剪切控制系统、方法及剪板设备

技术领域

本发明涉及制造技术领域，特别涉及剪切控制系统、剪切控制方法、剪板设备、边缘计算装置、计算机可读介质、计算机程序及计算机程序产品。

背景技术

在制造技术领域，经常需要采用剪板设备对材料进行剪切，剪板设备通常包括送料机构、送料电机、剪切机构和剪切电机，现有的剪切控制方法主要包括以下两种：

第一种控制方法的流程为，首先，伺服送料机构根据剪切板长伺服送料；接着，通过送料电机编码器判断送料到位后，剪切机构的切刀开始剪切；再根据切刀编码器或者限位开关判断剪切完成并返回原位，完成一个循环。由于切刀原位到板材有一定距离，这段距离在剪切时属于无意义的位移，当材料被送到位时，切刀并不能立即接触到材料，存在时间上的浪费；

第二种控制方法的流程为，剪切电机一直匀速运行，驱动剪切机构的切刀一直动作；根据切刀编码器反馈，切刀每次离开剪切区触发送料机构快速送料，必须在切刀再次到达剪切区前完成送料。送料电机动作和剪切电机动作没有严格的对应关系，如果送料过慢，则切刀和板材发生异常碰撞，损坏刀头；如果送料过快，且切刀的速度就相对过慢，存在时间上的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出剪切控制系统、剪切控制方法、剪板设备、边缘计算装置、计算机可读介质、计算机程序及计算机程序产品，在对材料进行剪切时，可避免浪费时间，且剪切电机和送料电机速度相匹配，可有效避免剪切机构的切刀和材料发生干涉。

本发明提出一种剪切控制系统，其用于控制剪板设备，所述剪板设备包括送料电机和剪切电机。所述剪切控制系统包括数据采集模块、时间计算模块、送料凸轮曲线计算模块、送料凸轮曲线生成模块、剪切凸轮曲线计算模块、剪切凸轮曲线生成模块以及凸轮曲线应用模块。所述数据采集模块采集输入的设定切长、送料轴速度、剪切区角度及剪切速度。所述时间计算模块根据所述设定切长、所述送料轴速度、所述剪切区角度和所述剪切速度计算整个剪切周期时间和进出剪切区时间节点。所述送料凸轮曲线计算模块根据所述设定切长、所述送料轴速度、所述进出剪切区时间节点、所述剪切周期时间计算送料凸轮曲线中所有点位信息。所述送料凸轮曲线生成模块根据所述送料凸轮曲线点位信息生成送料凸轮曲线。所述剪切凸轮曲线计算模块根据所述剪切区角度、所述剪切速度、所述进出剪切区时间节点、所述剪切周期时间计算剪切凸轮曲线中所有点位信息。所述剪切凸轮曲线生成模块根据所述剪切凸轮曲线点位信息生成剪切凸轮曲线。所述凸轮曲线应用模块使所述送料凸轮曲线作用于所述送料电机上，使所述剪切凸轮曲线作用于所述剪切电机上，以控制所述送料电机和所述剪切电机的运动。

在剪切控制系统的一种示意性实施例中，所述时间计算模块包括非剪切区时间计算模块、剪切区时间计算模块以及时间节点计算模块，所述非剪切区时间计算模块根据所述设定切长和所述送料轴速度计算非剪切区时间。所述剪切区时间计算模块根据所述剪切区角度和所述剪切速度计算所述剪切区时间。所述时间节点计算模块根据所述非剪切区时间和所述剪切区时间计算整个剪切周期时间和进出剪切区时间节点。

本发明还提出一种剪板设备，其包括上述的剪切控制系统。

本发明还提出一种剪切控制方法，其用于控制剪板设备，所述剪板设备包括送料电机和剪切电机，所述剪切控制方法包括以下步骤：

采集输入的设定切长、送料轴速度、剪切区角度及剪切速度；

根据所述设定切长、所述送料轴速度、所述剪切区角度和所述剪切速度计算整个剪切周期时间和进出剪切区时间节点；

根据所述设定切长、所述送料轴速度、所述进出剪切区时间节点、所述剪切周期时间计算送料凸轮曲线中所有点位信息；

根据所述送料凸轮曲线点位信息生成送料凸轮曲线；

根据所述剪切区角度、所述剪切速度、所述进出剪切区时间节点、所述剪切周期时间计算剪切凸轮曲线中所有点位信息；

根据所述剪切凸轮曲线点位信息生成剪切凸轮曲线；以及

使所述送料凸轮曲线作用于所述送料电机上，使所述剪切凸轮曲线作用于所述剪切电机上，以控制所述送料电机和所述剪切电机的运动。

在剪切控制方法的一种示意性实施例中，所述根据所述设定切长、所述送料轴速度、所述剪切区角度和所述剪切速度计算整个剪切周期时间和进出剪切区时间节点的步骤还包括以下步骤：

根据所述设定切长和所述送料轴速度计算非剪切区时间；

根据所述剪切区角度和所述剪切速度计算所述剪切区时间；以及

根据所述非剪切区时间和所述剪切区时间计算整个剪切周期时间和进出剪切区时间节点。

在剪切控制方法的一种示意性实施例中，所述剪切控制方法还包括以下步骤：

所述剪切电机通过所述剪切凸轮曲线与主虚轴同步运行，所述送料电机通过所述送料凸轮曲线与主虚轴同步运行，所述主虚轴匀速运行，其为时间轴。

本发明又提出一种边缘计算装置，其至少一个存储器和至少一个处理器；所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行上述任意一种剪切控制方法。

本发明又提出一种计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行上述任意一种剪切控制方法。

本发明还提出一种计算机程序，其包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行上述任意一种剪切控制方法。

本发明进一步提出一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被有形地存储在计算机可读介质上并且包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行上述任意一种剪切控制方法。

在本发明的剪切控制系统、剪切控制方法、剪板设备、边缘计算装置、计算机可读介质、计算机程序及计算机程序产品中，先采集输入的设定切长、送料轴速度、剪切区角度及剪切速度，再根据所述设定切长、所述送料轴速度、所述剪切区角度及所述剪切速度等数据通过计算模块和凸轮曲线计算模块，生成送料凸轮曲线和剪切凸轮曲线，然后，使所述送料凸轮曲线作用于送料电机上，使所述剪切凸轮曲线作用于剪切电机上，送料完成后，剪切机构的切刀立即进行剪切，没有无效位移，剪切时间较短，避免浪费时间；两个电机位置和时间有严格的对应关系，间接地保证了两个电机位置之间的严格对应关系，确保切刀和板材不会发生异常碰撞；有效解决现有技术中当材料被送到位时，切刀并无法立即接触到材料，浪费时间，因剪切电机和送料电机速度不匹配，切刀和材料容易出现错误干涉，损坏剪板机构的问题。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为本发明的剪切控制系统的架构示意图。

图2为图1所示的剪切控制系统控制剪切电机和送料电机的示意图。

图3为图1所示的剪切控制系统生成的送料凸轮曲线和剪切凸轮曲线的示意图。

图4为本发明的剪切控制方法的步骤示意图。

在上述附图中，所采用的附图标记如下：

100 剪切控制系统

10 数据采集模块

20 时间计算模块

21 非剪切区时间计算模块

22 剪切区时间计算模块

23 时间节点计算模块

30 送料凸轮曲线计算模块

40 送料凸轮曲线生成模块

50 剪切凸轮曲线计算模块

60 剪切凸轮曲线生成模块

70 凸轮曲线应用模块

S11-S17 步骤

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

图1为本发明的剪切控制系统的架构示意图，请参见图1，本实施例的剪切控制系统100用于控制剪板设备，所述剪板设备包括送料机构、送料电机、剪切机构和剪切电机，所述送料机构设有送料轴，所述送料电机驱动所述送料轴，所述剪切机构设有切刀和与切刀相连的切刀轴，所述剪切电机驱动所述切刀轴，所述切刀用于对材料进行剪切。剪切控制系统100包括数据采集模块10、时间计算模块20、送料凸轮曲线计算模块30、送料凸轮曲线生成模块40、剪切凸轮曲线计算模块50、剪切凸轮曲线生成模块60以及凸轮曲线应用模块70。

数据采集模块10采集输入的设定切长、送料轴速度、剪切区角度及剪切速度。时间计算模块20根据所述设定切长、所述送料轴速度、所述剪切区角度和所述剪切速度计算整个剪切周期时间和进出剪切区时间节点。送料凸轮曲线计算模块30根据所述设定切长、所述送料轴速度、所述进出剪切区时间节点、所述剪切周期时间计算送料凸轮曲线中所有点位信息。送料凸轮曲线生成模块40根据所述送料凸轮曲线点位信息生成送料凸轮曲线。剪切凸轮曲线计算模块50根据所述剪切区角度、所述剪切速度、所述进出剪切区时间节点、所述剪切周期时间计算剪切凸轮曲线中所有点位信息。剪切凸轮曲线生成模块60根据所述剪切凸轮曲线点位信息生成剪切凸轮曲线。凸轮曲线应用模块70使所述送料凸轮曲线作用于所述送料电机上，使所述剪切凸轮曲线作用于所述剪切电机上，以控制所述送料电机和所述剪切电机的运动。

更具体地，时间计算模块20包括非剪切区时间计算模块21、剪切区时间计算模块22和时间节点计算模块23，非剪切区时间计算模块21根据所述设定切长和所述送料轴速度计算非剪切区时间。剪切区时间计算模块22根据所述剪切区角度和所述剪切速度计算所述剪切区时间。时间节点计算模块23根据所述非剪切区时间和所述剪切区时间计算整个剪切周期时间和进出剪切区时间节点。

图2为图1所示的剪切控制系统控制剪切电机和送料电机的示意图，图3为图1所示的剪切控制系统生成的送料凸轮曲线和剪切凸轮曲线的示意图，请一并参见图2和图3，所述剪切电机通过所述剪切凸轮曲线与主虚轴同步运行，所述送料电机通过所述送料凸轮曲线与主虚轴同步运行，所述主虚轴匀速运行，其为时间轴，从而确保所述送料电机和所述剪切电机的动作同时间具有严格的对应关系。

所述送料电机根据所述送料凸轮曲线作动，送料轴根据送料凸轮曲线在非剪切区准时完成定长送料，切刀轴根据所述剪切凸轮曲线在剪切区内按设定剪切速度匀速运行，并匹配非剪切区的节拍运行，保证以设定剪切速度在时间计算模块20计算出的进入剪切区时间节点进入剪切区，送料速度示意线和剪切速度示意线如图3所示。由于所述送料凸轮曲线和所述剪切凸轮曲线有严格的交错对应关系，所述剪切电机和所述送料电机速度相匹配，在对材料进行剪切时，可避免浪费时间，且有效避免剪切机构的切刀和材料发生干涉。

本发明还提供一种剪板设备，其包括上述的剪切控制系统100。

图4为本发明的剪切控制方法的步骤示意图，请参见图4，本实施例的剪切控制方法用于控制剪板设备，所述剪板设备包括送料电机和剪切电机。所述剪切控制方法包括以下步骤：

步骤S11：采集输入的设定切长、送料轴速度、剪切区角度及剪切速度；

步骤S12：根据所述设定切长、所述送料轴速度、所述剪切区角度和所述剪切速度计算整个剪切周期时间和进出剪切区时间节点；

步骤S13：根据所述设定切长、所述送料轴速度、所述进出剪切区时间节点、所述剪切周期时间计算送料凸轮曲线中所有点位信息；

步骤S14：根据所述送料凸轮曲线点位信息生成送料凸轮曲线；

步骤S15：根据所述剪切区角度、所述剪切速度、所述进出剪切区时间节点、所述剪切周期时间计算剪切凸轮曲线中所有点位信息；

步骤S16：根据所述剪切凸轮曲线点位信息生成剪切凸轮曲线；以及

步骤S17：使所述送料凸轮曲线作用于所述送料电机上，使所述剪切凸轮曲线作用于所述剪切电机上，以控制所述送料电机和所述剪切电机的运动。

更具体地，步骤S12还包括以下步骤：

根据所述设定切长和所述送料轴速度计算非剪切区时间；

根据所述剪切区角度和所述剪切速度计算所述剪切区时间；以及

根据所述非剪切区时间和所述剪切区时间计算整个剪切周期时间和进出剪切区时间节点。

更进一步地，所述剪切控制方法还包括以下步骤：

所述剪切电机通过所述剪切凸轮曲线与主虚轴同步运行，所述送料电机通过所述送料凸轮曲线与主虚轴同步运行，所述主虚轴匀速运行，其为时间轴。

本发明又提出一种边缘计算装置，该装置包括：至少一个存储器和至少一个处理器；所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行上述的剪切控制方法。

本发明进一步提出一种计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行上述的剪切控制方法。

本发明还提出一种计算机程序，包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行上述的剪切控制方法。

本发明再提出一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被有形地存储在计算机可读介质上并且包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时使至少一个处理器执行上述的剪切控制方法。

本发明的剪切控制系统、剪切控制方法、剪板设备、边缘计算装置、计算机可读介质、计算机程序及计算机程序产品至少具有以下的优点：

1.在本发明的剪切控制系统、剪切控制方法、剪板设备、边缘计算装置、计算机可读介质、计算机程序及计算机程序产品中，先采集输入的设定切长、送料轴速度、剪切区角度及剪切速度，再根据所述设定切长、所述送料轴速度、所述剪切区角度及所述剪切速度等数据通过计算模块和凸轮曲线计算模块，生成送料凸轮曲线和剪切凸轮曲线，然后，使所述送料凸轮曲线作用于送料电机上，使所述剪切凸轮曲线作用于剪切电机上，送料完成后，剪切机构的切刀立即进行剪切，没有无效位移，剪切时间较短，避免浪费时间；两个电机位置和时间有严格的对应关系，间接地保证了两个电机位置之间的严格对应关系，确保切刀和板材不会发生异常碰撞；有效解决现有技术中当材料被送到位时，切刀并无法立即接触到材料，浪费时间，因剪切电机和送料电机速度不匹配，切刀和材料容易出现错误干涉，损坏剪板机构的问题。

2.在本发明的剪切控制系统、剪切控制方法、剪板设备、边缘计算装置、计算机可读介质、计算机程序及计算机程序产品的一实施例中，时间计算模块包括非剪切区时间计算模块、剪切区时间计算模块和时间节点计算模块。非剪切区时间计算模块根据所述设定切长和所述送料轴速度计算非剪切区时间。剪切区时间计算模块根据所述剪切区角度和所述剪切速度计算所述剪切区时间。时间节点计算模块根据所述非剪切区时间和所述剪切区时间计算整个剪切周期时间和进出剪切区时间节点。时间计算模块可实现对整个剪切周期时间和进出剪切区时间节点进行精准计算。

3.在本发明的剪切控制系统、剪切控制方法、剪板设备、边缘计算装置、计算机可读介质、计算机程序及计算机程序产品的一实施例中，所述剪切电机通过所述剪切凸轮曲线与主虚轴同步运行，所述送料电机通过所述送料凸轮曲线与主虚轴同步运行，所述主虚轴匀速运行，其为时间轴，从而确保所述送料电机和所述剪切电机的动作同时间具有严格的对应关系，有利于提升控制精度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。