一种纸张分切自动调整装置及其调整方法

技术领域

本发明属于纸张分切宽度自动调节技术领域，尤其涉及一种纸张分切自动调整装置及其调整方法。

背景技术

烟用接装纸、内衬纸、框架纸印刷压纹后具有图案及分切线，需要对其进行分切，要求偏差不得超过0.3mm。当前，大多数的生产厂家采用的分切机均仅能固定分切宽度而无法灵活调整，当遇上纸张吸湿变形宽度发生收缩变化时，图案及分切线位置随之移动，纸张吸湿变形宽度发生收缩变化幅度不大但需频繁调节，以保证偏差在要求内，现有生产过程中只能停机对底刀进行垫纸片或抽纸片来改变底刀的宽度，使分切宽度与待分切纸张图案及分切线位置相适应，此过程会造成分切废品率升高及生产效率下降。为了防止纸张变形，分切车间均需采用空调来保证恒温恒湿，而造成能耗巨大，生产成本较高。

公告号为CN218114515U的中国专利，公开了一种便于调节分切宽度的分切机，该调整方式采用调整固定套在调节滑杆上的位置，以改变刀片之间的距离，其虽然可以改变分切宽度，但是需要停机操作，使用不便。

公告号为CN205614764U的中国专利，公开了分切机分切宽度带调节底刀辊装置，采用螺钉固定的方式，可以改变底刀位置。

以上两种方式在一定程度上均能实现分切宽度的调整，但是其调整仍然不方便，需要单个进行调整以保证刀具宽度保持一致，影响了生产效率。基于此，现有技术对其进行了一定改进。

如公告号为CN216000733U的中国专利，其公开了一种分切机的可自动调节刀具组件，通过在定位轴内部设置若干相互铰接的枢轴支架，枢轴支架上设置有与定位块相固定的连接销，通过牵引位于尾部一端的枢轴支架，从而使各个枢轴支架相互之间伸缩变化，利用枢轴支架的伸缩变化带动定位块移动，从而等距离改变相邻定位块之间的距离，该技术可以实现刀具的等距调整，但调整量较大，难以与纸张变化匹配，需要停机进行校对，由于纸张处于实时变化中，需要多次停机以校准，同样难以保证生产效率和实时的精准度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纸张分切自动调整装置及其调整方法，以解决现有纸张分切宽度无法精准、快速调节和高效率生产的情况。

为了实现本发明的目的，本发明公开了一种纸张分切自动调整方法，包括以下步骤：

S1、检测模块获取纸张宽度变形量；

S2、根据纸张宽度变形量，计算上切刀平移量；

S3、将上切刀平移量转换为底刀平移量，继而计算调节垫伸缩量；

构建调节垫调整函数：

ΔL＝α*L*ΔT，α表示调节垫的膨胀系数，ΔT表示温度变化量，L为调节垫的原始长度，ΔL表示调节垫伸缩量；

S4、将温度变化量ΔT转换为温控单元的调整量，构建温控单元调整函数。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述检测模块获取纸张宽度变形量包括以下步骤：

S11、间隔时段获取实时分切线位置信息；

S12、预测下一时间段分切线平移速度；

S13、根据预测下一时间段平移速度计算下一时间段预测平移量；

S14、对预测平移量进行修正，将修正结果定义为纸张宽度变形量。

所述预测下一时间段分切线平移速度包括以下步骤：

S121、获取多时段速度V

S122、预测V

S123、预测V

若V

式中，a＝|V

所述分切线位置信息获取采用红外追踪仪，通过红外追踪仪与分切线保持同步移动，以获取当前位置和当前速度，并对速度信息和位置信息进行记录。

所述构建温控单元调整函数包括以下步骤：

S41、获取当前调节垫和调温介质实时温度；

S42、根据纸张宽度变形量得到计算调节垫所需温度变化量；

S43、多次试验，获取调节垫的响应时间；

S44、根据调节垫响应时间和所需温度变化量，计算调温介质实际温度变化量；

S45、将实际温度变化量转化为温控单元的温度调节量。

所述多次试验，获取调节垫的响应时间包括不同温度情况下的相应时间，以求得最短响应时间的最佳温度，将当前温度到最佳温度的差值定义为所需温度变化量。

本发明还公开了一种纸张分切自动调整装置，包括机架、上切刀组件和底刀组件，所述底刀组件一侧设置有检测模块，底刀组件连接有温控单元，

所述上切刀组件包括安装轴、固定设置于安装轴上的切刀座和活动设置于安装轴上的上切刀，所述安装轴转动设置于机架上，所述上切刀和切刀座之间设置有刀片复位弹簧；

所述底刀组件包括底刀轴、设置于底刀轴上的底刀和设置于底刀之间的调节垫，端部所述底刀一端设置有挡板，所述挡板和端部所述底刀之间设置有底刀复位弹簧，所述底刀轴为中空结构，内部设置有物料通道，所述底刀为凹槽结构，所述上切刀伸入凹槽结构内，所述上切刀随底刀移动；

所述检测模块用于检测分切线位置和上切刀位置，并用于计算移动速度；

所述温控单元包括在物料通道内循环的调温介质、温控器、泵送机构、升温机构、降温机构和温度探测器，所述调温介质通过管道连接升温机构、降温机构和底刀轴，对调节垫进行温度输送，温度探测器设置于管道上。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述底刀轴为金属材料制成，所述调节垫为金属材料制成。

所述调节垫中的金属材料为铝合金、黄铜、紫铜、锌中的一种或多种的组合。

所述调温介质为液体介质或气体介质。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的纸张分切自动调整装置，其通过温控单元使调节垫热胀冷缩，进而调节相邻底刀间的距离，而相邻上切刀的距离也随之改变，从而使分切宽度得到高效、准确的调整，调节过程中无需拆机，满足实际生产中纸张吸湿变形宽度发生收缩变化幅度不大但需频繁调节的需要。使用时无需对加工车间恒温恒湿加工，可常温加工，减少了加工成本。

本发明的纸张分切自动调整方法，通过检测模块采集分切线的位置信息，然后对下一时间段的运动情况进行预测，通过预测模型转换为上切刀的移动模型，继而将移动模型转换为温度变化模型，有效减少了调节垫的温度响应时间，可快速高效的实现位置调整，以满足上切刀宽度的自动调整需求。

附图说明

图1为本发明实施例3装置结构示意图；

图2为本发明实施例3底刀组件结构示意图；

图3为本发明实施例3上切刀组件结构示意图。

附图标记：1、机架；2、上切刀组件；21、安装轴；22、切刀座；23、上切刀；24、刀片复位弹簧；3、底刀组件；31、底刀轴；32、底刀；34、底刀复位弹簧；5、温控单元；50、温控器；51、泵送机构；52、升温机构；53、降温机构；54、温度探测器；33、调节垫；35、挡板。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例公开了纸张分切自动调整方法，包括以下步骤：

S1、检测模块获取纸张宽度变形量；

S2、根据纸张宽度变形量，计算上切刀平移量；

S3、将上切刀平移量转换为底刀平移量，继而计算调节垫伸缩量；

构建调节垫调整函数：

ΔL＝α*L*ΔT，α表示调节垫的膨胀系数，ΔT表示温度变化量，L为调节垫的原始长度，ΔL表示调节垫伸缩量；

S4、将温度变化量ΔT转换为温控单元的调整量，构建温控单元调整函数。

本实施例根据纸张的实际变形量，通过调整温度，使得调节垫膨胀，继而使上切刀平移量与纸张变形量相同，以实现宽度调整。

实施例2

与实施例1不同的是，实施例1采用的是测量后的调节，由于调节垫并不会立即随温度响应，因此本实施例采用预测的方式，通过预测分切线平移量变化，继而调整温度变化量。其中，检测模块获取纸张宽度变形量包括以下步骤：

S11、间隔时段获取实时分切线位置信息；分切线位置信息获取采用红外追踪仪，通过红外追踪仪与分切线保持同步移动，以获取当前位置和当前速度，并对速度信息和位置信息进行记录。

S12、预测下一时间段分切线平移速度；具体包括：

S121、获取多时段速度V

S122、预测V

S123、预测V

若V

若V

若V

式中，a＝|V

S13、根据预测下一时间段平移速度计算下一时间段预测平移量；基于前述描述，则下一段的平移量X为X＝(V

S14、对预测平移量进行修正，此处的修正可以是对多个时段的速度进行计算，得到多个预测平移量，对该预测平移量进行数据处理，不限于求平均，去误差等，以得到修正后的预测平移量，将修正结果定义为纸张宽度变形量。

然后用该纸张宽度变形量，计算上切刀平移量；纸张宽度变形量实际上就是上切刀平移量，由于上切刀与底刀同步运行，因此就是底刀的平移量，底刀平移量又是调节垫伸缩量，因此得到所需调节垫伸缩量；

构建调节垫调整函数：

ΔL＝α*L*ΔT，α表示调节垫的膨胀系数，ΔT表示温度变化量，L为调节垫的原始长度，ΔL表示调节垫伸缩量；由该函数可知，调节垫的伸缩量与温度和调节垫的材质相关，在材质固定情况下，可通过温度调节改变调节垫伸缩量。需要构建温控单元调整函数以实现调整，具体包括以下步骤：

S41、获取当前调节垫和调温介质实时温度；

S42、根据纸张宽度变形量得到计算调节垫所需温度变化量；利用调节垫调整函数得到所需温度变化量；

S43、多次试验，获取调节垫的响应时间；多次试验，获取调节垫的响应时间包括不同温度情况下的相应时间，以求得最短响应时间的最佳温度，将当前温度到最佳温度的差值定义为所需温度变化量；

S44、根据调节垫响应时间和所需温度变化量，计算调温介质实际温度变化量；为了减少响应时间，实际温度肯定和所需温度不同，此处也需要通过多次试验和多次修正以保证快速响应；

S45、将实际温度变化量转化为温控单元的温度调节量，通过温控单元调整调温介质的问题，以实现对温度的调节。

实施例3

本实施例公开了纸张分切自动调整装置，包括机架1、上切刀组件2和底刀组件3，底刀组件3一侧设置有检测模块，底刀组件3连接有温控单元5，

上切刀组件2包括安装轴21、固定设置于安装轴21上的切刀座22和活动设置于安装轴21上的上切刀23，安装轴21转动设置于机架1上，上切刀23和切刀座22之间设置有刀片复位弹簧24；刀片复位弹簧24可为弹簧或者其他弹性结构。

底刀组件3包括底刀轴31、设置于底刀轴31上的底刀32和设置于底刀32之间的调节垫33，端部底刀32一端设置有挡板35，挡板35和端部底刀32之间设置有底刀复位弹簧34，底刀复位弹簧34为弹簧或者其他弹性结构，底刀轴31为中空结构，内部设置有物料通道，底刀32为凹槽结构，上切刀23伸入凹槽结构内，上切刀23随底刀32移动；上切刀组件2和底刀组件3的旋转结构为常规设计，此处未详尽，可参考现有技术进行设计。

检测模块用于检测分切线位置和上切刀23位置，并用于计算移动速度。

温控单元5包括在物料通道内循环的调温介质、温控器50、泵送机构51、升温机构52、降温机构53和温度探测器54，调温介质通过管道连接升温机构52、降温机构53和底刀轴31，对调节垫33进行温度输送，温度探测器54设置于管道上。升温机构52可为加热管或其他加热产品，用于对调温介质升温，降温机构53为散热器或其他散热产品，用于对调温介质降温，温控器50用于分配升温机构52和降温机构53的工作，包括工作时间和工作温度，通过温度探测器54检测设备温度，以实现对温度的控制。为了方便安装，转动接头处需安装旋转接头。

底刀轴31为金属材料制成，调节垫33为金属材料制成。

调节垫33中的金属材料为铝合金、黄铜、紫铜、锌中的一种或多种的组合。不同材质的调节垫33膨胀系数不同，可根据需求选择合适材料。

调温介质为液体介质或气体介质。

本实施例在使用时，当相邻上切刀23间的距离大于纸张待分切的宽度时，温控单元5调节温度使调节垫33降温回缩以减少相邻底刀32间的间距，相邻上切刀23之间的间距随之减少；回缩时由于没有推力，在弹簧作用下会实现其回缩运动。当相邻上切刀23间的间距小于纸张待分切的宽度，通过温控单元5使调节垫33升温膨胀以增大相邻底刀32间的间距，相邻上切刀23间的间距随之增加。调节垫33在温度变化时会出现上下和左右方向的膨胀和收缩，上下方向对使用不产生影响，因此无需考虑。

以下提供了几种材料的随温度变化伸长量的情况：

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。