裁床的真空负压调节电控系统及真空负压调节方法与流程

本发明涉及裁床技术领域，特别是涉及一种裁床的真空负压调节电控系统及真空负压调节方法。

背景技术：

目前裁剪行业使用的裁床，无论单层裁床亦或高层裁床，都需要将裁剪面料服帖平整地放置在裁剪平台上。通用的方法都是在裁剪平台中安置真空泵模块，使用真空泵在裁剪平台中产生负压腔，将裁剪面料吸附在平台上。尤其在高层裁床中，由于面料有弹性，真空吸附除了能将多至数百层的面料吸附固定于裁剪平台上，还能将其吸附压缩，因之高层裁床每次能裁剪更多的面料；且因为真空吸附，面料被压在平台上，裁剪效果更规整，相比单层裁剪有更高的加工效率。

然而目前市面上的裁床对真空腔的控制多体现在预设频率控制或定频控制，有的直接开启真空泵以额定转速运行。其缺点是难以调节裁剪平台中的负压腔负压，有时负压过大会导致部分柔软面料过度吸附进裁剪平台，造成拉扯撕裂；同时此类控制方式会造成真空泵长期满负荷工作，使得裁床长期高能耗工作，并形成高噪音的生产环境，影响员工生产积极性。现在另一种真空自动调节装置是在真空泵进气口附近加装真空保护装置，在真空负压过大时打开一个泄压装置起保护作用；此方法能起到泄压效果，但增加了额外成本，也造成变频器和真空泵饱和工作的情况发生。

因此需要一种能实现裁床的真空负压自动调节的电调控系统及调节方法。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种裁床的真空负压调节电控系统及真空负压调节方法，用于解决现有技术中裁床的真空吸附负压不能实时自动调节的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种裁床的真空负压调节电控系统，包括真空泵、抽气管以及真空吸附腔，所述真空吸附腔的顶面设有带有抽气孔的裁剪平台，真空吸附腔通过抽气管与所述真空泵相连，其还包括检测所述真空吸附腔内负压值的负压传感器，控制器以及与真空吸附腔相连的真空释放装置，所述负压传感器与所述控制器信号相连，所述真空泵的驱动电机与变频器相连，所述真空释放装置和所述变频器均与所述控制器相连，控制器控制所述真空释放装置的启闭，以及通过变频器控制真空泵的抽真空速度。

优选的，所述真空释放装置包括气管以及设置在气管上的电磁阀，所述气管与所述真空吸附腔相连通，所述电磁阀与所述控制器信号相连。

优选的，所述气管内设有测试气体流量的流量传感器，所述流量传感器与所述控制器信号相连。

优选的，所述负压传感器、所述变频器均与信号传输单元相连，所述信号传输单元通过以太网与所述控制器信号相连。

优选的，所述信号传输单元与所述变频器间设有信号隔离保护器。

本发明提供一种裁床的真空负压调节方法，其包括：

1)根据待裁剪面料的材质与所裁剪层数，在控制器内设置裁剪负压预设值和过窗负压预设值；

2)启动真空泵抽取真空吸附腔，使真空吸附腔形成负压环境；在抽真空中，控制器实时获取所述真空吸附腔的当前负压值，且判断所述当前负压值与所述裁剪负压预设值是否相等，若相等，进入步骤3)；若否，则计算当前负压值与所述裁剪负压预设值之间的差值，并且根据所述差值通过变频器调控所述真空泵的抽真空速度；

3)控制器实时获取动作命令，所述动作命令为裁剪命令，则进入步骤4)；所述动作命令为过窗命令，则进入步骤5)；所述动作命令为结束命令，则裁剪结束，关闭所述真空泵；

4)裁床执行裁剪动作，控制器使所述真空吸附腔的负压维持在裁剪负压阈值范围内；

5)裁床执行过窗动作，控制器使所述真空吸附腔的负压维持在过窗负压阈值范围内。

优选的，所述步骤4)中，真空吸附腔的负压控制过程为：控制器通过负压传感器实时获取真空吸附腔的当前裁剪负压值，计算出当前裁剪负压值与所述裁剪负压预设值之间的裁剪负压差值，根据所述裁剪负压差值调控所述真空泵的抽真空速度，使所述真空吸附腔的负压维持在裁剪负压阈值范围内。

优选的，所述步骤5)中，真空吸附腔的负压控制过程为：控制器控制开启与所述真空吸附腔相连的真空释放装置，且使真空泵执行过窗运行参数，通过负压传感器实时获取真空吸附腔的当前过窗负压值，判断当前过窗负压值与所述过窗负压预设值是否相等，若否则计算出当前过窗负压值与所述过窗负压预设值之间的过窗负压差值，根据所述过窗负压差值调控所述真空泵的抽真空速度；若是，则执行过窗，且使所述真空吸附腔的负压维持在过窗负压阈值范围内。

优选的，所述真空吸附腔的所述当前负压值采用负压传感器检测得出，所述负压传感器与所述控制器信号相连。

优选的，所述负压传感器、所述变频器均与信号传输单元相连，所述信号传输单元通过以太网与所述控制器信号相连。

优选的，所述裁剪负压阈值范围根据所述裁剪负压预设值上下浮动一预设值得出。

优选的，所述过窗负压阈值范围根据所述过窗负压预设值上下浮动一预设值得出。

优选的，所述真空释放装置上设有测试气体流量的流量传感器，所述流量传感器与所述控制器信号相连，在所述步骤5)中，控制器实时获取流量传感器检测到的流量值，通过流量值、所述过窗负压差值来调控所述真空泵的抽真空速度。

如上所述，本发明的裁床的真空负压调节电控系统及真空负压调节方法，具有以下有益效果：采用负压传感器实时检测真空吸附腔的负压值，在裁剪和过窗过程中，控制器根据实时获取的负压值与裁剪负压预设值、过窗负压预设值进行比较，且通过两者间的差值来实时调控真空泵的抽真空速度，以确保裁剪和过窗时真空负压腔均处于合适、稳定的负压环境下，提高了裁剪和过窗时的稳定性。

附图说明

图1显示为本发明的裁床的真空负压调节电控系统示意图。

图2显示为本发明的裁床的真空负压调节电控系统的框图。

图3显示为本发明的裁床的真空负压调节方法的总流程图。

图4显示为本发明的裁剪过程中的真空负压调节流程图。

图5显示为本发明的过窗过程中的真空负压调节流程图。

元件标号说明

1 真空吸附腔

2 真空释放装置

3 流量传感器

4 真空输入腔

5 裁剪平台

6 负压传感器

7 驱动电机

8 泵体

9 信号传输单元

10 信号隔离保护器

11 控制器

12 变频器

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1及图2所示，本发明提供一种裁床的真空负压调节电控系统，包括真空泵(本实施例中的真空泵包括图1中的泵体8和驱动电机7)、抽气管以及真空吸附腔1，真空吸附腔1的顶面设有带有抽气孔的裁剪平台5，真空吸附腔1通过抽气管与真空泵相连，其还包括检测真空吸附腔内负压值的负压传感器6，控制器11以及与真空吸附腔1相连的真空释放装置2，负压传感器6与所述控制器11信号相连，真空泵的驱动电机7与变频器12相连，所述真空释放装置2和变频器12均与所述控制器11相连，控制器11控制真空释放装置2的启闭，以及通过变频器12控制真空泵的抽真空速度,。本发明利用控制器11通过负压传感器6实时获取真空吸附腔1的负压值，根据获取的负压值与所需的各预设参数进行比较，实时对变频器进行调节，以此调整真空泵的抽真空速度，完成真空吸附腔的抽真空自动调节，而且为快速进入过窗过程以及保护过窗过程中用到的传动机构，避免负压过大将传动机构(如传动链条)损坏，上述真空吸附腔1与真空释放装置2相连，控制器11接收到过窗命令即开启真空释放装置2，使真空吸附腔1内的负压值快速达到过窗所需的负压环境，本发明实现了裁剪和过窗时的真空自动调节，提高裁剪和过窗的稳定性。

本实施例中的真空释放装置2包括气管以及设置在气管上的电磁阀，气管与真空吸附腔1相连通，电磁阀与所述控制器11信号相连，本实施例利用设置在气管上的电磁阀来完成气管的开闭，且电磁阀可与控制器进行远程控制，实现自动化的启闭。

上述气管内设有测试气体流量的流量传感器3，流量传感器3与所述控制器11信号相连。本实施例中设置流量传感器，在过窗时，可通过流量传感器3反馈的流量值，与上述负压传感器反馈的真空吸附腔的负压值综合调控真空泵的抽真空速度，实现对真空负压腔内的负压更精确的控制。

为实现远程控制，并减短整个裁床上信号线的设置，上述负压传感器6、变频器12均与信号传输单元9相连，所述信号传输单元9通过以太网与所述控制器11信号相连。本实施例中各传感器均与信号传输单元9相连，然后通过信号传输单元9进行控制器与各传感器、真空泵间的数据传递，本实施例的真空泵的驱动电机7为变频电机，则其通过与变频器12与信号传输单元相连，通过变频器输出不同的频率对真空泵的驱动电机进行控制，以此改变真空泵的抽真空速度。为更准确的进行信号传输，上述信号传输单元9与变频器12间设有信号隔离保护器10，实现对真空泵的驱动电机7的准确控制。

本发明中的上述控制器为工业计算机，其具有输入单元和数据处理单元，上述负压传感器和流量传感器检测到的数据均通过信号传输单元9传输至工业计算机内，工业计算机自身的数据处理单元对各数据进行处理然后输出相应的数据给变频器，以此控制真空泵的抽真空速度，实现真空吸附腔1的实时自动控制。本实施例中的真空吸附腔下方连通一较小体积的真空输入腔4，上述抽气管直接与真空输入腔4相连，通过真空输入腔4再与真空吸附腔1相连。

本发明提供一种裁床的真空负压调节方法，其可以采用上述裁床的真空负压调节电控系统来实现，其包括：见图3所示，

1)根据待裁剪面料的材质与所裁剪层数，在控制器内设置裁剪负压预设值和过窗负压预设值；

2)启动真空泵抽取真空吸附腔，使真空吸附腔形成负压环境；在抽真空中，控制器通过负压传感器实时获取真空吸附腔的当前负压值，且判断当前负压值与裁剪负压预设值是否相等，若相等，则进入步骤3)；若否，则计算当前负压值与所述裁剪负压预设值之间的差值，并且根据所述差值通过变频器调控所述真空泵的抽真空速度；

3)控制器实时判断获取到的动作命令，所述动作命令若为裁剪命令，则进入步骤4)；所述动作命令若为过窗命令，则进入步骤5)；所述动作命令若为结束命令，则裁剪结束，关闭所述真空泵；

4)裁床执行裁剪动作，控制器使所述真空吸附腔的负压维持在裁剪负压阈值范围内；见图4所示，裁剪过程中由于已裁区域漏气，真空吸附腔内的负压出现波动，则需要对真空吸附腔的负压进行实时控制，具体控制过程为：控制器通过负压传感器实时获取真空吸附腔的当前裁剪负压值，计算出当前裁剪负压值与所述裁剪负压预设值之间的裁剪负压差值，根据所述裁剪负压差值调控所述真空泵的抽真空速度；

5)裁床执行过窗动作，控制器使所述真空吸附腔的负压维持在过窗负压阈值范围内；见图5所示，过窗时真空吸附腔的负压控制过程为：控制器控制开启与所述真空吸附腔相连的真空释放装置，且通过变频器使真空泵执行过窗运行参数，通过负压传感器实时获取真空吸附腔的当前过窗负压值，判断当前过窗负压值与所述过窗负压预设值是否相等，若否则计算出当前过窗负压值与所述过窗负压预设值之间的过窗负压差值，根据所述过窗负压差值调控所述真空泵的抽真空速度；若是，则执行过窗，且使所述真空吸附腔的负压维持在过窗负压阈值范围内。

本发明中的负压传感器、变频器均与信号传输单元相连，信号传输单元通过以太网与所述控制器信号相连。

本发明中的上述裁剪负压阈值范围根据裁剪负压预设值上下浮动一预设值得出，即在裁剪过程中允许真空吸附腔内的负压有一定的波动。上述过窗负压阈值范围根据所述过窗负压预设值上下浮动一预设值得出，即在过窗过程中允许真空吸附腔内的负压有一定的波动。

为更精确的控制，上述真空释放装置上设有测试气体流量的流量传感器，流量传感器与控制器信号相连，在所述步骤5)中，控制器实时获取流量传感器检测到的流量值，通过流量值和过窗负压差值来综合调控真空泵的抽真空速度。

本发明采用上述裁床的真空负压调节电控系统的具体运行过程为：见图3所示，开始运行时，先根据需要裁剪面料的柔软度、弹性、层数等属性，在控制器11内设置好对应的裁剪、过窗负压值，即设置好裁剪负压预设值和过窗负压预设值，且通过裁剪负压预设值和过窗负压预设值分别得出裁剪负压阈值范围和过窗负压阈值范围。控制真空泵的驱动电机7启动，负压传感器6开始监测真空吸附腔1内的当前负压值，并将检测到的当前负压值传送至信号传输单元9(即I/O模块)，信号传输单元9将当前负压值转换成以太网信号经网线传送给控制器11，在控制器11内结合上述裁剪负压预设值进行数据比对，然后将处理结果发送到信号传输单元9，经其转换成直流电压模式的模拟量信号，传送给信号隔离器10。信号隔离器10起到信号隔离，保护两端电路互补干扰的作用，保障了信号传输的精度。上述模拟量信号从信号隔离器10发送至变频器12，变频器12根据模拟量信号发送经过控制变频的交流电至真空泵的驱动电机7，控制真空泵泵体8的转速，以达到调节真空吸附腔负压的目的。上述负压调节后，再由负压传感器6监测，构成初始抽真空吸附腔时的负压监测循环，即上述步骤2)中的实时获取和实时判断过程，直到真空吸附腔内的负压达到裁剪负压预设值后，执行下一步。

当负压达到裁剪负压预设值时，则决定是否裁剪，若裁剪，则裁床执行裁剪面料的程序，此时已经裁剪的区域会出现漏气而造成的真空吸附腔1内的负压出现波动。见图4所示，此时负压传感器6会持续监测真空吸附腔内的当前裁剪负压值，并发送当前裁剪负压值到控制器11进行比对，即上述步骤4)，由控制器11控制真空吸附腔的负压值维持在裁剪负压阈值范围内，即稳定在裁剪负压范围内，完成裁剪。

若不裁剪，则判断是否过窗。若过窗，见图5所示，则控制器11控制打开与真空吸附腔1相连的真空释放装置2，使真空吸附腔1内的负压降低，同时控制器11向变频器12发送过窗模式的信号，并负压传感器6监测真空吸附腔1内的当前过窗负压值，并将当前过窗负压值反馈给控制器，控制器判断当前过窗负压值是否达到过窗负压预设值，若否则计算两者的过窗差量，根据过窗差量调控真空泵的抽真空速度，此处构成一个负压监测循环，即上述步骤5)，当当前过窗负压值达到过窗负压预设值时，执行过窗动作，此时真空吸附腔1内的负压会因过窗出现波动，同样由负压传感器6与控制器11构成的控制系统进行实时调节，保障过窗负压，避免过窗时负压过大拉断床体传动装置或过小引起面料弹起位移。过窗结束后，返回判断是否继续裁剪。若不过窗，则判断是否结束，若不结束，则返回到是否裁剪；若结束，则裁剪结束，关闭真空泵，整个负压控制结束。

此外本发明还使用流量传感器3，结合流量传感器3与负压传感器6综合监测真空吸附腔内的负压值，能达到更精确的调控。

综上所述，本发明裁床的真空负压调节电控系统及真空负压调节方法，其主要在于针对当前裁床真空负压调节困难，过窗时面料回弹移位等问题，选用多型传感器联合监测，以太网传输信号，信号输出隔离保护，并用工业计算机作控制器进行数据处理，完成系统对裁剪、过窗不同时期所需负压的自动调节，使生产线达到自动化的目的。对不同面料有不同参数，吸附效果的提升避免了原先同类产品裁剪时撕扯面料造成破损的问题发生，减少对后续工序的影响，提高了生产效率。本系统能实时自动调控负压，使得系统更节能，降低工作环境噪音，减少了人员手动调频的工序，提高了生产效率，降低了人工成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。