专利名称：一种定长切割控制装置及方法
技术领域：
本发明涉及机械切割技术领域，特别是涉及一种定长切割控制装置及方法。
背景技术：
木皮定长切割在木材加工行业使用广泛，加工好的木皮板需进行二次加工分类， 如针对好坏木皮的分类、客户要求长度的半成品木皮板等，都需定长切割工作。目前，在对各种原材料及成品材料长度加工，使得其长度按需要长度生产时，使用 的都为人工测量后切割。采用人工方法生产效率低，并且切割后的误差大。其中，现有定长 切割技术被切割材料长度的测量主要是以参考固定标称物(即长度测量工具类)来对被切 割材料进行相同长度的切割，这种装置会带来被切割出来材料误差大，因为参考固定测量 工具本身会有误差，误差值> 1mm，而被切割材料在测量比较长度时会因为平整度而增大误 差。现有定长切割技术生产操作主要依靠人工，输皮、切皮及测量重复性工作占据大部分人 力资源；根据现场计算工人完成一次工作过程需要> 3分钟/2人，这些问题大大降低了生 产效率，减小了成品利润。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种定长切割控制装置及方法，以克服现有技术中采 用人工方法生产效率低，切割后的误差大的缺陷。为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种定长切割控制装置，所述装置包括 输送单元、长度测量单元、切割单元和控制单元；所述长度测量单元，用于测量所述输送单 元输送的待切割物是否达到预先设定的定长长度；所述切割单元，用于在所述输送单元输 送的待切割物达到预先设定的定长长度时，对所述待切割物进行切割；所述控制单元，用于 对所述输送单元对待切割物的输送过程、长度测量单元的测量过程和切割单元的切割过程 进行控制。其中，所述输送单元包括第一变频器和输送轴的周长为C的输皮电机。其中，所述长度测量单元包括旋转编码器和判断子单元；所述旋转编码器，用于当 所述输送轴旋转一周时输送一个固定数量P的脉冲；所述判断子单元，用于根据所述旋转 编码器输出的脉冲数和固定数量P，判断所述输送单元输送的待切割物是否达到预先设定 的定长长度。其中，所述旋转编码器安装在所述输皮电机或所述输送轴上。其中，所述长度测量单元还包括输皮光电开关，用于当所述待切割物到达所述输 皮光电开关时，向所述控制单元发送计数开始信号，所述控制单元根据所述计数开始信号， 开始对所述旋转编码器输出的脉冲进行计数。其中，所述长度测量单元还包括停刀接近开关，用于当所述切割单元完成切割后 向所述控制单元发送停刀信号，所述控制单元根据所述停刀信号控制所述切割单元停止切 割，并将对所述旋转编码器的输出脉冲计数进行清零。
其中，所述装置还包括手动下铡按键，用于对所述装置进行人工切割操作。本发明的技术方案还提供一种定长切割控制方法，所述方法包括以下步骤:A、控 制单元根据输入指令，控制输送单元对待切割物进行输送；B、当所述待切割物到达输皮光 电开关时，对旋转编码器输出的脉冲进行计数；C、根据所述旋转编码器输出的脉冲数和当 输送轴旋转一周时所述旋转编码器输送的脉冲的固定数量P，判断所述输送单元输送的待 切割物是否达到预先设定的定长长度；D、在所述输送单元输送的待切割物达到预先设定的 定长长度时，对所述待切割物进行切割。其中，所述步骤C包括C1、根据公式L = (M-P) XC，计算所述输送单元输送的待 切割物的长度L，其中L为输送单元输送的待切割物的长度，M为旋转编码器输出的脉冲 数，P为当输送轴旋转一周时旋转编码器输送的脉冲的固定数量，C为输送轴的周长；C2、当 L < K时，判断结果为所述输送单元输送的待切割物未达到预先设定的定长长度，其中K为 预先设定的定长长度；当L = K时，判断结果为所述输送单元输送的待切割物达到预先设定 的定长长度。其中，当切割完成后还包括E、停止切割，并将对所述旋转编码器的输出脉冲计数 进行清零。与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下优点本发明通过对输送单元自动输送待切割物，通过长度测量单元自动判断切割点， 通过切割单元自动切割待切割物，从而减少了人工工作量，提高了生产效率；另外，本发明 采用旋转编码器对待切割材料的长度进行测量，提高了测量精度，减小了切割后的误差。
图1为本发明的定长切割控制装置的结构示意图；图2为本发明的定长切割控制装置的功能结构示意图；图3为本发明实施例的一种定长切割控制装置的结构示意图；图4为本发明实施例的一种定长切割控制方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本发明的定长切割控制装置如图1所示，包括输送单元、长度测量单元、切割单元 和控制单元；其中输送单元分别与长度测量单元和切割单元连接，控制单元分别与输送单 元、长度测量单元和切割单元连接。所述长度测量单元用于测量所述输送单元输送的待切 割物是否达到预先设定的定长长度；所述切割单元用于在所述输送单元输送的待切割物达 到预先设定的定长长度时，对所述待切割物进行切割；所述控制单元用于对所述输送单元 对待切割物的输送过程、长度测量单元的测量过程和切割单元的切割过程进行控制。本发明的定长切割控制装置的功能结构如图2所示，包括控制模块、驱动模块、执 行模块和检测模块，驱动模块由输送驱动模块和执行驱动模块组成，执行模块由输送动力 装置和执行装置组成。其中控制模块分别与检测模块、输送驱动模块和执行驱动模块连接， 检测模块分别与输送动力装置和执行装置连接，输送驱动模块与输送动力装置连接，执行驱动模块与执行装置连接。控制模块包含主控芯片MCU(MicroControllerUnit，微控制单元)、I/O (Input/ Output，输入/输出)接口和LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)；驱动模块包含 二台配有RS485通讯模块的变频器；执行模块包含二台三相380V电机；检测模块包含输皮 光电开关、停刀接近开关和旋转编码器各一个。控制模块对应于图1中的控制单元，输送驱动模块与输送动力装置对应于图1中 的输送单元，执行驱动模块与执行装置对应于图1中的切割单元，检测模块对应于图1中的 长度测量单元。实施例一本发明实施例的一种定长切割控制装置如图3所示，包括电源开关、控制器、变频 器1、输皮电机、变频器2、切刀电机、旋转编码器、输皮光电开关、停刀接近开关和手动下铡 按键。其中，电源开关分别与控制器、变频器1和变频器2连接，控制器分别与变频器1、变 频器2、旋转编码器、输皮光电开关、停刀接近开关和手动下铡按键连接，变频器1和输皮电 机连接，变频器2和切刀电机连接。控制器对应于控制单元，变频器1和输皮电机对应于输送单元，变频器2和切刀电 机对应于切割单元，旋转编码器、输皮光电开关和停刀接近开关对应于长度测量单元。本实施例中，输皮电机的输送轴的周长为C。旋转编码器用于当所述输送轴旋转 一周时输送一个固定数量P的脉冲；长度测量单元还包括判断子单元，用于根据所述旋转 编码器输出的脉冲数和固定数量P，判断所述输送单元输送的待切割物是否达到预先设定 的定长长度。旋转编码器安装在输皮电机或所述输送轴上。本实施例中选择安装在输送轴 上，安装在输送轴上有以下好处1 可避免机械传动上的误差，因为安装在输皮电机上参与输送木皮长度的计算需 要机械传动比和丝杆的螺纹长度；2 可延长旋转编码器的使用寿命，因为输皮电机经过传动装置到达输送转动轴上 的转速已减至电机的1/转动系数。输皮光电开关用于当待切割物到达输皮光电开关时，向控制器发送计数开始信 号，控制器根据该计数开始信号，开始对旋转编码器输出的脉冲进行计数。停刀接近开关用于当完成切割后向控制器发送停刀信号，控制器根据该停刀信号 控制变频器2和切刀电机停止切割，并将对旋转编码器的输出脉冲计数进行清零。手动下铡按键用于对所述装置进行人工切割操作，因为木皮质量存在差异需选择 分类。实施例二当采用图3所示的定长切割控制装置时，本发明实施例的一种定长切割控制方法 如图4所示，方法包括以下步骤步骤s401，控制器根据输入指令，控制变频器1和输皮电机对待切割物进行输送。 本实施例中，电源开关闭合后，控制器、变频器1及变频器2启动运行，控制器接收切皮操作 命令(人工通过输入面板按键操作)，控制器通过W端子及RS485通讯分别给变频器1正 转运行信号及运行频率，变频器1驱动输皮电机对待切割物进行输送。步骤s402，当待切割物到达输皮光电开关时，对旋转编码器输出的脉冲进行计数。本实施例中，当木皮到达输皮光电开关时，输皮光电开关动作。控制器检测到输皮光电开关 信号后，开始对旋转编码器输出的脉冲进行计数。为了降低成本，旋转编码器选用绝对式旋 转编码器即可。步骤S403，根据旋转编码器输出的脉冲数和当输送轴旋转一周时旋转编码器输送 的脉冲的固定数量P，判断输送的待切割物是否达到预先设定的定长长度。本实施例中，首 先根据公式L = (M-P) XC计算输送单元输送的待切割物的长度L，其中L为输送单元输 送的待切割物的长度，M为旋转编码器输出的脉冲数，P为当输送轴旋转一周时旋转编码器 输送的脉冲的固定数量，C为输送轴的周长；然后将L与预先设定的定长长度K进行比较， 当L < K时，判断结果为输送单元输送的待切割物未达到预先设定的定长长度；当L = K时， 判断结果为输送单元输送的待切割物达到预先设定的定长长度。步骤s404，在输送单元输送的待切割物达到预先设定的定长长度时，对所述待切 割物进行切割。本实施例中，当输送木皮长度到达设定值后，控制器给变频器2启动及运行 频率命令，变频器2得到信号后驱动切刀电机，切刀电机带动切刀对木皮进行切割。步骤s405，当切割完成后停止切割，并将对旋转编码器的输出脉冲计数进行清零。 本实施例中，当完成切割后，控制器检测到停刀接近开关信号时，切刀电机停止运行(切刀 安装在切刀电机转子同轴心上，这样切刀电机转一圈即可完成一次切割操作)，采用停刀接 近开关主要是控制停刀的位置，防止重复切割。完成一次切割操作后，控制器进行脉冲计数 值清零、木皮数加1操作，准备下一次切割。本发明采用绝对式旋转编码器来对被切割物的长度进行计算。绝对式旋转编码器 的原理是在轴承旋切一圈时，输出一个固定频率的脉冲，该固定频率的脉冲可根据误差精 度的需要来选择。目前市场上有30-3000P/R，其误差精度=C/30-3000，可以将精度控制在 小于或等于0. 01mm，其中C为传送轴周长。本发明采用控制器自动完成重复性工作，从而大减小工作时间。例如当输皮电机 旋转频率f = 50Hz，输送轴的直径D = 100mm,木材长度L = 10000mm时，根据公式计算T =(1/N)*(L/C) 一次工作过程时间约为1. 秒，其中N为电机转速，N= (f*60)/2;C为轴 承周长，C= 31 *D。从以上数据可得出本发明进行一次切割操作的时间为人工操作的1/180，而人工 需要比例为1/2。本发明可以将生产效率在现有技术上提高85%，材料长度精度能达到 士0. 118mm，甚至更高，此精度取决于旋转编码器的点数及机械传动比)。另外，本发明增加 了人机界面，相关参数的可更改性强。本发明通过对输送单元自动输送待切割物，通过长度测量单元自动判断切割点， 通过切割单元自动切割待切割物，从而减少了人工工作量，提高了生产效率；另外，本发明 采用旋转编码器对待切割材料的长度进行测量，提高了测量精度，减小了切割后的误差。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰 也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种定长切割控制装置，其特征在于，所述装置包括输送单元、长度测量单元、切割 单元和控制单元；所述长度测量单元，用于测量所述输送单元输送的待切割物是否达到预先设定的定长 长度；所述切割单元，用于在所述输送单元输送的待切割物达到预先设定的定长长度时，对 所述待切割物进行切割；所述控制单元，用于对所述输送单元对待切割物的输送过程、长度测量单元的测量过 程和切割单元的切割过程进行运算及控制。
2.如权利要求1所述的定长切割控制装置，其特征在于，所述输送单元包括第一变频 器和输送轴的周长为C的输皮电机。
3.如权利要求2所述的定长切割控制装置，其特征在于，所述长度测量单元包括旋转 编码器和判断子单元；所述旋转编码器，用于当所述输送轴旋转一周时输送一个固定数量P的脉冲；所述判断子单元，用于根据所述旋转编码器输出的脉冲数和固定数量P，判断所述输送 单元输送的待切割物是否达到预先设定的定长长度。
4.如权利要求3所述的定长切割控制装置，其特征在于，所述旋转编码器安装在所述 输皮电机或所述输送轴上。
5.如权利要求1所述的定长切割控制装置，其特征在于，所述长度测量单元还包括输 皮光电开关，用于当所述待切割物到达所述输皮光电开关时，向所述控制单元发送计数开 始信号，所述控制单元根据所述计数开始信号，开始对所述旋转编码器输出的脉冲进行计 数。
6.如权利要求5所述的定长切割控制装置，其特征在于，所述长度测量单元还包括停 刀接近开关，用于当所述切割单元完成切割后向所述控制单元发送停刀信号，所述控制单 元根据所述停刀信号控制所述切割单元停止切割，并将对所述旋转编码器的输出脉冲计数进行清零。
7.如权利要求1至6任一项所述的定长切割控制装置，其特征在于，所述装置还包括手 动下铡按键，用于对所述装置进行人工切割操作。
8.一种定长切割控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤A、控制单元根据输入指令，控制输送单元对待切割物进行输送；B、当所述待切割物到达输皮光电开关时，对旋转编码器输出的脉冲进行计数；C、根据所述旋转编码器输出的脉冲数和当输送轴旋转一周时所述旋转编码器输送的 脉冲的固定数量P，判断所述输送单元输送的待切割物是否达到预先设定的定长长度；D、在所述输送单元输送的待切割物达到预先设定的定长长度时，对所述待切割物进行 切割。
9.如权利要求8所述的定长切割控制方法，其特征在于，所述步骤C包括Cl、根据公式L= (M+P)XC，计算所述输送单元输送的待切割物的长度L，其中L为 输送单元输送的待切割物的长度，M为旋转编码器输出的脉冲数，P为当输送轴旋转一周时 旋转编码器输送的脉冲的固定数量，C为输送轴的周长；C2、当L < K时，判断结果为所述输送单元输送的待切割物未达到预先设定的定长长度，其中K为预先设定的定长长度；C3、当L = K时，判断结果为所述输送单元输送的待切割物达到预先设定的定长长度。
10.如权利要求8或9所述的定长切割控制方法，其特征在于，当切割完成后还包括 E、停止切割，并将对所述旋转编码器的输出脉冲计数进行清零。
全文摘要
本发明公开了一种定长切割控制装置，包括输送单元、长度测量单元、切割单元和控制单元；长度测量单元用于测量输送单元输送的待切割物是否达到预先设定的定长长度；切割单元用于在输送单元输送的待切割物达到预先设定的定长长度时，对待切割物进行切割；控制单元用于对输送单元对待切割物的输送过程、长度测量单元的测量过程和切割单元的切割过程进行控制。本发明还公开了一种定长切割控制方法。本发明通过对输送单元自动输送待切割物，长度测量单元自动判断切割点，通过切割单元自动切割待切割物，从而减少了人工工作量，提高了生产效率；另外，本发明采用旋转编码器对待切割材料的长度进行测量，提高了测量精度，减小了切割后的误差。
文档编号G05B19/18GK102063085SQ20101051055
公开日2011年5月18日 申请日期2010年10月15日 优先权日2010年10月15日
发明者贾飞, 骆鹏 申请人:深圳市伟创电气有限公司