[发明专利]一种实现卷取机与光电检测装置同步移动的方法及系统

权利要求书

1.一种实现卷取机与光电检测装置同步移动的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在卷取机之前的导向辊的前面、被测带材某一侧边缘的上方设置有光电检测装置，光电检测装置包括主光电检测器和参考光电检测器，通过标定器实测出主光电检测器的视场宽度D_标；

步骤2：对于被测带材的某一侧边缘，通过主光电检测器检测该侧边缘位置的电压信号V_A，通过参考光电检测器检测该侧边缘位置的光源背景亮度的电压信号V_B，将电压信号V_A和V_B发送给控制器PLC；

步骤3：控制器PLC根据电压信号，获得被测带材某一侧边缘不受光源老化和污染影响的相对位置信号V_A/V_B；

步骤4：控制器PLC确定被测带材的某一侧边缘的绝对位置D和带材偏移量d；其中，D=V_A/V_B×D_标，带材的偏移量d=D-D_标/2；

步骤5：控制器PLC获取被测带材的运行速度，根据光电检测装置与卷取机的水平距离，计算延时时间t₁；

步骤6：进行光电检测装置跟踪控制，具体是：控制器PLC根据带材边缘绝对位置D通过脉冲接口，向伺服驱动器发出正向或反向的位置脉冲信号驱动伺服电机运动；伺服电机根据位置脉冲信号通过滚珠丝杠带动光电检测装置寻找带材边缘，使该带材边缘置于主光电检测器光路的中心；伺服电机末端的光电编码器将伺服电机的角位移和转速通过脉冲信号的方式反馈至控制器PLC；控制器PLC通过计数器获伺服电机位置的反馈值，以保证主光电检测器光路的中心置于该带材边缘；

步骤7：进行卷取机跟踪控制，具体是：控制器PLC根据带材偏移量d在延迟时间t₁后，向伺服放大器发送0～±5V的电压信号，由伺服放大器输出0～±300mA带颤振的电流信号给伺服阀，从而通过伺服阀控制液压缸来驱动卷取机完成对带材边缘的跟踪控制，使带材边缘卷齐，完成纠偏控制；控制过程中，与液压缸联动的磁尺将液压缸的位置反馈到伺服放大器中。

2.一种分离式光电卷取纠偏控制系统，包括光源箱、一套光电检测装置、安装支架、控制器PLC、伺服放大器、伺服驱动器、伺服阀、液压站、液压缸、磁尺、伺服电机以及光电编码器；安装支架横跨在被测带材的上方，光源箱放置在安装支架的正下方，且位于被测带材的下方；光电检测装置包括一个主光电检测器和参考光电检测器；主光电检测器与参考光电检测器均固定在安装支架上横梁的一条沿带材宽度方向设置的滚珠丝杠的滑块上，滚珠丝杠通过伺服电机转动；其特征在于：所述的安装支架位于卷取机之前的导向辊的前面，且主光电检测器与参考光电检测器均位于被测带材同一侧边缘的上方；在伺服电机的末端安装有光电编码器；控制器PLC通过脉冲输出接口和方向输出接口与伺服驱动器相连，通过脉冲计数器接口与光电编码器相连；伺服放大器通过导线分别与伺服阀、磁尺相连，磁尺装在液压缸内；伺服阀固定在液压站上；

光源箱通过通光孔垂直向上发射光波，主光电检测器测得代表被测带材边缘位置的电压信号送到控制器PLC，参考光电检测器测得代表被测带材边缘位置的光源背景亮度的电压信号送到控制器PLC；控制器PLC计算得到不受光源老化和污染影响的被测带材边缘的相对位置，并进一步确定被测带材的边缘绝对位置D和带材偏移量d；

控制器PLC根据被测带材的边缘绝对位置向伺服驱动器发出正向或反向的位置脉冲信号驱动伺服电机运动，带动滚珠丝杠驱动光电检测装置寻找带材边缘，并通过计数器获取伺服电机位置的反馈值，使带材边缘置于主光电检测器光路的中心；控制器PLC还根据被测带材的运行速度以及光电检测装置与卷取机的水平距离，计算延时时间t₁，并在延迟时间t₁后，根据带材偏移量d向伺服放大器发送0～±5V的电压信号；

磁尺中的感应磁环随液压缸的活塞移动，磁尺将液压缸的运动位移反馈给伺服放大器，伺服放大器根据控制器PLC发送来的电压信号和磁尺的反馈信号经过硬件处理输出0～±300mA带颤振的电流信号给伺服阀；伺服阀根据电流的方向和大小控制液压站的流量去驱动液压缸，从而驱动卷取机跟踪带材某一边缘位置，保证带材边缘卷齐。