[发明专利]一种图案膜/纸自适应定长定位切割系统与方法

说明书

本发明公开了一种图案膜/纸自适应定长定位切割系统与方法。该系统包括控制系统、人机界面、图案膜/纸输送机构、传动及切刀机构、交流伺服电机及传动机构、颜色视觉传感器、主轴和同步编码器；其中控制系统包括运动控制器和伺服驱动器；图案膜/纸输送机构包括一对拉膜/纸辊、膜/纸输送装置。方法为：首先进行主轴零位标定，然后设计自适应电子齿轮，进行电子齿轮同步跟随控制，最后进行同步智能位置补偿，在同步区完成图案膜/纸的切割。本发明降低了机械噪声，实现了切割长度、传送位置的自动调整，消除了不同速度下图案膜/纸的长度波动问题，提高了传送速度和定位精度。

技术领域

本发明涉及高速定长切割与定位技术领域，特别是一种图案膜/纸自适应定长定位切割系统与方法。

背景技术

随着产品包装客制化和不断变化的市场需求，彩印薄膜的盒外包装日渐普及，此包装形式要求将彩印薄膜上的图案与包装盒上对应的图案重合，而现有的方法是通过包装机的送膜辊转过一个固定的圈数，使每次送膜都保持一个固定的长度，这种方法的缺点是每次送膜的累计误差会使图案偏离原来的位置，导致印刷偏差。目前，由于无法精准定位彩膜位置，导致包装后的彩色图案没有位于设定位置，容易发生偏移，致使一批产品包装后薄膜图案不统一，影响产品的外观一致性。

虽然已有设备增加纠偏装置，但采用传统的机械差速补偿方案或者伺服控制电子离合器方案，未能从根本上提高条外透明纸的传送精度，无法有效解决透明纸在输送过程中产生的送纸阻塞、长度变化、机械噪声问题，无法满足图案膜/纸高速输送切割的精度要求。

发明内容

本发明目的在于提供一种传送速度和定位精度高的图案膜/纸自适应定长定位切割系统和方法，能够自适应不同速度下的图案膜/纸的定长定位切割问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种图案膜/纸自适应定长定位切割系统，包括：

图案膜/纸输送机构，用于输送薄膜或者纸张；

主轴和同步编码器连接，同步编码器用于检测主轴的位置和速度，并把检测结果发送给控制系统；

颜色视觉传感器，用于检测标记颜色并作为控制系统的输入信号触发中断；

控制系统，用于根据颜色视觉传感器输入的中断信号，结合同步编码器的检测结果，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的转动速度和位置，从而提供图案膜/纸输送机构的主动力，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；

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

进一步地，所述图案膜/纸输送机构包括一对拉膜/纸辊、膜/纸输送装置，其中拉膜/纸辊与交流伺服电机及传动机构连接，膜/纸输送装置与主轴连接。

进一步地，所述控制系统包括运动控制器和伺服驱动器，所述运动控制器和伺服驱动器放置在控制系统的机柜中，颜色视觉传感器、同步编码器的输出端均接入运动控制器，运动控制器和伺服驱动器连接，伺服驱动器的输出端接入交流伺服电机及传动机构。

进一步地，所述颜色视觉传感器设置于拉膜/纸辊输送前端固定距离，且位于图案膜/纸的标记颜色正上方。

进一步地，所述同步编码器的旋转轴与主轴的一端通过联轴器机械连接。

进一步地，所述的人机界面采用工业触摸屏，控制参数包括图案位置、单张图案膜/纸的长度、同步编码器的零位偏置、交流伺服电机及传动机构中伺服电机与同步编码器的比例系数，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。

一种图案膜/纸自适应定长定位切割方法，包括以下步骤：