專利名稱：一種高速智能分切機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分切機(jī)，更具體地說(shuō)，涉及一種高速智能分切機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的常規(guī)分切機(jī)雖然已具有一定程度的自動(dòng)化水平，但仍然對(duì)操作人員有很大的依賴性，尤其在工藝參數(shù)設(shè)定和故障處理等關(guān)系產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和安全問(wèn)題上，往往受操作人員的技術(shù)水平和工作狀態(tài)的影響，而難以達(dá)標(biāo)。對(duì)于一些新建企業(yè)，培養(yǎng)一個(gè)高水平的操作工要化很長(zhǎng)的時(shí)間，在追求高質(zhì)量、高效率、高安全生產(chǎn)上，就顯得更加困難。由于在常規(guī)機(jī)器的人機(jī)界面上，操作工要設(shè)定許多諸如材料厚度，寬度，密度，放卷張力，收卷張力，收卷壓力等工藝參數(shù)，要做一系列開(kāi)車準(zhǔn)備工作，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)系統(tǒng)也只能給出聲光報(bào)警和有限的信息提示。所有的參數(shù)設(shè)置或故障基本上都要操作員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)自我判斷和處理。這就使操作結(jié)果良莠不齊，分切質(zhì)量難以穩(wěn)定。這也是當(dāng)前分切機(jī)存在的問(wèn)題和不足。 另外，隨著新材料的日益增多，客戶更需要包含解決方案的分切機(jī)，這也是常規(guī)分切機(jī)無(wú)法做到的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決以上提出的問(wèn)題，提供一種為客戶提供解決方案，減少機(jī)器對(duì)操作人員的依賴程度，通過(guò)在自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)分切工作進(jìn)行自動(dòng)控制，使分切機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下自動(dòng)運(yùn)行，從而保證獲得基本的工作質(zhì)量和效率的高速智能分切機(jī)。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的一種高速智能分切機(jī)，包括人機(jī)界面、運(yùn)動(dòng)控制器、驅(qū)動(dòng)控制器、分布式I/O系統(tǒng)、 中央處理器、自動(dòng)操作模塊、自動(dòng)工藝參數(shù)設(shè)置模塊、自動(dòng)維護(hù)模塊，所述的自動(dòng)操作模塊與自動(dòng)工藝設(shè)置模塊相連。作為優(yōu)選，所述的自動(dòng)操作模塊包括材料數(shù)據(jù)模塊，保存著材料種類、規(guī)格；電機(jī)參數(shù)模塊，保存著電機(jī)的屬性；張力控制模塊，用于控制張力的緊松狀態(tài)；開(kāi)停車控制模塊，用于設(shè)定停車條件、強(qiáng)制停車、復(fù)位停車事件、啟動(dòng)機(jī)器運(yùn)行。作為優(yōu)選，所述的自動(dòng)工藝參數(shù)設(shè)置模塊包括工藝數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，保存著工藝參數(shù)的數(shù)據(jù)；機(jī)器運(yùn)行參數(shù)庫(kù)模塊，保存著工藝參數(shù)、工藝參數(shù)曲線、工藝參數(shù)配方。作為優(yōu)選，所述的自動(dòng)維護(hù)模塊包括故障數(shù)據(jù)功能塊，集成故障信息，當(dāng)機(jī)器發(fā)生故障時(shí)，調(diào)用相對(duì)應(yīng)的故障信息。作為優(yōu)選，所述的分切機(jī)還包括報(bào)警信息模塊，所述的報(bào)警信息模塊與故障數(shù)據(jù)功能塊相連，用于顯示故障信息。作為優(yōu)選，所述的分切機(jī)還包括電機(jī)狀態(tài)檢測(cè)模塊，所述的電機(jī)狀態(tài)檢測(cè)模塊用于檢測(cè)電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)信息，并通過(guò)人機(jī)界面顯示。作為優(yōu)選，所述的分切機(jī)還包括摩擦力測(cè)試模塊，用于測(cè)試分切機(jī)的收放卷工位的摩擦力，通過(guò)所述模塊內(nèi)制的軟件繪制出結(jié)果，通過(guò)人機(jī)界面顯示。
作為優(yōu)選，所述的自動(dòng)操作模塊還包括放卷制動(dòng)控制模塊、主驅(qū)動(dòng)制動(dòng)控制模塊、 廢邊風(fēng)機(jī)控制模塊、廢邊小車控制模塊、內(nèi)側(cè)收卷手/自動(dòng)擺入控制模塊、外側(cè)收卷手/自動(dòng)擺入控制模塊、圓刀控制模塊、浮動(dòng)輥控制模塊、線速度設(shè)置模塊。作為優(yōu)選，所述的分切機(jī)還包括手動(dòng)操作模塊，用于對(duì)分切機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行人
工設(shè)置。作為優(yōu)選，所述的分切機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制器可以是集成在驅(qū)動(dòng)控制器中。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明所述的分切機(jī)，為客戶提供解決方案，減少機(jī)器對(duì)操作人員的依賴程度，通過(guò)在自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)分切工作進(jìn)行自動(dòng)控制，使分切機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下自動(dòng)運(yùn)行，從而保證獲得基本的工作質(zhì)量和效率。同時(shí)也使得操作簡(jiǎn)便，效率提高，產(chǎn)品質(zhì)量有保證，材料浪費(fèi)減少，其經(jīng)濟(jì)效果尤其突出，特別在人員流動(dòng)性大的地方更顯出優(yōu)越性。


圖1是本發(fā)明的軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)施例的示意圖；圖2是本發(fā)明的內(nèi)部故障處理流程示意圖；圖3是本發(fā)明的外部故障處理流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明一種高速智能分切機(jī)，包括人機(jī)界面、運(yùn)動(dòng)控制器、驅(qū)動(dòng)控制器、分布式I/O系統(tǒng)、 中央處理器、自動(dòng)操作模塊、自動(dòng)工藝參數(shù)設(shè)置模塊、自動(dòng)維護(hù)模塊，所述的自動(dòng)操作模塊與自動(dòng)工藝設(shè)置模塊相連。自動(dòng)操作模塊是針對(duì)操作人員對(duì)分切機(jī)的操作不熟悉的情況下開(kāi)發(fā)的一種系統(tǒng)模塊。操作人員僅需選擇分切薄膜種類、收卷工位和設(shè)定基本的收卷寬度、 停車長(zhǎng)度、停車直徑等參數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器運(yùn)行的一鍵化操作。自動(dòng)工藝參數(shù)設(shè)置模塊中，分切機(jī)的收卷工藝參數(shù)和曲線會(huì)根據(jù)操作人員對(duì)分切薄膜種類的不同而自動(dòng)生成，實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)智能化專家級(jí)的優(yōu)化，以達(dá)到高效優(yōu)質(zhì)的分切薄膜質(zhì)量，最大程度滿足客戶對(duì)分切質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)要求。自動(dòng)維護(hù)模塊在分切機(jī)出現(xiàn)故障報(bào)警的情況下，提供給客戶全方位的故障描述和解決幫助信息，以最快速度響應(yīng)并處理故障，解決問(wèn)題，恢復(fù)生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。所述的自動(dòng)操作模塊包括材料數(shù)據(jù)模塊，保存著材料種類、規(guī)格；電機(jī)參數(shù)模塊， 保存著電機(jī)的屬性；張力控制模塊，用于控制張力的緊松狀態(tài)；開(kāi)停車控制模塊，用于設(shè)定停車條件、強(qiáng)制停車、復(fù)位停車事件、啟動(dòng)機(jī)器運(yùn)行。建立自動(dòng)操作模塊，根據(jù)開(kāi)車、停車的操作順序編制PLC的邏輯控制程序，操作者只需在完成上卷后即可一鍵啟動(dòng)，自動(dòng)運(yùn)行。所述的自動(dòng)工藝參數(shù)設(shè)置模塊包括工藝數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，保存著工藝參數(shù)的數(shù)據(jù)；機(jī)器運(yùn)行參數(shù)庫(kù)模塊，保存著工藝參數(shù)、工藝參數(shù)曲線、工藝參數(shù)配方。建立自動(dòng)工藝參數(shù)設(shè)置模塊，根據(jù)已有的經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的數(shù)據(jù)，把不同厚度范圍，不同材質(zhì)的物料對(duì)應(yīng)的壓力，張力等工藝參數(shù)和速度，直徑，寬度的關(guān)系曲線做成后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的形式存入PLC中，操作者只要在人機(jī)界面上一鍵選擇材料和厚度區(qū)域即可。所述的自動(dòng)維護(hù)模塊包括故障數(shù)據(jù)功能塊，集成故障信息，當(dāng)機(jī)器發(fā)生故障時(shí)，調(diào)
4用相對(duì)應(yīng)的故障信息。建立自動(dòng)維護(hù)模塊，集成各種故障信息判別和處理方法，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)不同的故障自動(dòng)作出處理，如緊停，減速，停車以及發(fā)出警報(bào)和詳細(xì)的故障提示信息。所述的分切機(jī)還包括報(bào)警信息模塊，所述的報(bào)警信息模塊與故障數(shù)據(jù)功能塊相連，用于顯示故障信息。所述的分切機(jī)還包括電機(jī)狀態(tài)檢測(cè)模塊，所述的電機(jī)狀態(tài)檢測(cè)模塊用于檢測(cè)電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)信息，并通過(guò)人機(jī)界面顯示。所述的分切機(jī)還包括摩擦力測(cè)試模塊，用于測(cè)試分切機(jī)的收放卷工位的摩擦力， 通過(guò)所述模塊內(nèi)制的軟件繪制出結(jié)果，通過(guò)人機(jī)界面顯示。所述的自動(dòng)操作模塊還包括放卷制動(dòng)控制模塊、主驅(qū)動(dòng)制動(dòng)控制模塊、廢邊風(fēng)機(jī)控制模塊、廢邊小車控制模塊、內(nèi)側(cè)收卷手/自動(dòng)擺入控制模塊、外側(cè)收卷手/自動(dòng)擺入控制模塊、圓刀控制模塊、浮動(dòng)輥控制模塊、線速度設(shè)置模塊。所述的分切機(jī)還包括手動(dòng)操作模塊，用于對(duì)分切機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行人工設(shè)置。所述的分切機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制器可以是集成于驅(qū)動(dòng)控制器中。實(shí)施例本實(shí)施例所述的分切機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制器采用西門(mén)子公司的SIM0TI0ND425/D435/ D445，觸摸屏采用西門(mén)子公司的觸摸屏MP277，驅(qū)動(dòng)控制器采用西門(mén)子公司SINAMICS-S120 和分布式I/O系統(tǒng)采用西門(mén)子公司的ET200S。1、自動(dòng)操作模塊的實(shí)現(xiàn)1. 1自動(dòng)操作模塊在操作上的實(shí)現(xiàn)當(dāng)機(jī)器上電后，分切機(jī)的觸摸屏上跳出開(kāi)始畫(huà)面，由操作人員選擇操作模式，本實(shí)施例中包含智能模式和專業(yè)模式，智能模式即通過(guò)自動(dòng)操作模塊完成，專業(yè)模式即通過(guò)手動(dòng)操作模塊完成。當(dāng)系統(tǒng)初始化完成后，操作人員選擇相應(yīng)的模式即表示進(jìn)入相應(yīng)的操作模式。①選擇智能模式，進(jìn)入智能模式參數(shù)設(shè)定畫(huà)面，操作人員選擇好分切薄膜種類，如 PET、CPP、B0PP等，設(shè)定好材料厚度、放卷寬度、放卷初始直徑、放卷紙芯直徑、內(nèi)外側(cè)收卷紙芯直徑，選擇好收卷工位電機(jī)和設(shè)定寬度。基本參數(shù)設(shè)置完成后，操作人員可以進(jìn)行放卷、主驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)操作，可以根據(jù)廢邊情況選擇廢邊風(fēng)機(jī)、廢邊小車的使用，也可以選擇收卷臂的自動(dòng)和手動(dòng)擺入。在智能模式中，收放卷張力、壓力工藝參數(shù)已經(jīng)根據(jù)自動(dòng)工藝參數(shù)設(shè)置模塊自動(dòng)設(shè)定，操作人員只需根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)調(diào)整收卷的松緊度，進(jìn)行張力的增減操作即可。本實(shí)施例還具備停車條件設(shè)定，浮動(dòng)輥激活選擇，線速度設(shè)定等功能模塊。報(bào)警信息模塊通過(guò)對(duì)分切機(jī)的工作組件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并設(shè)置了故障報(bào)警條件， 一旦監(jiān)測(cè)到的工作組件的參數(shù)滿足了故障報(bào)警條件，則人機(jī)界面彈出報(bào)警畫(huà)面，顯示報(bào)警和故障信息，同時(shí)提供常規(guī)的解決故障的方法。電機(jī)狀態(tài)檢測(cè)模塊對(duì)分切機(jī)的電機(jī)的參數(shù)與工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，操作人員可以從人機(jī)界面上切換到電機(jī)狀態(tài)畫(huà)面，將顯示電機(jī)的實(shí)時(shí)電流、電壓、溫度等參數(shù)。摩擦力測(cè)試模塊用于測(cè)試分切機(jī)的收放卷工位的摩擦力，通過(guò)所述模塊內(nèi)制的軟件繪制出結(jié)果，通過(guò)人機(jī)界面顯示。
②專業(yè)模式提供了完整的獨(dú)立的控制模塊，操作人員可以自主的選擇對(duì)各個(gè)對(duì)象的獨(dú)立操作。專業(yè)模式參數(shù)設(shè)定基本類似智能模式，只是放卷張力設(shè)定、加減速時(shí)間均由操作人員自主設(shè)定。本實(shí)施例將外側(cè)工位定義為奇數(shù)號(hào)工位，如1號(hào)工位、3號(hào)工位……，內(nèi)側(cè)工位定義為偶數(shù)號(hào)工位，如2號(hào)工位、4號(hào)工位……。在外側(cè)工位選擇模式中，除電機(jī)選擇和寬度設(shè)定外，本實(shí)施例的專業(yè)模式還放開(kāi)了收卷工藝中的直徑張力、速度張力、直徑壓力、速度壓力、靜摩擦轉(zhuǎn)矩等工藝參數(shù)的設(shè)定。內(nèi)側(cè)工位選擇模塊與外側(cè)工位選擇模塊操作類似。收卷工藝模塊中可實(shí)現(xiàn)內(nèi)外側(cè)張力工藝、內(nèi)外側(cè)壓力工藝的設(shè)定。以外側(cè)張力工藝為例，提供了直徑張力、速度張力、寬度張力三條張力工藝曲線，操作人員可以根據(jù)自己的工藝要求，更改工藝曲線，只需修改相應(yīng)曲線的參數(shù)，如直徑、寬度、速度和張力百分比的值，即可更新曲線。曲線可以通過(guò)人機(jī)界面顯示出來(lái)。壓力工藝曲線內(nèi)容類似張力工藝曲線。在放卷工藝模塊上，操作人員可以根據(jù)實(shí)際放卷情況，調(diào)整放卷工藝參數(shù)，包括 PID的比例值Kp、積分值I、微分值D，PID上下限等。在智能模式中，放卷工藝已經(jīng)進(jìn)行優(yōu)化，無(wú)需再進(jìn)行調(diào)整。配方管理模式中，操作人員可以根據(jù)自身的產(chǎn)品特性、工藝要求等建立配方，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)配方的新建、保存、復(fù)制、刪除、上傳和下載等不同操作。1. 2自動(dòng)操作模塊在程序軟件上的實(shí)現(xiàn)分切機(jī)操作專家軟件的設(shè)計(jì)，是根據(jù)分切工藝的操作要求而設(shè)定的，只是根據(jù)實(shí)際情況需要，如對(duì)分切機(jī)的熟悉程度、分切的工藝?yán)斫獬潭鹊鹊牟煌瑢⑵浞譃閮煞N不同的操作模式，其軟件流程圖1所示。機(jī)器上電后，系統(tǒng)自檢完成后進(jìn)入啟動(dòng)畫(huà)面，即操作專家的兩種模式選擇畫(huà)面。模式的選擇是采用程序變量進(jìn)行標(biāo)定，如變量值0為智能模式，變量值1為專業(yè)模式。選擇智能模式后，相關(guān)的裝置就會(huì)自動(dòng)上電，以滿足正常分切所具備的條件，如放卷端面不齊時(shí)需要采用糾偏、根據(jù)廢邊情況自動(dòng)啟動(dòng)廢邊裝置等。操作人員按生產(chǎn)要求設(shè)定基本參數(shù)和根據(jù)收卷長(zhǎng)度、收卷直徑、放卷長(zhǎng)度和放卷直徑作為停車條件后，即可直接啟動(dòng)機(jī)器進(jìn)行分切生產(chǎn)，很大程度上簡(jiǎn)化了操作的繁瑣。從操作上來(lái)講，只需第一次設(shè)定參數(shù)后，之后的再分切操作基本實(shí)現(xiàn)了一鍵化。所述的程序軟件包括材料種類庫(kù)，集成用于分切機(jī)的材料類型、參數(shù)，供系統(tǒng)調(diào)用；電機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)，集成用于分切機(jī)的電機(jī)類型、參數(shù)，供系統(tǒng)調(diào)用；電源模塊控制程序，用于控制分切機(jī)的上電操作；執(zhí)行程序，包括工藝配方調(diào)用程序，用于調(diào)用系統(tǒng)中預(yù)存的工藝配方；EPC糾偏程序，用于啟動(dòng)糾偏裝置；液壓站啟停程序，用于控制液壓站的啟用與停止工作；有載無(wú)載選擇程序；加減速時(shí)間設(shè)定程序；停車控制程序。所述的電源模塊控制程序包括手動(dòng)操作上電程序，用于手動(dòng)控制上電；自動(dòng)操作上電程序。所述的EPC糾偏程序包括糾偏裝置自動(dòng)上電程序，糾偏裝置手動(dòng)控制程序。
所述的液壓站啟停程序包括液壓站自動(dòng)啟動(dòng)程序，液壓站手動(dòng)控制程序。所述的有載無(wú)載選擇程序包括有載自動(dòng)運(yùn)行程序，有無(wú)載手動(dòng)控制程序。所述的加減速時(shí)間設(shè)定程序包括加減速時(shí)間手動(dòng)設(shè)定程序，用于實(shí)現(xiàn)低速段加速時(shí)間設(shè)定、高速段加速時(shí)間設(shè)定、減速時(shí)間設(shè)定；加減速時(shí)間程序設(shè)定，用于自動(dòng)選擇預(yù)設(shè)的低速段加速時(shí)間、高速段加速時(shí)間、減速時(shí)間。所述的停車控制程序，包括預(yù)設(shè)的停車條件，程序檢測(cè)停車條件包括的參數(shù)，與預(yù)先設(shè)定的停車條件進(jìn)行比較，當(dāng)所述參數(shù)滿足停車條件時(shí)，即觸發(fā)停車動(dòng)作，停車條件包括內(nèi)側(cè)收卷長(zhǎng)度、內(nèi)側(cè)收卷直徑、外側(cè)收卷長(zhǎng)度、外側(cè)收卷直徑、放卷長(zhǎng)度、放卷直徑。所述的系統(tǒng)還包括進(jìn)行如下任何操作的一項(xiàng)或幾項(xiàng)的程序，包括操作放卷制動(dòng)、 操作主驅(qū)動(dòng)制動(dòng)、使用廢邊風(fēng)機(jī)、使用廢邊小車、選擇內(nèi)側(cè)收卷手動(dòng)擺入或自動(dòng)擺入、選擇外側(cè)收卷手動(dòng)擺入或自動(dòng)擺入、進(jìn)行圓刀控制、激活浮動(dòng)輥、設(shè)定線速度。所述的材料參數(shù)包括材料厚度、放卷寬度、放卷初始直徑、放卷紙芯直徑、內(nèi)側(cè)收卷紙芯直徑、外側(cè)收卷紙芯直徑。所述的系統(tǒng)還包括工藝參數(shù)手動(dòng)設(shè)置程序，當(dāng)系統(tǒng)預(yù)置的工藝配方的工藝參數(shù)不足時(shí)，通過(guò)手動(dòng)方法進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置。2、自動(dòng)工藝參數(shù)設(shè)置模塊的實(shí)現(xiàn)2. 1自動(dòng)工藝參數(shù)設(shè)置模塊在操作上的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工藝參數(shù)設(shè)置模塊是基于對(duì)分切機(jī)的經(jīng)驗(yàn)收集，滿足客戶對(duì)工藝以及對(duì)高效優(yōu)質(zhì)薄膜的分切要求。設(shè)計(jì)的理念是基于薄膜分切工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，將工藝數(shù)據(jù)庫(kù)集成于運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，根據(jù)不同客戶的要求，自動(dòng)調(diào)用適合于客戶的工藝參數(shù)和工藝曲線，用以解決薄膜分切工藝問(wèn)題。操作人員只需在智能模式參數(shù)設(shè)定中，選擇分切薄膜的種類，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)此薄膜的特性，自動(dòng)生成相關(guān)的收放卷工藝參數(shù)和工藝曲線(包括直徑張力、速度張力、寬度張力、直徑壓力、速度壓力、寬度壓力六條工藝曲線)，從而更好的完成分切任務(wù)。2. 2自動(dòng)工藝參數(shù)設(shè)置模塊在程序軟件上的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工藝參數(shù)設(shè)置模塊的設(shè)計(jì)理念是基于材料特性和對(duì)分切工藝的經(jīng)驗(yàn)積累，并將其集成到軟件內(nèi)部，以材料種類庫(kù)和分切工藝參數(shù)庫(kù)的形式存在，在客戶選擇好材料種類并確認(rèn)后，軟件進(jìn)行庫(kù)的調(diào)用。軟件內(nèi)部，材料的定義是以阿拉伯?dāng)?shù)字來(lái)命名的，如PET =0，PVC = 1，CPP = 2，BOPET = 3等。分切工藝參數(shù)庫(kù)其實(shí)是預(yù)先定義好的結(jié)構(gòu)變量和數(shù)組類型，將分切的規(guī)格、基礎(chǔ)張力、基礎(chǔ)壓力等定義為結(jié)構(gòu)變量，將分切的曲線等定義為數(shù)組類型，當(dāng)操作人員完成材料選擇并確認(rèn)后，程序就給這些變量和數(shù)組賦值，形成完整的一套工藝參數(shù)，并以配方的形式保存。每一個(gè)工藝參數(shù)，均對(duì)應(yīng)程序里面的一個(gè)變量，最后以配方的形式對(duì)一類材料的工藝參數(shù)歸檔保存，也就是說(shuō)，在配方里面包含涉及工藝參數(shù)的所有變量，操作人員可以對(duì)配方進(jìn)行調(diào)用操作。自動(dòng)工藝參數(shù)模塊中包括程序部分、程序執(zhí)行部分；所述的程序部分包括分切工藝數(shù)據(jù)庫(kù)、機(jī)器運(yùn)行參數(shù)；所述分切工藝數(shù)據(jù)庫(kù)包括材料種類庫(kù)、分切工藝參數(shù)庫(kù)，所述的程序執(zhí)行部分用于對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行賦值。所述的分切工藝參數(shù)庫(kù)包括工藝參數(shù)、工藝曲線。
所述的分切工藝參數(shù)庫(kù)是預(yù)先定義好的結(jié)構(gòu)變量和數(shù)組類型。所述的工藝參數(shù)定義為結(jié)構(gòu)變量，所述的工藝曲線定義為數(shù)組類型。所述的工藝參數(shù)包括放卷工藝參數(shù)、收卷工藝參數(shù)。所述的工藝曲線包括張力工藝曲線、壓力工藝曲線。所述的放卷工藝參數(shù)包括放卷張力、浮動(dòng)輥PID參數(shù)；所述的收卷工藝參數(shù)包括直徑-速度-寬度-張力、直徑-速度-寬度-壓力、靜摩擦補(bǔ)償；所述的張力工藝曲線包括直徑張力曲線、速度張力曲線、寬度張力曲線，壓力工藝曲線包括直徑壓力曲線、速度壓力曲線、寬度壓力曲線。各類工藝參數(shù)都是一些計(jì)算電機(jī)輸出扭矩和計(jì)算電氣比例閥輸出壓力的因數(shù)，通過(guò)數(shù)學(xué)和物理學(xué)的計(jì)算，最終決定薄膜的收卷質(zhì)量，如收卷硬度、端面質(zhì)量等。與材料種類匹配的工藝參數(shù)、工藝曲線，在程序執(zhí)行部分進(jìn)行賦值后，以配方的形式儲(chǔ)存在系統(tǒng)內(nèi)。本申請(qǐng)所述系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念是基于材料特性和對(duì)分切工藝的經(jīng)驗(yàn)積累，并將其集成到系統(tǒng)軟件內(nèi)部，以材料種類庫(kù)和分切工藝參數(shù)庫(kù)的形式存在。在客戶選擇好材料種類后，軟件進(jìn)行庫(kù)的調(diào)用。本實(shí)施例中，在系統(tǒng)軟件內(nèi)部，材料的定義是以阿拉伯?dāng)?shù)字來(lái)命名的，如PET = 0， PVC = 1,CPP = 2,BOPET = 3等。分切工藝參數(shù)庫(kù)其實(shí)是預(yù)先定義好的結(jié)構(gòu)變量和數(shù)組類型，將分切的規(guī)格、基礎(chǔ)張力、基礎(chǔ)壓力等定義為結(jié)構(gòu)變量，將分切的曲線等定義為數(shù)組類型，當(dāng)操作人員完成材料選擇并確認(rèn)后，程序就給這些變量和數(shù)組賦值，形成完整的一套工藝參數(shù)，并以配方的形式保存。每一個(gè)工藝參數(shù)，均對(duì)應(yīng)程序里面的一個(gè)變量，最后以配方的形式對(duì)一類材料的工藝參數(shù)歸檔保存，也就是說(shuō)，在配方里面包含涉及工藝參數(shù)的所有變量，操作人員可以對(duì)配方進(jìn)行調(diào)用操作。各類工藝參數(shù)都是一些計(jì)算電機(jī)輸出扭矩和計(jì)算電氣比例閥輸出壓力的因數(shù)，通過(guò)數(shù)學(xué)和物理學(xué)的計(jì)算，最終決定薄膜的收卷質(zhì)量，如收卷硬度、端面質(zhì)量等。如下是PET工藝參數(shù)庫(kù)在軟件程序代碼中的組成包括程序部分、程序執(zhí)行部分。一、程序部分(1)定義了收卷工位數(shù)量、最大最小收卷寬度、PET曲線數(shù)據(jù)庫(kù)(包括速度設(shè)置值、 直徑設(shè)置值、寬度設(shè)置值及其影響系數(shù))；此段中的曲線數(shù)據(jù)庫(kù)，是智能分切機(jī)工藝專家中的主要部分。包含了數(shù)據(jù)庫(kù)，加上程序?qū)?shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)用，來(lái)達(dá)到分切工藝的智能化，減少客戶對(duì)分切工藝的摸索，減少不必要的損失。(2)定義了模式選擇變量、確定按鈕變量及其薄膜類型定義變量。本實(shí)施例中，薄膜類型定義為0 = PET ;1 = PVC ；2 = CPP ；3 = BOPET ；4 = MCPP。(3)定義了 PET庫(kù)的出廠設(shè)置。(4)定義了速度、直徑、寬度對(duì)壓力計(jì)算的影響因數(shù)。(5)定義了速度、直徑、寬度對(duì)張力計(jì)算的影響因數(shù)。(6)機(jī)器運(yùn)行的速度設(shè)定。(7)機(jī)器運(yùn)行的加減速時(shí)間設(shè)定。(8)定義了分切薄膜的厚度、密度的結(jié)構(gòu)變量。
(9)定義了收卷工藝的6條曲線的12項(xiàng)數(shù)組，分別為(9. 1)張力速度設(shè)定；(9. 2)速度張力設(shè)定；(9. 3)張力直徑設(shè)定；(9. 4)直徑張力設(shè)定；(9. 5)張力寬度設(shè)定；(9. 6)寬度張力設(shè)定；(9. 7)壓力速度設(shè)定；(9. 8)速度壓力設(shè)定；(9. 9)壓力直徑設(shè)定；(9. 10)直徑壓力設(shè)定；(9. 11)壓力寬度設(shè)定；(9. 12)寬度壓力設(shè)定。(10)定義了放卷張力、寬度、紙芯直徑、預(yù)停車長(zhǎng)度、預(yù)停車直徑的結(jié)構(gòu)變量。(11)定義了浮動(dòng)輥PID調(diào)節(jié)、斷膜位置檢測(cè)和浮動(dòng)輥平衡位置的結(jié)構(gòu)變量。(12)定義了收卷寬度、直徑張力、速度張力、靜摩擦轉(zhuǎn)矩的結(jié)構(gòu)變量。(13)定義了直徑壓力、速度壓力的結(jié)構(gòu)變量。(14)定義了收卷工藝相關(guān)的結(jié)構(gòu)變量，包括扭矩和壓力。(15)定義了配方的結(jié)構(gòu)變量，配方變量包含分切工藝的全部參數(shù)。(16)參數(shù)變量的斷電保持設(shè)定。二、程序執(zhí)行部分當(dāng)選定PET后，程序執(zhí)行部分分別從程序部分調(diào)用與參數(shù)匹配的數(shù)值，并對(duì)所述的參數(shù)進(jìn)行賦值，其中包括第一加速時(shí)間；第二加速時(shí)間；減速時(shí)間；內(nèi)側(cè)直徑張力；外側(cè)直徑張力；速度張力；內(nèi)側(cè)直徑壓力；外側(cè)直徑壓力；速度壓力；內(nèi)側(cè)速度張力曲線之速度值；內(nèi)側(cè)速度張力曲線之張力值；內(nèi)側(cè)直徑張力曲線之直徑值；內(nèi)側(cè)直徑張力曲線之張力值；內(nèi)側(cè)寬度張力曲線之寬度值；內(nèi)側(cè)寬度張力曲線之張力值；內(nèi)側(cè)速度壓力曲線之速度值；內(nèi)側(cè)速度壓力曲線之壓力值；內(nèi)側(cè)直徑壓力曲線之直徑值；內(nèi)側(cè)直徑壓力曲線之壓力值；內(nèi)側(cè)寬度壓力曲線之寬度值；內(nèi)側(cè)寬度壓力曲線之壓力值；外側(cè)速度張力曲線之速度值；外側(cè)速度張力曲線之張力值；外側(cè)直徑張力曲線之直徑值；外側(cè)直徑張力曲線之張力值；外側(cè)寬度張力曲線之寬度值；外側(cè)寬度張力曲線之張力值；外側(cè)速度壓力曲線之速度值；外側(cè)速度壓力曲線之壓力值；外側(cè)直徑壓力曲線之直徑值；外側(cè)直徑壓力曲線之壓力值；外側(cè)寬度壓力曲線之寬度值；外側(cè)寬度壓力曲線之壓力值；放卷張力；薄膜厚度；放卷紙芯直徑；放卷寬度；放卷初始直徑；內(nèi)側(cè)收卷紙芯直徑；外側(cè)收卷紙芯直徑；各工位收卷寬度賦值。最后以配方形式保存所有變量。理論上，本系統(tǒng)可運(yùn)用于適合在分切機(jī)上的其他所有材料。3、自動(dòng)維護(hù)模塊的實(shí)現(xiàn)3. 1自動(dòng)維護(hù)模塊在操作上的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)維護(hù)模塊，是一套智能故障處理系統(tǒng)，主要基于故障報(bào)警信息描述和處理信息幫助提示。在分切機(jī)出現(xiàn)故障報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)在人機(jī)界面上彈出故障報(bào)警信息，如氣源壓力不足、放卷薄膜拉斷、外側(cè)接觸輥極限故障、電源模塊故障等報(bào)警信息，操作人員在彈出的報(bào)警界面上選擇相應(yīng)的查看報(bào)警信息解決故障的提示信息，包括故障的可能原因及解決方案。故障信息通過(guò)控制器進(jìn)行自動(dòng)記錄，以備查看。自動(dòng)維護(hù)模塊的軟件包括故障功能塊數(shù)據(jù)庫(kù)，定義了設(shè)備正常工作時(shí)的正常狀態(tài)字與觸發(fā)故障的異常狀態(tài)字，故障對(duì)應(yīng)的提示信息與幫助信息，供執(zhí)行程序調(diào)用；執(zhí)行程序，用于讀取設(shè)備的狀態(tài)字，并與觸發(fā)故障的異常狀態(tài)字進(jìn)行比較，如果確定設(shè)備處于故障狀態(tài)，調(diào)用故障對(duì)應(yīng)的提示信息與幫助信息，并停止設(shè)備；在設(shè)備故障，停止運(yùn)行狀態(tài)下，用于讀取設(shè)備的狀態(tài)字，并與設(shè)備正常工作時(shí)的正常狀態(tài)字進(jìn)行比較，如果確定設(shè)備處于正常狀態(tài)，啟動(dòng)設(shè)備。執(zhí)行程序?qū)υO(shè)備的狀態(tài)字的讀取是進(jìn)行周期性掃描。所述的故障包括內(nèi)部故障，定義為設(shè)備內(nèi)部器件的物理故障與軟件故障，以及設(shè)備內(nèi)部器件之間的通訊狀態(tài)故障；外部故障，定義為設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)故障。在故障功能塊數(shù)據(jù)庫(kù)中，內(nèi)部故障包括功率器件控制單元、電機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制器與功率器件之間的通訊故障，功率器件與電機(jī)之間的動(dòng)力和通訊故障。在故障功能塊數(shù)據(jù)庫(kù)中，外部故障包括設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的故障。執(zhí)行程序被設(shè)計(jì)有用來(lái)控制停止、啟動(dòng)設(shè)備的請(qǐng)求。高速智能分切機(jī)的故障種類分為內(nèi)部故障和外部故障。內(nèi)部故障主要涉及功率器件控制單元、電機(jī)、SIM0TI0N與各功率器件之間的通訊、 功率器件與電機(jī)之間的動(dòng)力和通訊等。此類故障主要包括如下方面驅(qū)動(dòng)器總線故障、驅(qū)動(dòng)器直流母線過(guò)壓故障、驅(qū)動(dòng)器超溫故障、驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部軟件故障、電機(jī)編碼器故障、驅(qū)動(dòng)器接地故障、驅(qū)動(dòng)器電源故障、驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部通訊故障、驅(qū)動(dòng)器供電故障、電機(jī)過(guò)載故障、驅(qū)動(dòng)器功率器件故障。這里的驅(qū)動(dòng)器等主要包括三個(gè)方面，即放卷側(cè)、主電機(jī)側(cè)和收卷側(cè)。外部故障主要涉及導(dǎo)致機(jī)器停止運(yùn)行的因素，包括氣源壓力故障、放卷薄膜拉斷故障、外側(cè)接觸輥極限故障、內(nèi)側(cè)接觸輥極限故障。本實(shí)施例中所述的分切機(jī)是基于西門(mén)子觸摸屏MP277、運(yùn)動(dòng)控制器SIM0TI0N D425/D435/D445、驅(qū)動(dòng)控制器S1NAMICS-S120和分布式IO ET200S上實(shí)現(xiàn)的。西門(mén)子 SIM0TI0N和其它驅(qū)動(dòng)裝置之間的連接，采用的是DRIVE-CLiQ接口(DRIVE Component Link with IQ)，這個(gè)是西門(mén)子公司定義好的通訊方式，所有驅(qū)動(dòng)裝置與SIM0TI0N之間的控制字和狀態(tài)字通訊都走DRIVE-CLiQ電纜，通過(guò)此電纜連接構(gòu)成整個(gè)伺服控制的拓?fù)淇蚣堋?DRIVE-CLiQ電纜連接，是通訊的外部基礎(chǔ)。西門(mén)子SIM0TI0N與驅(qū)動(dòng)器的通訊也是按照其定義的規(guī)范，這個(gè)規(guī)范就是西門(mén)子專門(mén)的報(bào)文結(jié)構(gòu)(SIEMENS Telegram)，叫過(guò)程數(shù)據(jù)PZD Process Data)。過(guò)程數(shù)據(jù)PZD定義了與SIM0TI0N接收和傳送的狀態(tài)字和控制字，SIM0TI0N通過(guò)PZD向驅(qū)動(dòng)器寫(xiě)控制字，從而控制電機(jī)的動(dòng)作；同時(shí)通過(guò)PZD讀取驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài)字，從而對(duì)驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)的狀態(tài)做出實(shí)時(shí)響應(yīng)。PZD過(guò)程數(shù)據(jù)的定義，是通訊的內(nèi)部基礎(chǔ)。執(zhí)行程序與上述的設(shè)備的程序存在邏輯連接關(guān)系。對(duì)于內(nèi)部故障，所述的執(zhí)行程序通過(guò)對(duì)設(shè)備的狀態(tài)字的讀取，與故障功能塊數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的設(shè)備的正常狀態(tài)字進(jìn)行比較，判斷是否為觸發(fā)故障。對(duì)于外部故障的處理是采用程序編程進(jìn)行處理的，即預(yù)先按照故障發(fā)生的條件進(jìn)行定義，故障觸發(fā)后，并按照一定的流程做出對(duì)故障的處理(如機(jī)器停止運(yùn)行等)。所述的軟件對(duì)內(nèi)部故障處理本實(shí)施例中，內(nèi)部軟件故障的處理是采用西門(mén)子的內(nèi)部通訊，即讀取設(shè)備的狀態(tài)字，在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，程序每個(gè)掃描周期都去讀取其狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)器等的每個(gè)狀態(tài)都對(duì)應(yīng)一個(gè)狀態(tài)字，這些狀態(tài)字的含義都是西門(mén)子已經(jīng)定義好的，在這里，只需將狀態(tài)字與觸發(fā)變量一一對(duì)應(yīng)起來(lái)就可以了。程序讀取之后進(jìn)行判斷，若狀態(tài)字為故障狀態(tài)，則程序觸發(fā)故障報(bào)警，這部分是程序編程的體現(xiàn)。本實(shí)施例以收卷驅(qū)動(dòng)器的故障處理為例，來(lái)說(shuō)明維護(hù)專家對(duì)內(nèi)部故障處理方式， 包括西門(mén)子的內(nèi)部通訊模式、故障狀態(tài)字的含義、觸發(fā)方式、故障處理等。執(zhí)行程序的每個(gè)掃描周期，都去讀取r3113狀態(tài)字的，SIM0TI0N D425循序讀取各驅(qū)動(dòng)器的r3113狀態(tài)字并可根據(jù)它們的地址判別故障發(fā)生在那個(gè)驅(qū)動(dòng)器上。只要對(duì)應(yīng)其中的某一位置1，則相關(guān)故障發(fā)生，并將運(yùn)行中的機(jī)器停止，同時(shí)由程序編程觸發(fā)報(bào)警，報(bào)警信息和相關(guān)處理幫助顯示在觸摸屏上面。故障處理完后，可以再次開(kāi)機(jī)。下表是r3113的狀態(tài)字含義
權(quán)利要求
1.一種高速智能分切機(jī)，包括人機(jī)界面、運(yùn)動(dòng)控制器、驅(qū)動(dòng)控制器、分布式I/O系統(tǒng)、中央處理器，其特征在于，還包括自動(dòng)操作模塊、自動(dòng)工藝參數(shù)設(shè)置模塊、自動(dòng)維護(hù)模塊，所述的自動(dòng)操作模塊與自動(dòng)工藝設(shè)置模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速智能分切機(jī)，其特征在于，所述的自動(dòng)操作模塊包括材料數(shù)據(jù)模塊，保存著材料種類、規(guī)格；電機(jī)參數(shù)模塊，保存著電機(jī)的屬性；張力控制模塊，用于控制張力的緊松狀態(tài)；開(kāi)停車控制模塊，用于設(shè)定停車條件、強(qiáng)制停車、復(fù)位停車事件、啟動(dòng)機(jī)器運(yùn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速智能分切機(jī)，其特征在于，所述的自動(dòng)工藝參數(shù)設(shè)置模塊包括工藝數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，保存著工藝參數(shù)的數(shù)據(jù)；機(jī)器運(yùn)行參數(shù)庫(kù)模塊，保存著工藝參數(shù)、 工藝參數(shù)曲線、工藝參數(shù)配方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速智能分切機(jī)，其特征在于，所述的自動(dòng)維護(hù)模塊包括故障數(shù)據(jù)功能塊，集成故障信息，當(dāng)機(jī)器發(fā)生故障時(shí)，調(diào)用相對(duì)應(yīng)的故障信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速智能分切機(jī)，其特征在于，所述的分切機(jī)還包括報(bào)警信息模塊，所述的報(bào)警信息模塊與故障數(shù)據(jù)功能塊相連，用于顯示故障信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高速智能分切機(jī)，其特征在于，所述的分切機(jī)還包括電機(jī)狀態(tài)檢測(cè)模塊，所述的電機(jī)狀態(tài)檢測(cè)模塊用于檢測(cè)電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)信息，并通過(guò)人機(jī)界面顯
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高速智能分切機(jī)，其特征在于，所述的分切機(jī)還包括摩擦力測(cè)試模塊，用于測(cè)試分切機(jī)的收放卷工位的摩擦力，通過(guò)所述模塊內(nèi)制的軟件繪制出結(jié)果， 通過(guò)人機(jī)界面顯示。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高速智能分切機(jī)，其特征在于，所述的自動(dòng)操作模塊還包括放卷制動(dòng)控制模塊、主驅(qū)動(dòng)制動(dòng)控制模塊、廢邊風(fēng)機(jī)控制模塊、廢邊小車控制模塊、內(nèi)側(cè)收卷手/自動(dòng)擺入控制模塊、外側(cè)收卷手/自動(dòng)擺入控制模塊、圓刀控制模塊、浮動(dòng)輥控制模塊、線速度設(shè)置模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高速智能分切機(jī)，其特征在于，所述的分切機(jī)還包括手動(dòng)操作模塊，用于對(duì)分切機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行人工設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高速智能分切機(jī)，其特征在于，所述的分切機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制器可以是集成在驅(qū)動(dòng)控制器中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高速智能分切機(jī)，包括人機(jī)界面、運(yùn)動(dòng)控制器、驅(qū)動(dòng)控制器、分布式I/O系統(tǒng)、中央處理器、自動(dòng)操作模塊、自動(dòng)工藝參數(shù)設(shè)置模塊、自動(dòng)維護(hù)模塊，所述的自動(dòng)操作模塊與自動(dòng)工藝設(shè)置模塊相連。本發(fā)明所述的分切機(jī)，為客戶提供解決方案，減少機(jī)器對(duì)操作人員的依賴程度，通過(guò)在自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)分切工作進(jìn)行自動(dòng)控制，使分切機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下自動(dòng)運(yùn)行，從而保證獲得基本的工作質(zhì)量和效率。同時(shí)也使得操作簡(jiǎn)便，效率提高，產(chǎn)品質(zhì)量有保證，材料浪費(fèi)減少，其經(jīng)濟(jì)效果尤其突出，特別在人員流動(dòng)性大的地方更顯出優(yōu)越性。
文檔編號(hào)G05B19/414GK102339038SQ20111021470
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者許炯 申請(qǐng)人:杭州大華工控技術(shù)有限公司