一种足球消气控制系统及方法与流程

本发明涉及足球生产，尤其涉及一种足球消气控制系统及方法。

背景技术：

1、在足球生产加工过程中，放气是不可或缺的关键工序，无论是成品足球检测后的泄压放气、次品足球的回收放气，还是生产中间环节的临时放气，均需要高效、安全的放气设备配合。目前，行业内普遍采用传统人工辅助放气机器，其控制方式简陋、自动化程度极低，存在诸多难以解决的技术缺陷，具体如下，且各缺陷相互关联，严重影响生产效率与产品质量：

2、破损率极高，产品质量难以保障：传统放气机器无缓慢挤压机构，插好球针、摆好足球后，仅通过撞锤在1秒内快速挤压足球完成放气，挤压过程瞬时冲击力大，足球表皮易撕裂、内胆易开裂，尤其针对pu、软质材质足球，破损率高达15%以上，大幅增加生产损耗成本。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种足球消气控制系统及方法，其能降低破损率。

2、为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种足球消气控制系统，包括：上皮带转动装置、下皮带转动装置、回收气缸、控制装置；

4、所述下皮带转动装置位于所述上皮带转动装置的下方；

5、所述上皮带转动装置、所述下皮带转动装置之间的间距呈线性渐变；

6、所述上皮带转动装置间隔设置有撞锤，所述下皮带转动装置间隔设置有用于放置待消气气球的托盘，所述撞锤、所述托盘的位置相对应，所述托盘用于放置已插入球针的足球，所述撞锤用于对足球进行挤压；

7、所述控制装置与所述上皮带转动装置、所述下皮带转动装置、所述回收气缸连接。

8、作为本发明的进一步改进，本发明还包括：

9、第一速度传感器，设置在所述上皮带转动装置上，用于获取上皮带转动装置当前转速；

10、第二速度传感器，设置在所述下皮带转动装置上，用于获取下皮带转动装置当前转速；

11、压力传感器，设置在所述球针上，用于获取足球的内部压力；

12、位移传感器，设置在所述撞锤上，用于检测所述上皮带转动装置、下皮带转动装置的间距；

13、时间检测模块，设置在所述上皮带转动装置的旁侧、所述下皮带转动装置的旁侧、所述撞锤、所述托盘上，用于检测上皮带转动装置达到预设监测点的第一时间、下皮带转动装置当前转速确定下皮带转动装置达到预设监测点的第二时间。

14、作为本发明的进一步改进，所述间距通过如下方式确定：

15、根据足球的传送距离，采用间距变化公式计算上皮带转动装置、下皮带转动装置之间的间距；

16、采用反馈调节公式对间距进行修正。

17、作为本发明的进一步改进，所述间距变化公式的表达方式如下：

18、

19、其中，为在下皮带转动装置传送距离为x时，上皮带转动装置、下皮带转动装置的间距；为进入下皮带转动装置时，上皮带转动装置、下皮带转动装置的间距；为确保足球完全放气的间距；

20、所述反馈调节公式的表达方式如下：

21、

22、其中，为经过修正后的间距，为足球放气速率；（t）为实时放气速率。

23、本发明还提供了一种足球消气控制方法应用于上述的足球消气控制系统，包括：

24、足球在下皮带转动装置时，对上皮带转动装置、下皮带转动装置进行同步转动状态调节，以对足球进行挤压；

25、当足球完成放气时，驱动回收气缸拔出球针。

26、作为本发明的进一步改进，所述对上皮带转动装置、下皮带转动装置进行同步状态调节的步骤，包括：

27、获取上皮带转动装置当前转速、下皮带转动装置当前转速；

28、基于上皮带转动装置当前转速确定上皮带转动装置达到预设监测点的第一时间，基于下皮带转动装置当前转速确定下皮带转动装置达到预设监测点的第二时间；

29、基于第一时间、第二时间，确定上皮带转动装置、下皮带转动装置是否处于同步转动状态；

30、若上皮带转动装置、下皮带转动装置处于不同步转动状态，则对当前转速快的皮带转动装置进行降速控制。

31、作为本发明的进一步改进，若对当前转速快的皮带进行3次降速控制后，上皮带转动装置、下皮带转动装置仍处于不同步转动状态，则发出故障预警。

32、作为本发明的进一步改进，所述基于第一时间、第二时间，确定上皮带转动装置、下皮带转动装置是否处于同步转动的状态的步骤，包括：

33、计算第一时间、第二时间的时间差值；

34、如时间差值大于允许最大时间差值，则判断为上皮带转动装置、下皮带转动装置处于不同步状态。

35、作为本发明的进一步改进，采用ai优化算法对允许最大时间差值、足球放气速率、间距进行优化，ai优化算法公式的表达式为：

36、

37、其中，为最优控制参数，为使目标函数取得最小值时的自变量取值，为时间成本项，为单工位节拍耗时，为时间权重系数，为受力、位置、能耗相关项，为上皮带转动装置、下皮带转动装置之间的挤压力，为上皮带转动装置与下皮带转动装置之间的间距，为力能耗权重系数，为气压变化率项，为足球消气前后的气压差值，为每一个足球消气的时长，为气压控制权重系数。

38、作为本发明的进一步改进，所述当足球完成放气时，驱动回收气缸拔出球针的步骤，包括：

39、获取足球实时的内部压力；

40、若内部压力到达放气目标气压时，驱动回收气缸拔出球针；

41、当获取到球针拔出到位信息，控制回收气缸停止动作。

42、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：采用间距呈线性渐变的上皮带转动装置、下皮带转动装置对足球进行挤压，实现柔性、平缓施压，彻底摒弃传统设备瞬时强冲击挤压方式，有效避免足球表皮撕裂、内胆开裂。尤其对 pu、软质等高弹性材质足球，可将破损率从15% 以上降至极低水平，显著减少生产损耗，降低生产成本。

1.一种足球消气控制系统，其特征在于，包括：上皮带转动装置、下皮带转动装置、回收气缸、控制装置；

2.根据权利要求1所述的足球消气控制系统，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的足球消气控制系统，其特征在于，所述间距通过如下方式确定：

4.根据权利要求3所述的足球消气控制系统，其特征在于，所述间距变化公式的表达方式如下：

5.一种足球消气控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至4任一项所述的足球消气控制系统，包括：

6.根据权利要求5所述的足球消气方法，其特征在于，所述对上皮带转动装置、下皮带转动装置进行同步状态调节的步骤，包括：

7.根据权利要求6所述的足球消气方法，其特征在于，若对当前转速快的皮带进行3次降速控制后，上皮带转动装置、下皮带转动装置仍处于不同步转动状态，则发出故障预警。

8.根据权利要求7所述的足球消气方法，其特征在于，所述基于第一时间、第二时间，确定上皮带转动装置、下皮带转动装置是否处于同步转动的状态的步骤，包括：

9.根据权利要求8所述的足球消气方法，其特征在于，采用ai优化算法对允许最大时间差值、足球放气速率、间距进行优化，ai优化算法公式的表达式为：

10.根据权利要求6所述的足球消气方法，其特征在于，所述当足球完成放气时，驱动回收气缸拔出球针的步骤，包括：