[发明专利]一种用于薄膜分切在线位置调整的控制系统和方法

权利要求书

1. 一种用于薄膜分切在线位置调整的控制系统，由检测单元、控制单元和执行机构三部分组成，其特征在于，检测单元包括薄膜定位接近开关、薄膜的色标检测器和旋转编码器，它们分别与可编程控制器的输入端相连；控制单元包括触摸屏、可编程控制器（以下简称PLC）和步进电机驱动器，触摸屏和PLC通过通讯总线电连接，步进电机驱动器输入端和PLC输出端相连；执行机构主要包含步进电机、集电环、同步带轮、传动齿轮、薄膜牵引辊、薄膜压紧胶辊和薄膜切刀；薄膜切刀安装在包装轮上，薄膜牵引辊和薄膜压紧胶辊相切，色标检测器安装在薄膜牵引辊旁边，薄膜牵引辊通过传动的一对齿轮与步进电机转子轴相连，步进电机转子轴的端部安装有集电环，步进电机转子轴通过传动的一对齿轮与传动轴相连，传动轴一端安装有同步带轮，传动轴的另一端安装有旋转编码器，传动轴的中部安装有感应凸轮，感应凸轮旁边安装有薄膜定位接近开关。

2.根据权利要求1所述的一种用于薄膜分切在线位置调整的控制系统，其特征在于，色标检测器响应时间为50微妙,采用的接近开关最大开关频率为2000HZ，色标检测器和接近开关具有响应时间短的特性，步进电机空载启动频率为1200 HZ,具有高动态性能，触摸屏能与PLC进行总线通讯，采用的PLC，输入端具有两个高速计数口和两个边沿中断口，能快速响应编码器脉冲信号和色标检测器及接近开关的检测信号，输出端具有一个高速脉冲输出口，能快速向步进电机驱动器发脉冲，采用的集电环能把步进电机驱动器输出的动力信号传输给旋转中的步进电机。

3.一种用于薄膜分切在线位置调整的控制方法，其特征在于，同步带轮、传动齿轮、旋转编码器、步进电机外壳和转子、 薄膜牵引辊、薄膜切刀和薄膜定位接近开关感应凸轮，由同一个动力拖动，色标检测器固定在薄膜牵引辊傍边，检测薄膜色标，同步带轮和相关齿轮转动一个工位，感应凸轮触发薄膜定位接近开关一次，旋转编码器旋转一周，发出N个脉冲，步进电机外壳和转子转动一周，与步进电机转子相连的薄膜牵引辊牵引薄膜运行L长距离,薄膜色标触发色标检测器一次，切刀在薄膜分切处切断一张薄膜；编码器一圈的脉冲数N对应牵引辊转动距离L。

4.根据权利要求3所述的一种用于薄膜分切在线位置调整的控制方法，其特征在于，启动机器，当感应凸轮在位置A对正薄膜定位接近开关时，测量薄膜色标是否对正色标检测器，如果此时薄膜色标对正色标检测器，表示薄膜在机器上位置正常，如果色标检测器没有对正薄膜色标，则表示薄膜与机器位置出现偏差，偏差值就是从接近开关对正感应凸轮即位置A开始，到色标检测器检测到色标为止，这一段时间内，旋转编码器发出的脉冲数Δn，感应凸轮触发薄膜定位接近开关， PLC的计数器1从0开始计编码器脉冲数，当色标检测器检测色标时，读出计数器1的当前值，这个当前值就是Δn，当Δn<N/2时，薄膜偏差长度ΔL=Δn*L/N,步进电机转子转动一周，步进电机驱动器发出Nˊ个脉冲，薄膜补偿量ΔLˊ=Δnˊ* L / Nˊ, ΔLˊ=ΔL， PLC向步进电机驱动器发出补偿脉冲数Δnˊ=Δn* Nˊ/N,步进电机转子相对于步进电机外壳，驱动薄膜牵引辊沿着薄膜运行的方向转动ΔLˊ，当Δn>N/2时，薄膜偏差长度ΔL=(N-Δn)*L/N, PLC向步进电机驱动器发出补偿脉冲数Δnˊ=(N-Δn)* Nˊ/N, 步进电机转子相对于步进电机外壳，驱动薄膜牵引辊沿着薄膜运行的反方向转动ΔLˊ，如果下一张薄膜没有产生偏差，则感应凸轮到达位置A时，下一张薄膜色标对正色标检测器，从而完成单张薄膜长度调整；以上在线自动调整能保证单张薄膜长度不出现偏差，但单张薄膜在薄膜分切处被切断的初始位置不准切，薄膜有可能被切到薄膜图案上。