高速精確噴膠控制系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種高速精確噴膠控制系統(tǒng)，包括煙機(jī)工控機(jī)控制模塊、編碼器、編碼器信號(hào)采集模塊，輸入輸出模塊，噴膠執(zhí)行模塊，其中所述煙機(jī)工控機(jī)控制模塊中設(shè)置有可編程控制器；所述可編程控制器讀取編碼器信號(hào)與預(yù)設(shè)的噴膠位置進(jìn)行比對(duì)，通過(guò)編程進(jìn)行處理，在速度變化的條件下正確控制輸出模塊導(dǎo)通，并驅(qū)動(dòng)噴膠執(zhí)行模塊進(jìn)行噴膠。本發(fā)明專利技術(shù)的選用的通用型的PLC處理器，在完成噴膠功能的同時(shí)還負(fù)責(zé)整個(gè)機(jī)器的電氣控制及各種數(shù)據(jù)通訊，降低了成本，提高了控制精度，簡(jiǎn)化了安裝調(diào)試，獲得了良好的使用效果。

High speed precision spraying control system

The invention relates to a high speed and accurate spraying control system, which includes the control module of the tobacco machine industrial control machine, the encoder and the encoder signal acquisition module, the input and output module and the spray execution module, in which the programmable controller is set in the control module of the tobacco machine industrial control machine. The position of the spray glue is compared and processed by programming. The output module is properly controlled under the condition of the speed change, and the glue execution module is driven. The universal PLC processor of the invention is responsible for the electrical control of the whole machine and all kinds of data communication at the same time. It reduces the cost, improves the control precision, simplifies the installation and debugging, and obtains good use effect.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
高速精確噴膠控制系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及煙業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，特別涉及一種高速精確噴膠控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
目前國(guó)內(nèi)引進(jìn)的煙機(jī)包裝機(jī)組如GD公司的X6S和FOCKE公司FC800等都采用噴膠方式上膠。這兩家公司都采用了帶有微處理器的特定功能模塊或卡板來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)噴膠裝置的控制。這樣的特定功能模塊或卡板需要接入編碼器信號(hào)指示機(jī)器運(yùn)行的位置以及一些光電信號(hào)指示材料行進(jìn)的位置，并預(yù)先設(shè)置好噴膠點(diǎn)位置參數(shù)。圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的噴膠控制系統(tǒng)的各個(gè)模塊工作關(guān)系示意圖。如圖所示，現(xiàn)有技術(shù)中，IPC主處理器并不直接控制噴膠，而是將膠點(diǎn)位置以參數(shù)形式預(yù)設(shè)進(jìn)KL5121定制模塊中，輸入輸出模塊用來(lái)傳送噴膠開始指令和協(xié)處理器完成噴膠反饋，這些特定功能模塊或卡板不但價(jià)格昂貴且調(diào)試過(guò)程繁復(fù)。隨著目前國(guó)內(nèi)煙機(jī)設(shè)備上使用的工控機(jī)和嵌入式PLC性能越來(lái)越強(qiáng)，只要進(jìn)行巧妙的編程和精確的計(jì)算，完全可以用主控PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)高速噴膠裝置的控制，從而節(jié)約了成本簡(jiǎn)化了調(diào)試。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種利用煙機(jī)組已有的控制器達(dá)到在機(jī)器額定工作速度內(nèi)精準(zhǔn)控制膠點(diǎn)位置的系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)的高速精確噴膠控制系統(tǒng)包括煙機(jī)工控機(jī)控制模塊、編碼器、編碼器信號(hào)采集模塊，輸入輸出模塊，噴膠執(zhí)行模塊，其特征在于：所述煙機(jī)工控機(jī)控制模塊中設(shè)置有可編程控制器；所述輸入模塊輸出信號(hào)至可編程控制器；所述編碼器信號(hào)采集模塊接收編碼器的脈沖信號(hào)，通過(guò)脈沖計(jì)數(shù)確定編碼器位置，并輸出信號(hào)至可編程控制器；所述可編程控制器通過(guò)編碼器信號(hào)采集模塊得到編碼器的位置，當(dāng)編碼器位置與預(yù)先設(shè)置的點(diǎn)位置一致時(shí)輸出信號(hào)至輸出模塊；所述輸出模塊輸出信號(hào)至噴膠執(zhí)行模塊，當(dāng)所述噴膠執(zhí)行模塊收到信號(hào)后執(zhí)行噴膠。優(yōu)選地，所述輸出模塊還輸出反饋信號(hào)至輸入模塊，用以調(diào)整膠槍打開時(shí)機(jī)，并在超限時(shí)報(bào)錯(cuò)。優(yōu)選地，所述可編程控制器讀取編碼器信號(hào)與預(yù)設(shè)的噴膠位置進(jìn)行比對(duì)，通過(guò)編程進(jìn)行處理，在速度變化的條件下正確控制輸出模塊導(dǎo)通，并驅(qū)動(dòng)噴膠執(zhí)行模塊進(jìn)行噴膠，該可編程控制器的工作過(guò)程包括如下步驟：步驟一、計(jì)算所需要的輸入信息；步驟二、檢查輸入信息的合法性；步驟三、當(dāng)步驟二判斷輸入信息有誤或參數(shù)設(shè)置超出范圍時(shí),報(bào)錯(cuò)并對(duì)超限參數(shù)重新賦值；步驟四、對(duì)噴膠模式進(jìn)行判斷，如果為測(cè)試模式則進(jìn)入步驟五；步驟五、按一定頻率間歇輸出脈沖信號(hào)，控制超采樣模塊輸出信號(hào)；步驟六、判斷是否在正常噴膠模式開啟狀態(tài)，如果不是則程序結(jié)束；步驟七、根據(jù)機(jī)器當(dāng)前速度及補(bǔ)償時(shí)間計(jì)算出提前量，比對(duì)設(shè)置的膠點(diǎn)位置找到輸出開始的位置，并對(duì)輸出模塊的40個(gè)超采樣輸出值按計(jì)算出的開始位置進(jìn)行賦值；步驟八、讀取輸入模塊的值，對(duì)在編碼器旋轉(zhuǎn)一圈位置內(nèi)該輸入模塊接收到的接通信號(hào)的編碼器位置和次數(shù)進(jìn)行記錄，并與設(shè)定值核對(duì)，如果在允許誤差范圍內(nèi)則對(duì)補(bǔ)償值進(jìn)行調(diào)整，如果超出最大值或連續(xù)超出誤差則報(bào)警停機(jī)。優(yōu)選地，在步驟一中的所述輸入信息包括：上膠測(cè)試使能、常規(guī)噴膠使能、編碼器數(shù)值、膠點(diǎn)位置預(yù)設(shè)值、機(jī)器速度、速度補(bǔ)償使能、錯(cuò)誤復(fù)位。優(yōu)選地，在步驟二中所述的檢查輸入信息的合法性的內(nèi)容包括：兩種噴膠方式不能同時(shí)使能、膠點(diǎn)位置設(shè)置不能超出編碼器讀數(shù)最大范圍且不能在材料長(zhǎng)度之外、相鄰的兩次編碼器讀數(shù)相差值不能超出最高速度允許的范圍。優(yōu)選地，所述步驟七還包括，在控制程序編程中，測(cè)算噴膠驅(qū)動(dòng)卡及整個(gè)噴膠系統(tǒng)中延遲時(shí)間，并換算到在機(jī)器速度不斷波動(dòng)時(shí)的動(dòng)作提前量。優(yōu)選地，還包括：步驟九、將一個(gè)周期的輸出等分成多個(gè)采樣輸出再等時(shí)分步輸出。優(yōu)選地，還包括：步驟十、設(shè)置反饋信號(hào)給輸入模塊，進(jìn)一步調(diào)整膠槍打開時(shí)機(jī)，并在超限時(shí)報(bào)錯(cuò)。優(yōu)選地，所述編碼器采用增量型脈沖信號(hào)，每轉(zhuǎn)產(chǎn)生1000個(gè)脈沖，可倍頻至4000個(gè)步數(shù)，編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)一圈運(yùn)送商標(biāo)紙的部件走過(guò)400mm長(zhǎng)度。優(yōu)選地，所述可編程控制器，為德國(guó)倍福公司的CX2030，或CX2040。優(yōu)選地，所述輸入模塊，為德國(guó)倍福公司的EL1262。優(yōu)選地，所述輸出模塊，為德國(guó)倍福公司的EL2262。優(yōu)選地，所述編碼器信號(hào)采集模塊，為德國(guó)倍福公司的EL5151或EL5101、EL5001。優(yōu)選地，所述噴膠執(zhí)行模塊包括閥驅(qū)動(dòng)模塊，電源，膠槍，其中，當(dāng)所述閥驅(qū)動(dòng)模塊接收到輸出模塊的輸出信號(hào)，輸出一個(gè)大電流用以導(dǎo)通膠槍閥，并且在關(guān)閉時(shí)給出反向電壓快速關(guān)閉膠槍閥，從收到信號(hào)到膠槍貼近包裝材料并噴出膠水的時(shí)間是固定的。優(yōu)選地，所述大電流電壓值為54VDC，每次導(dǎo)通0.8ms，每2次導(dǎo)通或關(guān)閉膠槍閥的時(shí)間間隔不小于2ms。優(yōu)選地，所述閥驅(qū)動(dòng)模塊為HHS公司的V-E04-F。優(yōu)選地，所述電源為HHS公司的SV-E04-F。優(yōu)選地，所述膠槍為HHS公司的V4-814-SP2-F、V4-814-SP2-F、HME-414-FO-SP2或HME5-414-FO-SP3。本專利技術(shù)的選用的通用型的PLC處理器，在完成噴膠功能的同時(shí)還負(fù)責(zé)整個(gè)機(jī)器的電氣控制及各種數(shù)據(jù)通訊，降低了成本，提高了控制精度，簡(jiǎn)化了安裝調(diào)試，獲得了良好的使用效果。采用本專利技術(shù)的噴膠控制，理論誤差小于0.1mm，當(dāng)噴膠驅(qū)動(dòng)卡和膠槍能夠保持足夠的穩(wěn)定，即每次的延遲時(shí)間相同時(shí)，噴膠點(diǎn)的位置精確度能夠達(dá)到0.1mm。本專利技術(shù)的噴膠裝置不接觸包裝材料,即節(jié)省膠水量又衛(wèi)生容易清洗,噴膠的速度和準(zhǔn)確性也隨著機(jī)器速度的提升而逐步提高。附圖說(shuō)明圖1為現(xiàn)有技術(shù)的噴膠控制系統(tǒng)的各個(gè)模塊工作關(guān)系示意圖。圖2為本專利技術(shù)一較佳實(shí)施例的高速精確噴膠控制系統(tǒng)中各元器件及設(shè)備協(xié)同工作的關(guān)系示意圖。圖3為本專利技術(shù)一較佳實(shí)施例的高速精確噴膠控制系統(tǒng)中可編程控制器實(shí)現(xiàn)的工作流程圖。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)的一較佳實(shí)施例的高速精確噴膠控制系統(tǒng)，包括煙機(jī)工控機(jī)控制模塊、編碼器、編碼器信號(hào)采集模塊，輸入輸出模塊，噴膠執(zhí)行模塊，其中，所述煙機(jī)工控機(jī)控制模塊中設(shè)置有可編程控制器；所述輸入模塊輸出信號(hào)至可編程控制器；所述編碼器信號(hào)采集模塊接收編碼器的脈沖信號(hào)，通過(guò)脈沖計(jì)數(shù)確定編碼器位置，并輸出信號(hào)至可編程控制器；所述可編程控制器通過(guò)編碼器信號(hào)采集模塊得到編碼器的位置，當(dāng)編碼器位置與預(yù)先設(shè)置的點(diǎn)位置一致時(shí)輸出信號(hào)至輸出模塊；所述輸出模塊輸出信號(hào)至噴膠執(zhí)行模塊，當(dāng)所述噴膠執(zhí)行模塊收到信號(hào)后執(zhí)行噴膠。圖2是本專利技術(shù)的較佳實(shí)施例的高速精確噴膠控制系統(tǒng)中各元器件及設(shè)備協(xié)同工作的關(guān)系示意圖。控制器：BECKHOFF公司的CX2030(圖2(6))編碼器信號(hào)采集模塊：BECKHOFF公司的EL5151(圖2(5))輸入輸出模塊：BECKHOFF公司的EL1262，EL2262(圖2(4)(7))閥驅(qū)動(dòng)模塊：HHS公司的V-E04(圖2(8))電源：HHS公司的SV-E04-F膠槍：HHS公司的V4-814-SP2-F(圖2(9))編碼器(圖2(2))采用增量型脈沖信號(hào)，每轉(zhuǎn)產(chǎn)生1000個(gè)脈沖，可倍頻至4000個(gè)step，編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)一圈運(yùn)送商標(biāo)紙的部件走過(guò)大概400mm長(zhǎng)度。以設(shè)計(jì)600包/分鐘的速度為例，1ms走過(guò)40step即4mm材料長(zhǎng)度。當(dāng)膠點(diǎn)的位置誤差小于0.5mm時(shí)，能夠達(dá)到有效粘貼且不會(huì)溢膠。EL2262(圖2(7))是2通道的超采樣數(shù)字量輸出模塊，用于輸出信號(hào)到閥驅(qū)動(dòng)模塊HHSV-E04(圖2(8))。閥驅(qū)動(dòng)模塊HHSV-E04(圖2(8))在收到信號(hào)后，輸出一個(gè)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種高速精確噴膠控制系統(tǒng)，包括煙機(jī)工控機(jī)控制模塊、編碼器、編碼器信號(hào)采集模塊，輸入輸出模塊，噴膠執(zhí)行模塊，其特征在于：所述煙機(jī)工控機(jī)控制模塊中設(shè)置有可編程控制器；所述輸入模塊輸出信號(hào)至可編程控制器；所述編碼器信號(hào)采集模塊接收編碼器的脈沖信號(hào)，通過(guò)脈沖計(jì)數(shù)確定編碼器位置，并輸出信號(hào)至可編程控制器；所述可編程控制器通過(guò)編碼器信號(hào)采集模塊得到編碼器的位置，當(dāng)編碼器位置與預(yù)先設(shè)置的點(diǎn)位置一致時(shí)輸出信號(hào)至輸出模塊；所述輸出模塊輸出信號(hào)至噴膠執(zhí)行模塊，當(dāng)所述噴膠執(zhí)行模塊收到信號(hào)后執(zhí)行噴膠。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高速精確噴膠控制系統(tǒng)，包括煙機(jī)工控機(jī)控制模塊、編碼器、編碼器信號(hào)采集模塊，輸入輸出模塊，噴膠執(zhí)行模塊，其特征在于：所述煙機(jī)工控機(jī)控制模塊中設(shè)置有可編程控制器；所述輸入模塊輸出信號(hào)至可編程控制器；所述編碼器信號(hào)采集模塊接收編碼器的脈沖信號(hào)，通過(guò)脈沖計(jì)數(shù)確定編碼器位置，并輸出信號(hào)至可編程控制器；所述可編程控制器通過(guò)編碼器信號(hào)采集模塊得到編碼器的位置，當(dāng)編碼器位置與預(yù)先設(shè)置的點(diǎn)位置一致時(shí)輸出信號(hào)至輸出模塊；所述輸出模塊輸出信號(hào)至噴膠執(zhí)行模塊，當(dāng)所述噴膠執(zhí)行模塊收到信號(hào)后執(zhí)行噴膠。2.如權(quán)利要求1所述的高速精確噴膠控制系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出模塊還輸出反饋信號(hào)至輸入模塊，用以調(diào)整膠槍打開時(shí)機(jī)，并在超限時(shí)報(bào)錯(cuò)。3.如權(quán)利要求2所述的高速精確噴膠控制系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程控制器讀取編碼器信號(hào)與預(yù)設(shè)的噴膠位置進(jìn)行比對(duì)，通過(guò)編程進(jìn)行處理，在速度變化的條件下正確控制輸出模塊導(dǎo)通，并驅(qū)動(dòng)噴膠執(zhí)行模塊進(jìn)行噴膠，該可編程控制器的工作過(guò)程包括如下步驟：步驟一、計(jì)算所需要的輸入信息；步驟二、檢查輸入信息的合法性；步驟三、當(dāng)步驟二判斷輸入信息有誤或參數(shù)設(shè)置超出范圍時(shí),報(bào)錯(cuò)并對(duì)超限參數(shù)重新賦值；步驟四、對(duì)噴膠模式進(jìn)行判斷，如果為測(cè)試模式則進(jìn)入步驟五；步驟五、按一定頻率間歇輸出脈沖信號(hào)，控制超采樣模塊輸出信號(hào)；步驟六、判斷是否在正常噴膠模式開啟狀態(tài)，如果不是則程序結(jié)束；步驟七、根據(jù)機(jī)器當(dāng)前速度及補(bǔ)償時(shí)間計(jì)算出提前量，比對(duì)設(shè)置的膠點(diǎn)位置找到輸出開始的位置，并對(duì)輸出模塊的40個(gè)超采樣輸出值按計(jì)算出的開始位置進(jìn)行賦值；步驟八、讀取輸入模塊的值，對(duì)在編碼器旋轉(zhuǎn)一圈位置內(nèi)該輸入模塊接收到的接通信號(hào)的編碼器位置和次數(shù)進(jìn)行記錄，并與設(shè)定值核對(duì)，如果在允許誤差范圍內(nèi)則對(duì)補(bǔ)償值進(jìn)行調(diào)整，如果超出最大值或連續(xù)超出誤差則報(bào)警停機(jī)。4.如權(quán)利要求3所述的高速精確噴膠控制系統(tǒng)，其特征在于，在步驟一中的所述輸入信息包括：上膠測(cè)試使能、常規(guī)噴膠使能、編碼器數(shù)值、膠點(diǎn)位置預(yù)設(shè)值、機(jī)器速度、速度補(bǔ)償使能、錯(cuò)誤復(fù)位。5.如權(quán)利要求3所述的高速精確噴膠控制系統(tǒng)，其特征在于，在步驟二中所述的檢查輸入信息的合法性的內(nèi)容包括：兩種噴膠方式不能同時(shí)使能、膠點(diǎn)位置設(shè)置不能超出編碼器讀數(shù)最大范圍且不能在材料長(zhǎng)度之外、相鄰的兩次編碼器讀數(shù)相差值不...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：甘蔚鈺，張紅代，龔佳偉，王熙康，陳華，杜衛(wèi)丹，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中煙機(jī)械技術(shù)中心有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海,31