專利名稱：石膏板定長剪切控制方法和控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石膏板剪切的控制方法及控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
石膏板的生產(chǎn)是一個連續(xù)的生產(chǎn)過程，石膏板濕板的定長剪切是石膏板 生產(chǎn)重要的 一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，目前主要是采用功能模塊+伺服控制系統(tǒng)的方法 來進(jìn)行剪切。然而由于檢測、建模、算法等原因，剪切的精度一般只能控制
在2%。左右。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種剪切精度可達(dá)到0.67%。的石 膏板定長剪切控制方法和伺服控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的一種石膏板定長剪切控制方法包括如下步驟
a、 在線測量石膏板移動的速度^和長度L;;
b、 將刀輥周向旋轉(zhuǎn)速度依次分成3個速度區(qū)加速區(qū)G5;同步區(qū)^C; 減速區(qū)CG,刀刃的速度在各區(qū)分別是
N為刀刃加速區(qū)總脈沖數(shù)，^為刀刃線速度；^為板材運(yùn)動速度；C。為 刀刃到達(dá)零點時的切刀脈沖數(shù)；5為刀刃反饋的脈沖數(shù)；
c、當(dāng)石膏板移動的實際長度L與給定的長度1/相等時，控制上刀輥 和下刀輥的刀刃剛好嚙合，從而在上述同步區(qū)5C定長剪斷石膏板。
本發(fā)明的一種石膏板定長剪切控制系統(tǒng)，包括檢測部、中央處理部和 電才幾控制部，其中，
所述檢測部用于在線檢測石膏板移動的速度^和長度L;
所述中央處理部用于根據(jù)所述檢測部在線檢測的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行處理，并 向所述電機(jī)控制部輸出控制信號；
所述電機(jī)控制部用于驅(qū)動刀輥依次在三個速度區(qū)加速區(qū)G^、同步區(qū) 萬C和減速區(qū)CG進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并使刀輥的刀刃的速度在各區(qū)滿足
N為刀刃加速區(qū)總脈沖數(shù)，p;為刀刃線速度；r,為板材運(yùn)動速度；c。為 刀刃到達(dá)零點時的切刀脈沖數(shù)；s為刀刃反饋的脈沖數(shù)。
優(yōu)選地，所述檢測部包括檢測輪和第一光電編碼器，檢測輪將檢測到 的石膏板移動的速度^和長度L信號通過所述第一光電編碼器傳輸給所述 中央控制部。
優(yōu)選地，所述中央處理部可以采用PLC。
優(yōu)選地，所述電機(jī)控制部包括伺服控制器和第二光電編碼器，所述第 二光電編碼器用于檢測刀輥的刀刃在運(yùn)動圓周的具體位置，伺服控制器用于 根據(jù)所述中央處理部的控制信號控制驅(qū)動上、下刀輥的電機(jī)旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明通過控制刀輥的刀刃更好地周向轉(zhuǎn)動，從而大大提高了石膏板定 長的剪切精度，剪切精度可達(dá)0.67%。。本發(fā)明不僅有很好的動靜態(tài)特性，精 度高，而且系統(tǒng)穩(wěn)定，滿足了工藝要求。
同步區(qū)5C: ^=1.03巧，及
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明刀刃的速度分區(qū)示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明包括檢測部3、中央處理部1和電機(jī)控制部2, 其中，
檢測部3用于在線檢測石膏板6移動的速度^和長度L;
中央處理部1用于根據(jù)檢測部3在線檢測的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行處理，并向電 機(jī)控制部2輸出控制信號；
電機(jī)控制部2用于驅(qū)動刀輥4、 5依次在三個速度區(qū)加速區(qū)G5;同步 區(qū)BC;減速區(qū)CG進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，如圖2所示，并使刀輥4、 5的刀刃的速度在 各區(qū)滿足
加速區(qū)GS: r=《*(l±、/^o
同步區(qū)5C: R=l.03^，及
減速區(qū)CG: j/=K， ;其中，
",V C。
N為刀刃加速區(qū)總脈沖數(shù)o， r,為刀刃線速度；K為板材運(yùn)動速度；C。為 刀刃到達(dá)零點時的切刀脈沖數(shù)；S為刀刃反饋的脈沖數(shù)。在圖2中，G是剪 切完一次后等待下次剪切的刀刃停止點。
如圖l所示，上述檢測部3包括檢測輪31和第一光電編碼器32,檢 測輪31將檢測到的石膏板6移動的速度r,和長度L信號通過第一光電編碼 器32傳輸給中央控制部1。中央處理部1可以采用PLC (可編程控制器)， 也可以采用其它的控制器，比如工業(yè)PC或單片機(jī)。另外，電機(jī)控制部2包 括伺服控制器21和第二光電編碼器22,第二光電編碼器22用于檢測下 刀輥5 (也可以是^r測上刀輥4)的刀刃在運(yùn)動圓周的具體位置，伺服控制 器21用于根據(jù)中央處理部1的控制信號控制驅(qū)動上、下刀輥4、 5的電機(jī) 23旋轉(zhuǎn)。當(dāng)石膏板6移動的實際長度L與給定的長度L'相等時，伺服控制 器21通過控制伺服電機(jī)23來控制運(yùn)動中的上刀輥4和下刀輥5的刀刃剛好 嚙合，從而在上述同步區(qū)5C定長剪斷石膏板6。
下面，通過一具體的例子來說明本發(fā)明的操作過程
a、設(shè)需定長剪切的石膏板厚度是9.5毫米，刀刃的半徑是192毫米， 刀刃運(yùn)行一周的周長是1206毫米(對應(yīng)脈沖數(shù)是10000個，即脈沖當(dāng)量是
0.01206毫米/脈沖)，石膏板的運(yùn)動速度R是45米/分，剪切給定長度1/ 為3000毫米(對應(yīng)脈沖數(shù)是120000個，即脈沖當(dāng)量是0.025毫米/脈沖)。
則同步區(qū)5C所占刀刃圓周的角度是36度，刀刃加速區(qū)對應(yīng)脈沖數(shù)是7000 個，同步區(qū)對應(yīng)脈沖數(shù)是1000個，減速區(qū)對應(yīng)脈沖數(shù)是2000個。
通過檢測輪檢測石膏板6的速度r,和長度L,其中，實際長度L在O到 3000毫米變化(對應(yīng)脈沖數(shù)是0到120000個)。第一光電編碼器32將速 度和實際長度數(shù)據(jù)信號傳輸給中央處理部1;
b、 中央處理部l根據(jù)上述信號設(shè)定上、下刀輥4、 5的旋轉(zhuǎn)速度參數(shù)。 刀刃運(yùn)行一周具體情況如下刀刃從停止點G由速度0開始平穩(wěn)加速，到 加速區(qū)終點B刀刃線速度達(dá)到45米/分，且到B點時刀刃剛好與石膏板接觸； 在同步區(qū)SC刀刃的線速度是46.35米/分；在減速區(qū)CG,刀刃速度由46.35 米/分平穩(wěn)減速到0。在PLC的運(yùn)算過程中，速度對應(yīng)0-4095的整數(shù)，然后 由模擬量輸出模塊實行D/A轉(zhuǎn)換，將0-4095的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成-10￥-+10￥的 模擬量電壓信號，此電壓信號是伺服控制器21的給定值，此電壓信號傳給 伺服電機(jī)控制器21后，由伺服電機(jī)控制器21通過控制伺服電機(jī)23來控制 上、下刀輥4、 5的旋轉(zhuǎn)；
c、 當(dāng)石膏板6移動的實際長度L與給定的長度L'相等時，伺服電機(jī)控 制器21控制上刀輥4和下刀輥5的刀刃剛好嚙合，從而在同步區(qū)5C定長剪 斷石膏板6。
通過上面的具體才喿作，本發(fā)明的絕對精度可達(dá)到3000mm ± 2mm，相對 精度可達(dá)到0.67%。。
權(quán)利要求
1、一種石膏板定長剪切控制方法，其特征在于，包括如下步驟a、在線測量石膏板移動的速度Vl和長度L；b、將刀輥周向旋轉(zhuǎn)速度依次分成3個速度區(qū)加速區(qū)GB；同步區(qū)BC；減速區(qū)CG，刀刃的速度在各區(qū)分別是加速區(qū)GB<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>V</mi> <mi>r</mi></msub><mo>=</mo><msub> <mi>V</mi> <mi>l</mi></msub><mo>·</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>±</mo> <msqrt><mfrac> <mi>ΔP</mi> <mi>N</mi></mfrac> </msqrt> <mo>)</mo></mrow> </mrow>]]></math> id="icf0001" file="A2007101184440002C1.tif" wi="33" he="10" top= "62" left = "60" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>同步區(qū)BCVr＝1.03Vl，及減速區(qū)CG<maths id="math0002" num="0002" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>V</mi> <mi>r</mi></msub><mo>=</mo><msub> <mi>V</mi> <mi>l</mi></msub><mo>·</mo><msqrt> <mfrac><mrow> <msub><mi>C</mi><mn>0</mn> </msub> <mo>-</mo> <mi>B</mi></mrow><msub> <mi>C</mi> <mn>0</mn></msub> </mfrac></msqrt><mo>;</mo> </mrow>]]></math> id="icf0002" file="A2007101184440002C2.tif" wi="33" he="11" top= "81" left = "63" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>其中，N為刀刃加速區(qū)總脈沖數(shù)，Vr為刀刃線速度；Vl為板材運(yùn)動速度；C0為刀刃到達(dá)零點時的切刀脈沖數(shù)；B為刀刃反饋的脈沖數(shù)；c、當(dāng)石膏板移動的實際長度L與給定的長度L′相等時，控制上刀輥和下刀輥的刀刃剛好嚙合，從而在上述同步區(qū)BC定長剪斷石膏板。
2、 一種石膏板定長剪切控制系統(tǒng)，其特征在于，包括檢測部、中央 處理部和電枳i控制部，其中，所述檢測部用于在線檢測石膏板移動的速度^和長度L;所述中央處理部用于根據(jù)所述檢測部在線檢測的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行處理，并 向所述電機(jī)控制部輸出控制信號；所述電機(jī)控制部用于驅(qū)動刀輥依次在三個速度區(qū)加速區(qū)G5、同步區(qū) 和減速區(qū)CG進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并使刀輥的刀刃的速度在各區(qū)滿足N為刀刃加速區(qū)總脈沖數(shù)，^為刀刃線速度；^為板材運(yùn)動速度；C。為刀刃 到達(dá)零點時的切刀脈沖數(shù)；萬為刀刃反饋的脈沖數(shù)。
3、如權(quán)利要求2所述的一種石膏板定長剪切控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述檢測部包括檢測輪和第一光電編碼器，檢測輪將檢測到的石膏板移動 的速度r,和長度L信號通過所述第一光電編碼器傳輸給所述中央控制部。
4、 如權(quán)利要求2或3所述的一種石膏板定長剪切控制系統(tǒng)，其特征在 于，所述中央處理部可以采用PLC或工業(yè)PC或單片^U
5、 如權(quán)利要求4所述的一種石膏板定長剪切控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述電機(jī)控制部包括伺服控制器和第二光電編碼器，所述第二光電編碼器 用于檢測刀輥的刀刃在運(yùn)動圓周的具體位置，伺服控制器用于根據(jù)所述中央 處理部的控制信號控制驅(qū)動上、下刀輥的電機(jī)旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種石膏板定長剪切控制方法，包括如下步驟a.在線測量石膏板移動的速度V<sub>l</sub>和長度L；b.將刀輥周向旋轉(zhuǎn)速度依次分成3個速度區(qū)；c.當(dāng)石膏板移動的實際長度L與給定的長度L′相等時，控制上刀輥和下刀輥的刀刃剛好嚙合，從而在上述同步區(qū)BC定長剪斷石膏板。本發(fā)明還公開了一種石膏板定長剪切控制系統(tǒng)，包括檢測部、中央處理部和電機(jī)控制部。本發(fā)明通過控制刀輥的刀刃更好地周向轉(zhuǎn)動，從而大大提高了石膏板定長的剪切精度，剪切精度可達(dá)0.67‰。本發(fā)明不僅有很好的動靜態(tài)特性，精度高，而且系統(tǒng)穩(wěn)定，滿足了工藝要求。
文檔編號G05D3/20GK101337398SQ20071011844
公開日2009年1月7日 申請日期2007年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月5日
發(fā)明者周建中, 李瑞亭, 白宏成, 雷曉輝 申請人:北新集團(tuán)建材股份有限公司