带激光测距仪的烟包切片机控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种带激光测距仪的烟包切片机控制系统，属于卷烟机电技术领域。本控制系统，含有ＰＬＣ控制器，ＰＬＣ控制器的Ｉ／Ｏ接口与切片机上的喂料皮带机、推料板、切刀上的气动或电动控制装置相连接；激光测距仪设置位置选定在使激光光线射向推料板，且光线不会被扶包器的往复运动所遮挡的地方；激光测距仪的输出端与Ａ／Ｄ转换模块输入端相连接，Ａ／Ｄ转换模块的输出端与ＰＬＣ控制器的输入端相连接；推料光电管设置在喂料皮带机末端，刀前光电管设置在切刀处，推料光电管和刀前光电管的输出端均与ＰＬＣ控制器的输入端相连接。本实用新型专利技术设计合理，结构简单，实施容易，操作简便，控制精确，能切实保证烟包的切片质量。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于卷烟机电
，具体涉及一种用于烟包切片机的带有激光测 距仪的切片控制系统。
技术介绍
现有技术中，烟草行业所使用的切片机切片控制方式有以下4种1.光电管延时标准烟包送到切片皮带机上，当烟包感应到刀前光电管停止，(此 时有三对光电管可以检测烟包的高度)推料板工作，将烟包向前推至刀前光电管，通过光 电管的延时来决定每刀的宽度。由于烟包的形状不一，且通过光电管来延时决定切片的宽 度具有不稳定性其宽度波动较大。2.光幕测长控制光幕测长与激光测距仪测长一样属于是精度较高的一种切片 控制方式。但选用光幕有以下缺点1、光幕的安装位置受设备影响，不能安装在刀后，无法 测量出切片的宽度。2、光幕对安装的精度要求较高，当发射端和接收端不在同一水平面时 容易报警。3、需增加PLC数字模块，接线工作量较大，且换算比较复杂各个厂家的换算方式不一。3.旋转编码器定位一般是在切片机上安装2个旋转编码器，分别安装在推料板 主传动轴上和底带的主托辊上，通过二者的配合实现切片的控制。增量型编码器需要高速 计数模块采集其脉冲换算出转速，由于中间的转换环节较多涉及到主动托辊的周长测算、 机械装置打滑等，导致这种测长和宽度控制在精度上受到限制。4.伺服气缸控制这种方式一般常见于国外切片机，它是在切片机的挡料板上增 加一块用于控制切片宽度的伺服气缸。这种装置的主要缺点是气体具有压缩性，烟包停止 的位置每次都会有变化，导致切片的精度不高，且维护起来较复杂。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足，本技术要解决的技术问题是提供一种带激光测距 仪的烟包切片机控制系统，它是重量轻、体积小、结构简单、控制精确，而且容易维护的切片 控制系统。本技术的技术方案是带激光测距仪的烟包切片机控制系统，含有PLC控制 器，PLC控制器的I/O接口与切片机上的喂料皮带机、推料板、切刀上的气动或电动控制装 置相连接；激光测距仪设置在切片机上，其位置选定在使激光光线射向推料板，且光线不会 被扶包器的往复运动所遮挡的地方；激光测距仪的输出端与A/D转换模块输入端相连接， A/D转换模块的输出端与PLC控制器的输入端相连接；推料光电管设置在喂料皮带机末端， 刀前光电管设置在切刀处，推料光电管和刀前光电管的输出端均与PLC控制器的输入端相 连接。本技术设计合理，结构简单，实施容易，操作简便，控制精确，能切实保证烟包 的切片质量。附图说明附图1是带激光测距仪的切片机结构示意图；附图2是本技术控制系统流程图；附图3是本技术控制系统电原理框图；附图4是本技术切片控制示意图。附图中标记分述如下1_切片机机架；2-推料板；3-卸料装置；4-切刀；5-PLC控 制器；6-刀前光电管；7-A/D转换模块；8-激光测距仪；9-喂料皮带机；10-推料光电管； 11-烟包；12-切刀处。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的描述。激光测距仪， 是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细 的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算 出从激光器到目标的距离。激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，其误差仅 为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一。附图1所示为本行业的切片机结构示意，一 台切片机包含有切片机机架1、推料板2、卸料板3、切刀4以及相应的气动和电动控制系统。 机架1部分构成设备的主要外观，并在机架1上安装相应的设备器件；推料板2用于将烟包 11向着切刀4的方向推行，其启停由PLC系统控制；卸料板3用来将切后的烟块片卸下到 下一个输送设备；设备的驱动主要为气动和电动。在切片机的支架1上选择一处合适的位 置，安装激光测距仪8，使得切片机的扶包器在其往复运行时不影响激光测距仪8的测量。 通过电路将激光测距仪8和PLC系统的A/D转换模块7相连，使其测量的数据能由PLC的 控制器5自动采集。经过A/D转换模块7输入模块的，将模拟量4 20mA转换为数字量。附图2是控制系统流程图。1、喂料皮带机将烟包输送到切片机中；2、当烟包在运 行过程中遮挡住推料光电管时，喂料皮带机停止；3、推料板开始向前推动烟包前进；4、当 烟包遮挡住刀前光电管时，烟包停止；5、此时激光测距仪测量到的到推料板的距离被记录 到PLC中用于计算；6、PLC算出第一刀的切片宽度，推料板向前运行；7、当推料板前进的距 离达到所需切片宽度时，推料板停止前进，切刀向下运行开始切片；8、切片完后，刀片向上 复位；以下重复进行5、6、7、8这几个步骤，直到一个切片周期结束；再开始下一个烟包附图3是电原理框图。激光测距仪8将测距信号通过A/D转换模块7的转换后送 到PLC控制器5，PLC控制器5根据激光油距仪8和推料光电管10和刀前光电管6送来的 信号，进行计算后，将计算结果输出给喂料皮带机9、推料板2、切刀4，控制它们进行精确动 作，完成切片任务。附图4对切片的控制进行了显示，现设定N为根据工艺要求设定的烟包切片块数 (0 < N ^ 6),(烟草行业所用烟包为标准长方体烟包，尺寸是1200*800*875)，一般是分切 成4 6块。L为激光测距仪到刀前光电管的垂直距离，这段距离可以通过工具实测出；Ll为烟包过刀前光电管时测到的激光测距仪与推料板的距离；L2为推料板的长度，这个长度可以通过工具实测出；完整的烟包长度L4 = L-L1-L2 ；第一次切片的宽度H = L4/N ；通过Ll的变化来控制推料板的运行距离，这个变化的距离即为要切片的宽度H。 此时开始切第一刀，在切完第一刀后利用L-L2-L1 = L5(剩余烟包的长度)来得到剩余烟 包的长度，再根据剩余的切片块数算出要切的宽度，即切第二刀时，推料板向前走L5/N-1， 按此方式继续下去，一直到只剩下最后一块烟片时，结束切片控制。本技术的新型控制方式的目的是为了减少各烟块之间宽度差，提高切片流量 的稳定性，根据不同流量要求，需要对烟包11进行分切(烟草行业所用烟包为标准长方体 烟包，尺寸是1200*800*875)，一般是分切成4 6块，根据设定的块数，例如是5块，控制原 理是这样的首先测量出还未切片的烟包的宽度，对此宽度进行5等份，得到的结果为第一 次切片的宽度，由PLC系统控制推料板前进距离为第一次切片的宽度，虽然激光测仪已较 精确，但由于PLC系统自身的扫描时间和执行机构的滞后性问题，导致实际所切得的烟块 往往与计算值有一定的偏差，为了克服切片中的误差，在切完一刀后要再次测量剩余烟包 的宽度，而不是按第一次计算的结果继续分切。这样就很好的克服了切片中的误差，使切出 来的烟块宽度几乎一致。本技术的基于激光测距仪的切片控制方式，不但可与根据工 艺要求快速调整参数，还能精确控制切片的宽度，达到稳定切片流量的目的，提高了设备自 动化程度，降低了操作人员的工作强度，为后续产品的加工提供了强有力的支持。权利要求一种带激光测距仪的烟包切片机控制系统，含有PLC控制器，PLC控制器的I/O接口与切片机上的喂料皮带机、推料板、切刀上的气动或电动控制装置相连接；其特征在于激光测距仪(8)设置在切片机上，其位置选定在使激光光线射向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带激光测距仪的烟包切片机控制系统，含有ＰＬＣ控制器，ＰＬＣ控制器的Ｉ／Ｏ接口与切片机上的喂料皮带机、推料板、切刀上的气动或电动控制装置相连接；其特征在于：激光测距仪（８）设置在切片机上，其位置选定在使激光光线射向推料板（２），且光线不会被扶包器的往复运动所遮挡的地方；激光测距仪（８）的输出端与Ａ／Ｄ转换模块（７）输入端相连接，Ａ／Ｄ转换模块（７）的输出端与ＰＬＣ控制器（５）的输入端相连接；推料光电管（１０）设置在喂料皮带机（９）末端，刀前光电管（６）设置在切刀（４）处，推料光电管（１０）和刀前光电管（６）的输出端均与ＰＬＣ控制器（５）的输入端相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋健华，吕忠闯，王志强，秦明星，林蔚，杜云鹏，
申请(专利权)人：湖北中烟工业有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]