[发明专利]一种图案膜/纸自适应定长定位切割系统与方法

权利要求书

1.一种图案膜/纸自适应定长定位切割系统，其特征在于，包括：

图案膜/纸输送机构(3)，用于输送薄膜或者纸张；

主轴(7)和同步编码器(8)连接，同步编码器(8)用于检测主轴(7)的位置和速度，并把检测结果发送给控制系统(1)；

颜色视觉传感器(6)，用于检测标记颜色并作为控制系统(1)的输入信号触发中断；

控制系统(1)，用于根据颜色视觉传感器(6)输入的中断信号，结合同步编码器(8)的检测结果，基于提出的图案膜/纸自适应定长定位切割方法，控制交流伺服电机及传动机构(5)的转动速度和位置，从而提供图案膜/纸输送机构(3)的主动力，进而控制图案膜/纸的输送位置和长度；

传动及切刀机构(4)用于切割图案膜/纸，将切割后的单张图案膜/纸分离输送到供图案膜/纸的位置；

所述人机界面(2)通过通讯口和控制系统(1)连接，用于实现控制参数的设置和运行状态数据显示。

2.根据权利要求1所述的图案膜/纸自适应定长定位切割系统，其特征在于，所述图案膜/纸输送机构(3)包括一对拉膜/纸辊(11)、膜/纸输送装置(12)，其中拉膜/纸辊(11)与交流伺服电机及传动机构(5)连接，膜/纸输送装置(12)与主轴(7)连接。

3.根据权利要求1或2所述的图案膜/纸自适应定长定位切割系统，其特征在于，所述控制系统(1)包括运动控制器(9)和伺服驱动器(10)，所述运动控制器(9)和伺服驱动器(10)放置在控制系统(1)的机柜中，颜色视觉传感器(6)、同步编码器(8)的输出端均接入运动控制器(9)，运动控制器(9)和伺服驱动器(10)连接，伺服驱动器(10)的输出端接入交流伺服电机及传动机构(5)。

4.根据权利要求2所述的图案膜/纸自适应定长定位切割系统，其特征在于，所述颜色视觉传感器(6)设置于拉膜/纸辊(11)输送前端固定距离，且位于图案膜/纸的标记颜色正上方。

5.根据权利要求2所述的图案膜/纸自适应定长定位切割系统，其特征在于，所述同步编码器(8)的旋转轴与主轴(7)的一端通过联轴器机械连接。

6.根据权利要求2所述的图案膜/纸自适应定长定位切割系统，其特征在于，所述的人机界面(2)采用工业触摸屏，控制参数包括图案位置、单张图案膜/纸的长度、同步编码器(8)的零位偏置、交流伺服电机及传动机构(5)中伺服电机与同步编码器(8)的比例系数，运行状态数据包括电机电流、电机速度、图案膜/纸的当前位置。

7.一种图案膜/纸自适应定长定位切割方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、主轴(7)零位标定：根据同步编码器(8)和主轴(7)的基准位置，设置同步编码器(8)的零位偏置，完成主轴(7)零位的标定；

步骤2、设计自适应电子齿轮：首先基于图案膜/纸输送机构(3)中一对拉膜/纸辊(11)和主轴(7)的位置及速度关系，构建基准电子齿轮；然后通过颜色视觉传感器(6)触发中断，在线计算不同运行速度下的图案膜/纸的长度L；最后更新所述基准电子齿轮的位移量P，实现不同速度张力变化下的自适应电子齿轮；

步骤3、电子齿轮同步跟随控制：基于所述自适应电子齿轮，结合同步编码器(8)检测主轴(7)的位置和速度，实现拉膜/纸辊(11)的位置同步和速度同步跟随控制，达到不同速度下的自适应定长输送目的；

步骤4、同步位置补偿：颜色视觉传感器(6)检测到标记颜色时，同步编码器(8)记录主轴(7)的位置，实时计算标记颜色位置和设定位置的偏差E，计算补偿量C，通过P＝L+C更新所述基准电子齿轮的位移量P，完成同步位置补偿，达到图案位置的定位目的；

步骤5、同步切割：图案膜/纸同步输送的同时，主轴(7)通过传动机构带动传动及切刀机构(4)运动，在同步区完成图案膜/纸的切割。

8.根据权利要求7所述的图案膜/纸自适应定长定位切割方法，其特征在于，步骤2所述计算不同运行速度下的图案膜/纸的长度L，具体为：采用滤波算法得到当前速度下的图案膜/纸的长度L。

9.根据权利要求7所述的图案膜/纸自适应定长定位切割方法，其特征在于，步骤4所述计算补偿量C，具体为：C＝α*E，其中α为交流伺服电机及传动机构(5)中伺服电机与同步编码器(8)的跟随比。