本发明的吸取与对接系统的主要组成及其控制方法的要点，即一种子午胎纤维帘布全自动裁断机的吸取与对接系统的控制方法，其系统主要由导开装置1，储布装置2，传送及裁断装置3，帘布4，吸盘架5，吸取与对接拖动牵引装置6，吸取与对接装置的控制设备7组成，其中：吸取与对接系统的控制方法是当吸盘架5下方的主运送带上有帘布4时光电开关51动作，吸盘53与激光传感器一起从对接线b开始以速度方式向帘布4方向移动；遇到帘布前边缘a时激光传感器发出信号使吸盘53在伺服电机以位置模式运行到适当位置后停下；吸盘53吸取帘布4以位置模式返回对接线b，并实现帘布4的对接；压接完的帘布4用传送带送至储布坑；布尾的停止，由布尾激光开关54切换伺服电机从速度模式转为位置模式完成布尾的对接。
由图可知，其吸取与对接系统的详细工作过程是：安装在吸盘53上的激光传感器与吸盘53同步移动。一旦吸取架5下方的主运输带上有帘布4，吸盘53带动激光传感器就可以从对接线(0线)b开始以速度方式向帘布4方向移动，在移动过程中，一旦激光传感器发出遇到帘布4前边缘a地信号，驱动吸盘伺服电机立即切换为位置模式运行，运行距离L(吸盘与激光开关之间的距离)停下，吸盘总的行走距离为C(见图1A所示)。吸盘53吸取帘布4，接着再以位置模式返回零位并实现帘布4的对接。吸盘53在落下、吸取、抬起、回对接线b、释放、压接等一系列动作之后，由伺服电机驱动的对接传送带，将压接完的帘布4输送至前储布坑。布尾的停止由布尾激光开关54(在吸盘下方)切换伺服电机从速度模式转为位置模式，实现准确的布尾定位。帘布4的边缘检测是在吸取的过程中进行的，并且吸盘53的速度在其两种运行模式的切换中是连续的、无停顿的，这大大提高了吸盘53的工作效率。
上述工作过程可参见吸取、对接工作流程框图。
由图可知，吸盘53由吸取与对接拖动牵引装置6中的一个1.5kw交流伺服电机(HC-SFS152)通过联轴器带动1m长E级滚动螺旋丝杠转动，丝母带动吸盘53做直线往复运动，对接运输带由一个1.0kw的交流伺服电机(HC-SFS102)牵引。其中，1m长高精度E级滚动螺旋丝杠转动，丝母带动吸盘做直线往复运动，丝杠螺距为32mm。交流伺服电机轴上封装了一个高精度编码器，每转动一周可发出131072个脉冲，编码器脉冲信号反馈给伺服放大器，作为伺服电机位置和速度反馈信号。E级滚动螺旋丝杠的重复误差为2μm/300mm，本吸盘工作范围在600mm之内，因此，丝杠运动所产生的最大重复误差为4μm/600mm。可见其误差值远小于本发明的精度要求。
另知，从上述的工作过程来看，帘布4的边缘定位位置定位的精度由下面两点决定：吸盘移动产生的误差和帘布边缘检测产生的误差。帘布4边缘的检测是吸盘53带动激光传感器的移动来实现的。其精度是由激光传感器的响应时间、重复精度、信号线的长度、定位模块速度/位置转换信号的响应时间来决定的。以上因素除了激光传感器的重复精度外，其它因素所造成的误差是固定的，可以通过软件来补偿。激光传感器的重复误差不能通过软件来补偿，本设计使用的激光传感器的响应时间为200μs，重复精度为50μs，感应距离为25～115mm。本系统的吸盘移动线速度为800mm/s，即0.8μm/μs，所以帘布边缘的重复检测误差为50×0.8＝40μm，可见其误差值对本发明的精度要求影响很小。
另知，本发明的吸取与对接装置的控制设备7主要包括：
吸取装置拖动电机：三菱公司1.5KW交流伺服电机HC-SFS152
对应伺服放大器：MR-J2S-200A
对接牵引电机：三菱公司1.0KW交流伺服电机HC-SFS102
对应伺服放大器：MR-J2S-100A
吸取装置拖动电机与对接牵引电机由以下设备控制：
CPU模块：A2SHCPU-S1
定位模块：A1SD75P3-S3
帘布的前后边缘检测传感器：Bannar公司的激光传感器PD45VN6C100
帘布有无的检测传感器：图尔克公司高灵敏度光电传感器
由图2示出，激光传感器发来的定位开始信号Ws，定位结束信号W_E和速度/位置切换信号Wvp与系统切换时序控制对应关系的示意。
从图中还可看出，速度和位置两种运行模式的切换是连续的，无停顿的。
由图3示出，控制吸取与对接系统正常运行的设备典型的组合，主要由控制变压器71，定位模块72，伺服放大器73，吸取伺服电机74和对接伺服电机75组成，其中，主要由定位模块72连接控制相应的伺服放大器73，由相应的伺服放大器73控制吸取伺服电机74和对接伺服电机75控制信号来源激光传感器，其中伺服电机轴上封装一旋转编码器，每转一周发出的脉冲信号作为伺服电机位置和速度的反馈信号。