專(zhuān)利名稱(chēng)：用擺動(dòng)光電傳感器掃描檢測(cè)位移的糾偏裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高精度、用擺動(dòng)光電傳感器掃描檢測(cè)位移的糾偏裝置。
背景技術(shù)：
在使用紙張、薄膜及布匹等為原料的生產(chǎn)領(lǐng)域，原料多以卷筒的形式存在，在加工過(guò)程中要經(jīng)過(guò)放卷，將原料送入機(jī)器指定的位置，以進(jìn)行下道工序。由于多種原因，原料在離開(kāi)卷筒后會(huì)出現(xiàn)橫向的位置偏差，影響下道工序的進(jìn)行。因此，為保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，通常需通過(guò)檢測(cè)和控制，將原料送入指定位置，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為“糾偏”。
現(xiàn)有的糾偏系統(tǒng)一般如圖1所示料卷6通過(guò)卷軸裝于活動(dòng)座5上；活動(dòng)座5通過(guò)滾棒3裝于機(jī)座1上；裝在機(jī)座1上的電動(dòng)機(jī)2可通過(guò)絲桿4驅(qū)動(dòng)活動(dòng)座5在機(jī)座1上橫向移動(dòng)，從而使料卷6橫向移動(dòng)，離開(kāi)卷筒的料也向同一方向移動(dòng)；光電傳感器7裝在機(jī)座1上。
上述糾偏系統(tǒng)的工作原理是以料邊或線條或圖案邊為基準(zhǔn)，光電傳感器7在有料或無(wú)料時(shí)能輸出不同狀態(tài)；當(dāng)光電傳感器7檢測(cè)無(wú)料時(shí)，電腦控制電動(dòng)機(jī)2使料卷6向光電傳感器7方向(正方向)移動(dòng)；光電傳感器7檢測(cè)到料時(shí)，料卷6向反方向移動(dòng)。光電傳感器7和電動(dòng)機(jī)2一直如此不停地循環(huán)工作。這種“撞墻式”糾偏系統(tǒng)的缺點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)2、活動(dòng)座5及料卷6不停地往復(fù)動(dòng)作，使料邊在一個(gè)范圍內(nèi)波動(dòng)，糾偏精度低，機(jī)械磨損大，機(jī)件壽命低，噪聲大，對(duì)于重量大的料卷尤其如此。
也有采用2個(gè)光電傳感器(7、8)的“撞墻式”糾偏系統(tǒng)，原理和缺點(diǎn)與上述單光電傳感器基本相同。
有的糾偏系統(tǒng)采用模擬光電傳感器，它有兩路輸出模擬信號(hào)的光電傳感器，通過(guò)比較兩路信號(hào)的大小，計(jì)算出料的偏移量，再控制電動(dòng)機(jī)糾偏。這種傳感器對(duì)料的反光性有較高要求，且自身容易產(chǎn)生參數(shù)漂移，穩(wěn)定性差，成本高。
也有采用測(cè)量空氣流量的方法測(cè)量料的偏移，用這種傳感器的糾偏裝置復(fù)雜，影響因素多，精度低。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種用擺動(dòng)光電傳感器掃描檢測(cè)位移的糾偏裝置，利用擺動(dòng)光電傳感器的方法來(lái)掃描檢測(cè)料的偏移，從而精確地定量控制料的移動(dòng)距離。
按照本實(shí)用新型提供的方案，在機(jī)座的下部安裝活動(dòng)座，在機(jī)座的上部安裝光電傳感器，其特征是光電傳感器利用擺動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于機(jī)座的上部。
擺動(dòng)機(jī)構(gòu)中的電動(dòng)機(jī)安裝于機(jī)座上部的基座上，在電動(dòng)機(jī)的主軸上安裝偏心軸，一擺臂軸也安裝于基座上，在擺臂軸的一端安裝檢測(cè)光電傳感器，另一端安裝擺臂，并且，擺臂的上端利用纏繞于擺臂軸上的彈簧緊貼于偏心軸上。或者在偏心軸上安裝滾輪，擺臂的上端緊貼于滾輪上。
電動(dòng)機(jī)為步進(jìn)電機(jī)，在偏心軸上安裝零位擋板，在零位擋板的上方有零位光電傳感器，零位擋板伸至零位光電傳感器的凹槽內(nèi)，并可在凹槽內(nèi)來(lái)回晃動(dòng)或按同向轉(zhuǎn)動(dòng)。
作為擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的另一種形式，可以將擺動(dòng)機(jī)構(gòu)中的電動(dòng)機(jī)安裝于機(jī)座上部的基座上，在電動(dòng)機(jī)的主軸上安裝轉(zhuǎn)盤(pán)，在轉(zhuǎn)盤(pán)上利用銷(xiāo)軸連接滑塊，擺臂軸也安裝于基座上，在擺臂軸的一端安裝檢測(cè)光電傳感器，另一端安裝擺臂，擺臂的上端設(shè)置滑槽，滑塊嵌入滑槽內(nèi)。
擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式可以多種多樣，究竟采用哪一種，可以視情況而定。本實(shí)用新型雖然給出了兩種方式，但并不僅限于這兩種，因?yàn)椴捎媚姆N擺動(dòng)機(jī)構(gòu)不是本實(shí)用新型的主要發(fā)明點(diǎn)，本實(shí)用新型的主要發(fā)明點(diǎn)在于將原來(lái)固定不動(dòng)的光電傳感器改為晃動(dòng)式，這樣就徹底地避免了原來(lái)固定式所存在的問(wèn)題。
本實(shí)用新型由于采用了擺動(dòng)光電傳感器的方法來(lái)檢測(cè)料的偏移，從而避免了目前普遍采用的卷料“撞墻式”檢測(cè)糾偏方法所帶來(lái)的機(jī)件磨損快、噪聲大等問(wèn)題；由于采用了角分辨率高的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或普通電動(dòng)機(jī)加編碼器作角位移檢測(cè)，因而檢測(cè)精度高，且檢測(cè)精度與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)；同時(shí)，由于能精確測(cè)量出已產(chǎn)生的偏移量，電腦可采用PID算法或更高級(jí)的模糊控制模型來(lái)實(shí)時(shí)控制糾偏電動(dòng)機(jī)，糾偏精度高，且電腦可對(duì)由于料表面的缺陷、斷線條以及不連續(xù)的圖案等產(chǎn)生的異常信號(hào)進(jìn)行計(jì)算分析判斷，從而能正確地控制糾偏；方案中使用的部件均為市售成品(如靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、開(kāi)關(guān)量輸出的反射式光電傳感器，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，旋轉(zhuǎn)編碼器，滾珠絲桿，同步電動(dòng)機(jī)等)，使得整個(gè)裝置可靠性高，成本低。


圖1為原來(lái)的糾偏裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本實(shí)用新型的糾偏裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖3為光電管的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)圖。
圖4為圖3的左視圖。圖5為光電管的另一種擺動(dòng)機(jī)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
如圖2所示整個(gè)糾偏裝置由掃描式光電傳感器15、糾偏電動(dòng)機(jī)10、絲桿12、機(jī)座9、活動(dòng)座13和電腦控制器等組成；擺動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖3所示電動(dòng)機(jī)17安裝于機(jī)座9上部的基座23上，在電動(dòng)機(jī)17的主軸20上安裝偏心軸21，一擺臂軸24也安裝于基座23上，在擺臂軸24的一端安裝檢測(cè)光電傳感器26，另一端安裝擺臂22，并且，擺臂22的上端利用纏繞于擺臂軸24上的彈簧25緊貼于偏心軸21上。在偏心軸21上安裝滾輪19，擺臂22的上端緊貼于滾輪19上。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)17為步進(jìn)電機(jī)時(shí)(如用普通電動(dòng)機(jī)則應(yīng)加編碼器，并應(yīng)同軸安裝，同步轉(zhuǎn)動(dòng))，須在偏心軸21上安裝零位擋板18，在零位擋板18的上方有零位光電傳感器16(如采用普通電動(dòng)機(jī)加編碼器方案時(shí)，則無(wú)須零位光電傳感器16和零位擋板18)，零位擋板18伸至零位光電傳感器16的凹槽內(nèi)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，零位擋板18可從凹槽內(nèi)通過(guò)。
圖3中的27為料。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏心軸21同步轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心安裝的軸承19繞電動(dòng)機(jī)主軸20作行星轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)安裝在擺臂軸24上的擺臂22擺動(dòng)，擺臂22靠彈簧25的拉力緊貼在軸承19上，電動(dòng)機(jī)17每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，擺臂22完成一次擺動(dòng)，安裝在擺臂22上的檢測(cè)光電傳感器26完成一次掃描；同時(shí)，裝在電動(dòng)機(jī)軸20上的零位擋板18通過(guò)一次零位光電傳感器16。料卷14通過(guò)卷軸裝于活動(dòng)座13上；活動(dòng)座13通過(guò)滾動(dòng)體11裝于機(jī)座9上；裝在機(jī)座9上的電動(dòng)機(jī)10可通過(guò)絲桿12驅(qū)動(dòng)活動(dòng)座13橫向移動(dòng)，從而使料卷14橫向移動(dòng)；上述掃描式光電傳感器15裝在機(jī)座9上，其光電管掃描范圍覆蓋料邊經(jīng)過(guò)的區(qū)域；零位光電傳感器16、檢測(cè)光電傳感器26將信號(hào)送入電腦，電腦控制糾偏電動(dòng)機(jī)10、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17轉(zhuǎn)動(dòng)(當(dāng)采用普通電動(dòng)機(jī)加編碼器方案時(shí)，編碼器的零位脈沖和轉(zhuǎn)動(dòng)脈沖送入電腦，電腦不控制普通電動(dòng)機(jī))。
該糾偏裝置的工作原理是電腦連續(xù)發(fā)脈沖給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)檢測(cè)光電傳感器26連續(xù)擺動(dòng)。電動(dòng)機(jī)17每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，零位光電傳感器16輸出1個(gè)脈沖(用普通電動(dòng)機(jī)加編碼器方案時(shí)，該脈沖由編碼器零位信號(hào)線給出)；當(dāng)檢測(cè)光電傳感器26掃描過(guò)料邊時(shí)，則輸出1個(gè)脈沖(跟蹤邊時(shí)為1個(gè)脈沖，跟蹤窄線條時(shí)為2個(gè)脈沖)，電腦記錄并比較從零位脈沖開(kāi)始到檢測(cè)光電傳感器26輸出的脈沖止，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)17所走過(guò)的脈沖數(shù)(用普通電動(dòng)機(jī)加編碼器方案時(shí)，為編碼器編碼信號(hào)線輸出的脈沖數(shù))，即可計(jì)算出當(dāng)前料邊產(chǎn)生的偏移量，經(jīng)過(guò)換算和處理，控制糾偏電動(dòng)機(jī)10拖動(dòng)料卷14移動(dòng)相應(yīng)的距離(實(shí)際控制時(shí)要考慮延遲時(shí)間、誤信號(hào)的處理等)。當(dāng)料邊沒(méi)有跑偏，糾偏電動(dòng)機(jī)10則無(wú)須動(dòng)作，從而減小了糾偏電動(dòng)機(jī)10的工作頻度，提高了系統(tǒng)的工作壽命，降低了噪聲；同時(shí)，由于能精確檢測(cè)出產(chǎn)生的偏移量，可定量控制糾偏電動(dòng)機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)定的角度，從而提高了糾偏精度。
擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的另一種形式是擺動(dòng)機(jī)構(gòu)中的電動(dòng)機(jī)17安裝于機(jī)座9上部的基座23上，在電動(dòng)機(jī)17的主軸20上安裝轉(zhuǎn)盤(pán)30，在轉(zhuǎn)盤(pán)30上利用銷(xiāo)軸28連接滑塊29，擺臂軸24也安裝于基座23上，在擺臂軸24的一端安裝檢測(cè)光電傳感器26，另一端安裝擺臂22，擺臂22的上端設(shè)置滑槽，滑塊29嵌入滑槽內(nèi)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)30轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)銷(xiāo)軸28及滑塊29轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊29在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，在滑槽內(nèi)滑動(dòng)，帶動(dòng)擺臂22繞擺臂軸24擺動(dòng)。這里轉(zhuǎn)盤(pán)也可以改為連桿，在擺臂上設(shè)置一滑套，將該滑套套在連桿上，當(dāng)連桿隨電動(dòng)機(jī)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，同樣能帶動(dòng)擺臂擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)光電掃描。
權(quán)利要求1.用擺動(dòng)光電傳感器掃描檢測(cè)位移的糾偏裝置，在機(jī)座(9)的下部安裝活動(dòng)座(13)，在機(jī)座(9)的上部安裝光電傳感器，其特征是光電傳感器利用擺動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于機(jī)座(9)的上部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是擺動(dòng)機(jī)構(gòu)中的電動(dòng)機(jī)(17)安裝于機(jī)座(9)上部的基座(23)上，在電動(dòng)機(jī)(17)的主軸(20)上安裝偏心軸(21)，一擺臂軸(24)也安裝于基座(23)上，在擺臂軸(24)的一端安裝檢測(cè)光電傳感器(26)，另一端安裝擺臂(22)，并且，擺臂(22)的上端利用纏繞于擺臂軸(24)上的彈簧(25)緊貼于偏心軸(21)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征是在偏心軸(21)上安裝滾輪(19)，擺臂(22)的上端緊貼于滾輪(19)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征是電動(dòng)機(jī)(17)為步進(jìn)電機(jī)，在偏心軸(21)上安裝零位擋板(18)，在零位擋板(18)的上方有零位光電傳感器(16)，零位擋板(18)伸至零位光電傳感器(16)的凹槽內(nèi)，并可在凹槽內(nèi)通過(guò)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是擺動(dòng)機(jī)構(gòu)中的電動(dòng)機(jī)(17)安裝于機(jī)座(9)上部的基座(23)上，在電動(dòng)機(jī)(17)的主軸(20)上安裝轉(zhuǎn)盤(pán)(30)，在轉(zhuǎn)盤(pán)(30)上利用銷(xiāo)軸(28)連接滑塊(29)，擺臂軸(24)也安裝于基座(23)上，在擺臂軸(24)的一端安裝檢測(cè)光電傳感器(26)，另一端安裝擺臂(22)，擺臂(22)的上端設(shè)置滑槽，滑塊(29)嵌入滑槽內(nèi)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種高精度、用擺動(dòng)光電傳感器掃描檢測(cè)位移的糾偏裝置。按照本實(shí)用新型提供的方案，在機(jī)座的下部安裝活動(dòng)座，在機(jī)座的上部安裝光電傳感器，其特征是光電傳感器利用擺動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于機(jī)座的上部。擺動(dòng)機(jī)構(gòu)中的電動(dòng)機(jī)安裝于機(jī)座上部的基座上，在電動(dòng)機(jī)的主軸上安裝偏心軸，一擺臂軸也安裝于基座上，在擺臂軸的一端安裝檢測(cè)光電傳感器，另一端安裝擺臂，并且，擺臂的上端利用纏繞于擺臂軸上的彈簧緊貼于偏心軸上。本裝置利用擺動(dòng)光電傳感器的方法來(lái)掃描檢測(cè)料的偏移，從而精確地定量控制料的移動(dòng)距離。
文檔編號(hào)G05D3/12GK2658798SQ0325992
公開(kāi)日2004年11月24日 申請(qǐng)日期2003年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月26日
發(fā)明者張本善 申請(qǐng)人:張本善