一种高速热刀分切装置及其控制方法与流程

本发明属于印后设备领域，涉及一种高速热刀分切装置，本发明还涉及上述一种高速热刀分切装置的控制方法。

背景技术：

覆膜机完成覆膜工作后，一张一张的印品连续的放置于传送带上方，由传送带将印品送至热刀分切单元，热刀分切单元由于没有前规机构，印品的前方边缘无法进行准确的定位，因此需要热刀分切单元设置检测装置，大部分的热刀分切单元采用光电式检测机构或者是激光传感器进行检测；其次覆膜机上的热刀分切单元，所采用的刀架结构大多数为六面体形式的刀架或者倒h型的刀架旋转一周只能够完成两次切割，效率低下，资源浪费严重。现有的覆膜机上的热刀裁切单元的调节机构只进行一侧调节，另一侧只是通过铰链或者轴承机构进行固定，一侧进行调节，调节时间长，热刀轴所旋转的角度大，精度低，裁切之后的印品上有刮痕、毛边等缺陷，造成资源的严重浪费，因此在热刀分切单元的检测、控制、调节工作就非常重要。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高速热刀分切装置，能够快速调节热刀分切装置的偏移位置，保证了轴两端的运动平衡，避免长期不平衡单侧运动损坏轴极其相关部件。

本发明的另一个目的是提供了上述一种高速热刀分切装置的控制方法。

本发明所采用的技术方案是，一种高速热刀分切装置，包括主轴，沿主轴轴线设置有热刀片，主轴的两端还分别设置有与主轴配合的调心轴承，调心轴承的外表面还设置有与主轴垂直的伺服电机，主轴的一端还设置有驱动电机，驱动电机的主轴通过同步带与主轴连接；还包括控制系统，控制系统分别连接有图像传感器、伺服电机和驱动电机；

本发明第一种技术方案的特点还在于：

其中热刀片为相互垂直的四个刀片；

其中热刀片内还分别设置有电热丝；

其中伺服电机通过滚珠丝杠连接调心轴承；

其中调心轴承还连接有调节滑块；

其中调节滑块内设置有配合调心轴承的轴承座，调节滑块用于配合设置在安装墙板表面的滑轨，进而调节装置的位置；

其中控制系统包括图像处理单元和控制器，图像处理单元连接ccd图像传感器，控制器连接伺服电机和驱动电机，图像处理单元了连接控制器输入端，伺服电机和驱动电机连接控制器输出端；

本发明采用的另外一种技术方案是，一种高速热刀分切装置的控制方法，采用上述一种高速热刀分切装置，具体步骤如下：

步骤1，印品进入热刀裁切单元，通过ccd图像传感器检测印品信息，采用灰度投影积分极值法提取印品图像中的边缘信息，将ccd图像传感器采集到的图像沿平行于印品前进方向的垂直方向进行投影，得到印品歪斜的角度为θ；

步骤2，印品的幅面宽度为l，由步骤1得到印品倾斜的角度θ带入偏移位移x和θ之间的关系式x＝l*tanθ，计算得到偏移位移x；

步骤3，在主轴的左右两端利用伺服电机同时调节热刀的位置，伺服电机调节滚珠丝杠使主轴两端旋转平移经步骤2得到的偏移位移x，使得热刀分切装置的位置摆正，最后调节电热丝的温度，由驱动电机驱动主轴转动，热刀分切装置运行。

本发明的有益效果是：

本发明的高速热刀分切装置，热刀轴采用圆形热刀轴，圆形热刀轴相对与其他形状的热刀轴，配重更加容易，动平衡效果更好，更加稳定，适合高速旋转，更加适用于小幅面产品和高速印刷产品，其次通过采用ccd图像传感器进行检测，图像传感器检测可以对各种不同材质的物料进行检测，不受厚度的限制，优于传统光电技术，在热刀轴的两端均设置有调节机构，左右同时调节热刀的角度，缩短了圆形热刀轴的移动距离，调节速度快，提高了裁切的精确度，保证了轴两端的运动平衡，避免长期不平衡单侧运动损坏轴及其相关部件。

附图说明

图1是本发明的一种高速热刀分切装置的结构示意图；

图2是本发明的一种高速热刀分切装置与安装墙板配合的结构示意图；

图3是本发明的一种高速热刀分切装置的热刀片部分结构示意图。

图中，1.主轴，2.热刀片，3.调心轴承，4.伺服电机，5.驱动电机，6.同步带，7.控制系统，8.ccd图像传感器，9.滚珠丝杠，10.调节滑块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供一种高速热刀分切装置，如图1所示，包括主轴1，沿主轴1轴线设置有热刀片2，热刀片2为相互垂直的四个刀片，如图3所示热刀片2内还分别设置有电热丝11，主轴1的两端还分别设置有与主轴1配合的调心轴承3，调心轴承3的表面还设置有与主轴1外表面垂直的伺服电机4，伺服电机4通过滚珠丝杠9连接在调心轴承3的上，主轴1的一端还设置有驱动电机5，驱动电机5的主轴通过同步带6与主轴1连接；还包括控制系统7，控制系统7包括图像处理单元和控制器，图像处理单元连接ccd图像传感器8，控制器连接伺服电机4和驱动电机5，滚珠丝杠9与调心轴承3的连接处还设置有调节滑块10，调节滑块10内设置有配合调心轴承3的轴承座，如图2所示调节滑块10用于配合设置在安装墙板表面的滑轨，进而调节热刀的位置；

本发明还提供上述一种高速热刀分切装置及其控制方法的调节方法，具体步骤如下：

步骤1，覆膜完成之后印品进入热刀裁切单元，通过ccd图像传感器8检测印品信息，采用灰度投影积分极值法提取图像中的边缘信息，将ccd图像传感器8采集到的图像沿平行于印品前进方向的垂直方向进行投影，整个图像将投影为一条线段，该线段与正常基准线的夹角为θ，由此可以得到印品歪斜的角度为θ；

步骤2，将由灰度投影积分极值法得到的数据传输到控制系统7中，得到印品歪斜的角度θ，印品的幅面宽度为l，由步骤1得到印品倾斜的角度为θ，偏移的位移x和θ之间的关系为x＝l*tanθ；

步骤3，由步骤2得到的位移值x，在主轴1的左右两端通过伺服电机4控制滚珠丝杠9与调心轴承3，调节滑块10配合设置在安装墙体表面的滑轨滑动，进而调节装置的位置，此时印品的倾斜角度θ和倾斜的位移x之间的关系为x＝(l*tanθ)/2，调节所需的时间更短，效率更高；

步骤4，主轴1的左右两端通过滚珠丝杠9各连接一个伺服电机4，通过控制系统7做出判断，调节伺服电机4的正反转，印品歪斜时，伺服电机4调节滚珠丝杠9使热刀分切装置左右两端向相反方向同时移动位移x，两端同时进行，保证了轴两端运动平衡，避免长期不平衡单侧运动损坏轴1及其相关部件。

从本发明的工作原理解释本发明的优点：

本发明的一种高速热刀分切装置，该装置通过采用圆形热刀轴即主轴1安装有四个热刀片2，适合高速印刷产品，检测装置采用ccd图像传感器8，适用于多种不同材质的物料检测，在主轴1的左右两端均设有调节机构，调节速度快，保证了轴两端的运动平衡，避免长期不平衡单侧运动损坏轴极其相关部件；

热刀分切单元的刀架结构采用圆柱形的热刀轴结构，主轴1为圆柱形轴体，可以安装四个热刀片2，四个热刀片2等间隔等角度安装，更加稳定，平衡性好，适合高速旋转，更加适用于小幅面产品和高速印刷产品，且四个热刀片2内均设置有电热丝11，用于配合热刀装置。

检测装置采用ccd图像传感器8检测，然后传至控制系统7，ccd图像传感器8检测到印品的图像信息，将图像信息传输至控制系统，控制系统中的图像处理单元对图像信息进行处理，直线垂直于投影面时，直线上的所有点在投影面的垂直投影为一个点；直线不垂直于投影面时，直线上的所有点在投影面的垂直投影将仍然是一条直线，根据直线投影于平面的特点和直线在图像上的灰度特征，采用灰度投影积分极值法提取图像中的边缘信息，将ccd图像传感器8采集到的图像沿平行于印品前进方向的垂直方向进行投影，整个图像将投影为一条线段，该线段与正常基准线的夹角为θ，由此可以得到印品歪斜的角度为θ，使用图像传感器检测，可以对各种不同材质的物料进行检测，不受厚度的限制，优于传统光电检测技术，

热刀分切单元的圆形热刀轴即主轴1的左右两端均有调节机构，通过控制系统7控制调节机构的运行，保证分切装置的准确运行，该调节机构由调心轴承3、滚珠丝杠9和调节滑块10组成，调心轴承3安装轴承座里面，轴承座又位于调节滑块10的内部，调节滑块10在设置在固定墙体的导轨上前后移动，同时调节圆形热轴左右两端的角度，相对于一侧调节而言，移动的位置短，调节速度快，效果更好，同时保证了轴两端运动平衡，避免长期不平衡单侧运动损坏轴及其相关部件。