凸轮曲线生成及同步控制方法、装置及电子设备和介质与流程

本公开涉及箱体包装，尤其涉及一种凸轮曲线生成及同步控制方法、装置及电子设备和介质。

背景技术：

1、在自动化包装领域，特别是使用纸箱对瓶体（例如按照3*4的排列方式，将12瓶啤酒包装到一个纸箱中）进行包装的流水线上，通常需要通过折页机构结合成型机构实现对纸箱前端和后端折页的折叠，折叠完成后再进行后续的喷胶和成型工序。然而，传统的控制方案高度依赖反复人工示教，一旦包装规格或折页机构的机械尺寸发生变化便需要停机重新调试，调试过程复杂，耗时较长。因此，目前行业内仍缺乏一种能够自适应尺寸变化、行之有效的折页机构折叠控制方法。

技术实现思路

1、鉴于此，本公开提供了一种凸轮曲线生成及同步控制方法、装置及电子设备和介质，用于至少部分地解决上述技术问题。

2、本公开的第一方面提供了一种用于瓶类包装箱体折页机构的凸轮曲线生成方法，包括：确定折页机构的末端参考点到达指定关键位点时其末端参考点在箱体传送方向的目标线性位移；根据目标旋转角度模型和所述目标线性位移，确定所述折页机构的末端参考点到达指定关键位点时所述折页机构的所述控制轴的目标旋转角度，其中，所述目标旋转角度模型用于表征所述控制轴的旋转角度与所述末端参考点在箱体传送方向的线性位移之间的映射关系；根据所述目标线性位移以及对应的所述目标旋转角度，利用预设的曲线生成算法，生成凸轮曲线；其中，所述凸轮曲线表征所述箱体传送机构的直线位移与所述折页机构控制轴的旋转角度之间的运动状态映射关系。

3、在一种可能的实现方式中，所述指定关键位点包括初始等待位点、接触折页位点、折叠完成位点和脱离位点；其中，所述初始等待位点表征所述箱体尚未到达折叠区域时的一空间位置；所述接触折页位点表征所述折页机构的末端参考点刚接触所述箱体待折叠部位瞬间的空间位置；所述折叠完成位点表征所述折页机构完成折叠动作时的空间位置；所述脱离位点表征所述折页机构完成折叠动作后所述折页机构的末端参考点刚脱离所述箱体时的空间位置。

4、在一种可能的实现方式中，所述确定折页机构的末端参考点到达指定关键位点时其末端参考点在箱体传送方向的目标线性位移，包括：根据所述折页机构的机械尺寸、所述折页机构相对于箱体传送带的安装位置、成形机构上的成型爪起竖时其相对于折页机构的位置、箱体尺寸和箱体间距，确定所述目标线性位移；其中，所述折页机构用于折叠所述箱体在宽度方向上的折页，所述成形机构上的成型爪用于折叠所述箱体在高度方向上的折页。

5、在一种可能的实现方式中，所述折页机构的机械尺寸包括：所述折页机构的旋转中心到末端参考点的旋转半径r。

6、在一种可能的实现方式中，所述折页机构为x型折页机构，所述折页机构用于连续折叠相邻的前一箱体和后一箱体；所述末端参考点包括：用于折叠所述前一箱体在宽度方向上的前端折页和后端折页的第一末端参考点和第二末端参考点，以及用于折叠所述后一箱体在宽度方向上的前端折页和后端折页的第三末端参考点和第四末端参考点； 所述折页机构的机械尺寸还包括：所述第二末端参考点与所述第三末端参考点之间的横向距离w，以及所述第一末端参考点与所述第二末端参考点之间的纵向距离 l。

7、在一种可能的实现方式中，在所述目标旋转角度模型中，所述目标旋转角度由绝对基础角度与结构相位补偿角叠加确定；其中，所述绝对基础角度基于所述折页机构的旋转半径与所述线性位移的几何关系确定；所述结构相位补偿角基于所述末端参考点相对于所述旋转中心的几何偏移量确定。

8、在一种可能的实现方式中，所述目标旋转角度模型为：θ=arccos((r–x)/r)+k×arctan(w/l)，其中，θ为所述目标旋转角度；r为所述折页机构的旋转半径；x为所述末端参考点在箱体传送方向的线性位移；w为所述横向距离；l为所述纵向距离；k为方向系数，当用于折叠后一箱体在宽度方向上的前端折页时，k=1；当用于折叠前一箱体在宽度方向上的后端折页时，k=−1；当所述折页机构的末端参考点与旋转中心处于同一水平高度时以此时所述末端参考点的位置作为沿箱体传送方向的坐标轴原点。

9、本公开的第二方面提供了一种用于瓶类包装箱体折页机构的同步控制方法，包括：确定所述折页机构的末端参考点到达指定关键位点时其末端参考点在箱体传送方向的目标线性位移；根据目标旋转角度模型和所述目标线性位移，确定所述折页机构的末端参考点到达指定关键位点时所述折页机构的所述控制轴的目标旋转角度；所述目标旋转角度模型用于表征所述控制轴的旋转角度与所述末端参考点在箱体传送方向的线性位移之间的映射关系；

10、根据所述目标线性位移以及对应的所述目标旋转角度，利用预设的曲线生成算法，生成凸轮曲线；其中，所述凸轮曲线表征所述箱体传送机构的直线位移与所述折页机构控制轴的旋转角度之间的运动状态映射关系；基于生成的所述凸轮曲线，控制所述折页机构的控制轴旋转，以使所述折页机构与传送中的所述箱体同步动作并执行折叠。

11、本公开的第三方面提供了一种用于瓶类包装箱体折页装置，包括：箱体传送机构，用于沿传送方向输送箱体；折页机构，设置于所述箱体传送机构的传送带的侧部，具有用于执行折叠动作的控制轴；以及，控制器，分别与所述箱体传送机构和所述折页机构通信连接，所述控制器被配置为执行前述第一方面中任一项所述的方法。

12、本公开的第四方面提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如前述第一方面中任一项所述的方法。

13、本公开的第五方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如前述第一方面中任一项所述的方法。。

14、在本公开的实施例中，通过输入的折页机构的机械尺寸、箱体尺寸和箱体间距等参数，系统即可自动计算出关键点位对应的控制轴目标旋转角度，并自动生成凸轮曲线，显著降低了瓶体包装产线的换产调试成本。进一步的，在本公开的实施例中，通过分析折页机构的几何构型，推导得到目标旋转角度模型，解决了旋转运动与直线运动之间的速度匹配难题，使得凸轮关键点位的获取有效摆脱了对传统人工反复示教的依赖，实现了基于数学推导的凸轮曲线自动规划。当包装规格发生变化时，用户只需在人机界面或上位机中修改相应的尺寸参数，在本公开的实施例中可实时自适应生成全新的凸轮曲线，此通用的算法架构能够有效满足现代包装行业多品种、小批量的柔性生产需求。基于精确的空间几何解算和目标旋转角度模型，结合预设的曲线生成算法，在本公开的实施例中生成的凸轮曲线能够确保折页机构在接触、压合和脱离箱体时的同步。

1.一种用于瓶类包装箱体折页机构的凸轮曲线生成方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定关键位点包括初始等待位点、接触折页位点、折叠完成位点和脱离位点；

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定折页机构的末端参考点到达指定关键位点时其末端参考点在箱体传送方向的目标线性位移，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述折页机构的机械尺寸包括：所述折页机构的旋转中心到末端参考点的旋转半径r。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述折页机构为x型折页机构，所述折页机构用于连续折叠相邻的前一箱体和后一箱体；

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在所述目标旋转角度模型中，所述目标旋转角度由绝对基础角度与结构相位补偿角叠加确定；

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述目标旋转角度模型为：

8.一种用于瓶类包装箱体折页机构的同步控制方法，其特征在于，包括：

9.一种用于瓶类包装箱体折页装置，其特征在于，包括：

10.一种电子设备，包括存储器（606）和处理器（602），所述存储器（606）中存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器（602）执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8中任一项所述的方法。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的方法。