具体实施方式

本发明的核心是提供一种待剪切物料传输控制方法及模切设备，根据色标的实际位置纠正送料装置的运行状态，以减小色标与剪切装置的切刀之间的偏差，从而保证剪切装置能够准确剪切物料。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

请参照图1及图2，图1为本发明实施例提供的一种待剪切物料传输控制方法的流程图；图2为本发明实施例提供的一种待剪切物料传输控制方法的原理图。

该待剪切物料传输控制方法，应用于包含送料装置、剪切装置及安装于剪切装置下游的色标检测装置的模切设备，包括：

步骤S1：预先获取待剪切物料上的色标间隔距离及剪切装置与色标检测装置之间的水平安装距离；其中，色标间隔距离为待剪切物料的初始剪切长度。

具体地，模切设备包括用于传输待剪切物料的送料装置、用于对送料装置上传输的物料进行剪切的剪切装置及安装于剪切装置下游的色标检测装置(下游指的是送料装置上的待剪切物料先经过剪切装置所在的位置、再经过色标检测装置所在的位置，一方面是为了满足剪切装置的前蓄料功能，以保证物料的模切效果；另一方面是用于检测送料装置上所传输物料上的色标，以为后续色标纠偏使用)。其中，待剪切物料上标记有多个相同距离的色标，色标所在的位置为待剪切物料的剪切位置，则相邻色标之间的距离L₀为待剪切物料的理论剪切长度。

基于此，本申请提前获取待剪切物料上的色标间隔距离L₀(可以理解的是，色标间隔距离L₀为待剪切物料的初始剪切长度，在待剪切物料的初始剪切长度没有更新前，送料装置在剪切周期内运行的距离等于色标间隔距离L₀)，及获取剪切装置与色标检测装置之间的水平安装距离L₃(即剪切装置剪切完成时对应的送料轴位置到色标检测装置对应的送料轴位置之间的距离)，以为后续色标纠偏提供依据。

步骤S2：在每个剪切周期完成时，均获取在当前剪切周期完成时对应剪切的目标色标所在的第一位置及目标色标在被色标检测装置检测到时所在的第二位置，并计算第一位置和第二位置之间的位置距离。

具体地，本申请在每个剪切周期完成时，均获取在当前剪切周期完成时对应剪切的目标色标所在的第一位置(即当前剪切周期原本应该剪切的位置)，及获取目标色标在被色标检测装置检测到时所在的第二位置。一旦目标色标被色标检测装置检测到，本申请便开始计算第一位置和第二位置之间的位置距离L₁，以为后续色标纠偏提供依据。

步骤S3：将水平安装距离减去位置距离，得到色标纠偏补偿距离，并将色标间隔距离减去色标纠偏补偿距离，得到新剪切长度。

具体地，本申请将水平安装距离L₃减去位置距离L₁，计算得到色标纠偏补偿距离ΔL，即ΔL＝L₃-L₁，然后将色标间隔距离L₀减去色标纠偏补偿距离ΔL，得到新剪切长度L，即L＝L₀-ΔL。

步骤S4：按照新剪切长度控制送料装置在新一轮的剪切周期运行，直至模切设备停止剪切工作。

具体地，本申请按照新剪切长度L控制送料装置在新一轮的剪切周期运行，即送料装置在新一轮的剪切周期内运行的距离等于新剪切长度L，按照步骤S2-步骤S4如此循环，直至模切设备停止剪切工作。

可见，本申请根据色标的实际位置纠正送料装置的运行状态，以减小色标与剪切装置的切刀之间的偏差，从而保证剪切装置能够准确剪切物料。

在上述实施例的基础上：

作为一种可选的实施例，在将水平安装距离减去位置距离之前，待剪切物料传输控制方法还包括：

将位置距离减去预设延时运行距离，得到补偿后的位置距离，以将水平安装距离减去补偿后的位置距离，得到色标纠偏补偿距离；其中，预设延时运行距离为待剪切物料因硬件检测延时所产生的运行距离。

进一步地，考虑到待剪切物料因硬件检测延时(色标检测装置的检测延时及用于控制送料装置传输物料的控制装置的电路延时)会产生一定的运行距离，所以本申请预设一个延时运行距离L₂，则计算色标纠偏补偿距离ΔL的过程为：将位置距离L₁减去预设延时运行距离L₂，得到补偿后的位置距离(L₁-L₂)，然后将水平安装距离L₃减去补偿后的位置距离(L₁-L₂)，得到色标纠偏补偿距离ΔL，即ΔL＝L₃-(L₁-L₂)，以更准确减小色标与剪切装置的切刀之间的偏差。

作为一种可选的实施例，按照新剪切长度控制送料装置在新一轮的剪切周期运行，包括：

按照新剪切长度规划送料装置在新一轮的剪切周期的运行状态；其中，运行状态包括加速阶段和减速阶段；

基于运行状态，计算送料装置与剪切装置在新一轮的剪切周期的最大速度比；其中，剪切装置在各剪切周期内均恒速运行；

判断最大速度比是否大于预设最大速度比；

若否，则按照原规划的运行状态，控制送料装置在新一轮的剪切周期运行；

若是，则在最大速度比不超过预设最大速度比的约束下，按照新剪切长度重新规划送料装置在新一轮的剪切周期的运行状态，并按照新规划的运行状态，控制送料装置在新一轮的剪切周期运行；其中，新规划的运行状态包括加速阶段、匀速阶段及减速阶段。

具体地，本申请按照新剪切长度控制送料装置在新一轮的剪切周期运行的过程包括：按照新剪切长度规划送料装置在新一轮的剪切周期的运行状态(包括加速阶段和减速阶段)，并基于送料装置在新一轮的剪切周期的运行状态，计算送料装置与剪切装置在新一轮的剪切周期的最大速度比(剪切装置在各剪切周期内均按照预设剪切速度恒速运行)，然后判断计算的最大速度比是否大于预设最大速度比，若不大于预设最大速度比，说明原规划的运行状态未超过最大速度约束条件，则按照原规划的运行状态，控制送料装置在新一轮的剪切周期运行即可；若大于预设最大速度比，说明原规划的运行状态超过最大速度约束条件，则在最大速度比不超过预设最大速度比的约束下，按照新剪切长度重新规划送料装置在新一轮的剪切周期的运行状态(包括加速阶段、匀速阶段及减速阶段)，然后按照新规划的运行状态，控制送料装置在新一轮的剪切周期运行，以满足最大速度约束条件。

作为一种可选的实施例，按照新剪切长度规划送料装置在新一轮的剪切周期的运行状态，包括：

获取剪切装置的剪切轴起点位置Mq_s及终点位置Mq_e、送料装置在新一轮的剪切周期的送料轴起点位置Sq_s及终点位置Sq_e、送料轴与剪切轴在新一轮的剪切周期的起点速度比0、终点速度比0、起点加速度比0、终点加速度比0；其中，送料轴的起点位置与其终点位置间的距离为新剪切长度；

根据剪切轴与送料轴间的运行关系规划送料装置在新一轮的剪切周期的运行状态；其中，x为剪切轴的位置；pos为送料轴的位置；vel为送料轴与剪切轴的速度比；acc为送料轴与剪切轴的加速度比；jerk为送料轴与剪切轴的加加速度比；a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅为多项式系数，由Mq_s、Mq_e、Sq_s、Sq_e及送料轴与剪切轴的起点速度比0、终点速度比0、起点加速度比0、终点加速度比0计算得出。

具体地，本申请按照新剪切长度规划送料装置在新一轮的剪切周期的运行状态的原规划过程为：获取剪切装置的剪切轴起点位置Mq_s及终点位置Mq_e(剪切轴在各剪切周期的运行轨迹相同，所以剪切轴起点位置及终点位置是个固定值)、送料装置在新一轮的剪切周期的送料轴起点位置Sq_s及终点位置Sq_e(由新一轮的剪切周期对应的新剪切长度决定，送料轴的起点位置与其终点位置之间的距离为新剪切长度)、送料轴与剪切轴在新一轮的剪切周期的起点速度比0、终点速度比0、起点加速度比0、终点加速度比0(在待剪切物料被剪切时，送料装置处于静止状态)，然后根据剪切轴与送料轴间的运行关系规划送料装置在新一轮的剪切周期的运行状态；其中，x为剪切轴的位置；pos为送料轴的位置；vel为送料轴与剪切轴的速度比；acc为送料轴与剪切轴的加速度比；jerk为送料轴与剪切轴的加加速度比，所以将剪切轴起点位置Mq_s及终点位置Mq_e、送料轴起点位置Sq_s及终点位置Sq_e、送料轴与剪切轴的起点速度比0、终点速度比0、起点加速度比0、终点加速度比0代入可计算得出多项式系数a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅，从而得到送料装置在新一轮的剪切周期的运行状态，如图3所示，送料装置的运行状态包括加速阶段和减速阶段，送料装置在加速阶段和减速阶段采用五次多项式规划，剪切装置和送料装置按照上述运行关系进行主从动作。

作为一种可选的实施例，基于运行状态，计算送料装置与剪切装置在新一轮的剪切周期的最大速度比，包括：

将剪切轴的位置(Mq_s+Mq_e)/2代入vel＝a₁+2a₂x+3a₃x²+4a₄x³+5a₅x⁴，计算得到送料装置与剪切装置在新一轮的剪切周期的最大速度比。

具体地，基于如图3所示的整段飞剪曲线，送料装置与剪切装置在新一轮的剪切周期的最大速度比为剪切装置位置在(Mq_s+Mq_e)/2所对应的速度比，则将剪切轴的位置(Mq_s+Mq_e)/2代入vel＝a₁+2a₂x+3a₃x²+4a₄x³+5a₅x⁴，便可计算得到送料装置与剪切装置在新一轮的剪切周期的最大速度比，以进入超速判断。

作为一种可选的实施例，在最大速度比不超过预设最大速度比的约束下，按照新剪切长度重新规划送料装置在新一轮的剪切周期的运行状态，包括：

在最大速度比不超过预设最大速度比且送料轴不反转的约束下，计算运行状态在加速阶段的终点坐标(Mq₀,Sq₀)及在减速阶段的起点坐标(Mq₁,Sq₁)；

基于加速阶段的终点坐标(Mq₀,Sq₀)及减速阶段的起点坐标(Mq₁,Sq₁)，在加速阶段和减速阶段之间增设匀速阶段，得到重新规划的送料装置在新一轮的剪切周期的运行状态；其中，匀速阶段的运行速度为预设最大速度比V_rmax。

具体地，本申请在计算得到送料装置与剪切装置的最大速度比大于预设最大速度比时，按照新剪切长度重新规划送料装置在新一轮的剪切周期的运行状态(包括加速阶段、匀速阶段及减速阶段)：在最大速度比不超过预设最大速度比且送料轴不反转的约束下，计算运行状态在加速阶段的终点坐标(Mq₀,Sq₀)及在减速阶段的起点坐标(Mq₁,Sq₁)，并基于加速阶段的终点坐标(Mq₀,Sq₀)及减速阶段的起点坐标(Mq₁,Sq₁)，在加速阶段和减速阶段之间增设匀速阶段(匀速阶段的运行速度为预设最大速度比V_rmax)，得到重新规划的送料装置在新一轮的剪切周期的运行状态，然后按照新规划的运行状态，控制送料装置在新一轮的剪切周期运行，以满足最大速度约束条件。

作为一种可选的实施例，在最大速度比不超过预设最大速度比且送料轴不反转的约束下，计算运行状态在加速阶段的终点坐标(Mq₀,Sq₀)，包括：

预先设置加速阶段的终点坐标初始值为Mq₀＝Mq₁＝Mq_mid＝(Mq_s+Mq_e)/2、Sq₀＝Sq_mid＝(Sq_s+Sq_e)/2、Sq₁＝V_rmax(Mq₁-Mq₀)+Sq₀；其中，Mq_mid、Sq_mid为终点坐标的中间调整量；

根据剪切轴与送料轴间的运行关系计算加速阶段的起点加加速度比j_acc0及终点加加速度比j_acc1；其中，a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅为多项式系数，由加速阶段的起点坐标(Mq_s,Sq_s)、终点坐标(Mq₀,Sq₀)、起点速度比0、终点速度比V_rmax、起点加速度比0、终点加速度比0计算得出；

计算在减速阶段下送料装置与剪切装置的距离比K_n＝(Sq_e-Sq₁)/(Mq_e-Mq₁)，并计算距离比的变化率K＝K_n+1-K_n；其中，K_n由本次更新的(Mq₁,Sq₁)计算得出；K_n+1由下一次更新的(Mq₁,Sq₁)计算得出；K的初始值为预设值K₀；

根据加速阶段的起点加加速度比j_acc0、终点加加速度比j_acc1及变化率K，更新加速阶段的终点坐标(Mq₀,Sq₀)，直至满足j_acc0>0、j_acc1<0、K>0；其中，在终点坐标(Mq₀,Sq₀)更新后，j_acc0、j_acc1、K也将同步更新。

具体地，加速阶段的终点坐标(Mq₀,Sq₀)的计算过程为：1)预先设置加速阶段的终点坐标初始值为：Mq₀＝Mq₁＝Mq_mid＝(Mq_s+Mq_e)/2、Sq₀＝Sq_mid＝(Sq_s+Sq_e)/2、Sq₁＝V_rmax(Mq₁-Mq₀)+Sq₀；2)然后根据剪切轴与送料轴间的运行关系计算加速阶段的起点加加速度比j_acc0及终点加加速度比j_acc1；其中，将加速阶段的起点坐标(Mq_s,Sq_s)、终点坐标(Mq₀,Sq₀)、起点速度比0、终点速度比V_rmax、起点加速度比0、终点加速度比0代入可计算得出多项式系数a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅，从而将加速阶段的剪切轴的起点坐标Mq_s代入jerk＝6a₃+24a₄x+60a₅x²，计算得到加速阶段的起点加加速度比j_acc0；将加速阶段的剪切轴的终点坐标Mq₀代入jerk＝6a₃+24a₄x+60a₅x²，计算得到加速阶段的终点加加速度比j_acc1；3)计算在减速阶段下送料装置与剪切装置的距离比K_n＝(Sq_e-Sq₁)/(Mq_e-Mq₁)，并计算距离比的变化率K＝K_n+1-K_n；其中，基于Mq₀＝Mq₁、Sq₁＝Sq₀，当加速阶段的终点坐标(Mq₀,Sq₀)更新时，减速阶段的起点坐标(Mq₁,Sq₁)也随之更新，K_n由本次更新的(Mq₁,Sq₁)计算得出；K_n+1由下一次更新的(Mq₁,Sq₁)计算得出；K的初始值为预设值K₀；4)根据加速阶段的起点加加速度比j_acc0、终点加加速度比j_acc1及变化率K，更新加速阶段的终点坐标(Mq₀,Sq₀)，直至满足j_acc0>0、j_acc1<0、K>0；其中，在加速阶段的终点坐标(Mq₀,Sq₀)更新后，j_acc0、j_acc1、K也将同步更新。

作为一种可选的实施例，根据加速阶段的起点加加速度比j_acc0、终点加加速度比j_acc1及变化率K，更新加速阶段的终点坐标(Mq₀,Sq₀)，直至满足j_acc0>0、j_acc1<0、K>0，包括：

判断起点加加速度比j_acc0是否小于0；若j_acc0<0，则在j_acc1<0约束条件下重新计算Mq₀＝Mq_mid＝Mq_mid/2；

判断终点加加速度比j_acc1是否大于0；若j_acc1>0，则在j_acc0>0约束条件下重新计算Sq₀＝Sq_mid＝Sq_mid/2；

若j_acc0>0、j_acc1<0，则判断变化率是否大于0；若K≤0，则重新计算Mq₀＝Mq_mid＝Mq_mid/2，并返回执行判断起点加加速度比j_acc0是否小于0的步骤；若K>0，则完成终点坐标(Mq₀,Sq₀)的计算。

具体地，根据j_acc0、j_acc1、K计算加速阶段的终点坐标(Mq₀,Sq₀)，具体计算方法如下：

1)若j_acc0<0，则加速阶段存在速度曲线反转情况，在j_acc1<0约束条件下重新计算Mq_mid，计算公式为Mq₀＝Mq_mid＝Mq_mid/2；

2)若j_acc1>0，则加速阶段存在速度曲线超速情况，在j_acc0>0约束条件下重新计算Sq_mid，计算公式为Sq₀＝Sq_mid＝Sq_mid/2；

3)若j_acc0>0、j_acc1<0、K≤0，则减速阶段必然存在速度曲线超速情况，重新计算Mq_mid，计算公式为Mq₀＝Mq_mid＝Mq_mid/2，并返回步骤1)；

4)若j_acc0>0、j_acc1<0、K>0，则完成加速阶段终点坐标(Mq₀,Sq₀)的计算。

作为一种可选的实施例，在最大速度比不超过预设最大速度比且送料轴不反转的约束下，计算运行状态在减速阶段的起点坐标(Mq₁,Sq₁)，包括：

预先设置减速阶段的起点坐标初始值为Mq₁＝Mq_mid＝Mq₀、Sq₁＝V_rmax(Mq₁-Mq₀)+Sq₀；

根据剪切轴与送料轴间的运行关系计算减速阶段的起点加加速度比j_acc2及终点加加速度比j_acc3；其中，c₀、c₁、c₂、c₃、c₄、c₅为多项式系数，由减速阶段的起点坐标(Mq₁,Sq₁)、终点坐标(Mq_e,Sq_e)、起点速度比V_rmax、终点速度比0、起点加速度比0、终点加速度比0计算得出；

根据减速阶段的起点加加速度比j_acc2及终点加加速度比j_acc3，更新减速阶段的起点坐标(Mq₁,Sq₁)，直至满足j_acc2<0、j_acc3>0；其中，在起点坐标(Mq₁,Sq₁)更新后，j_acc2、j_acc3也将同步更新。

具体地，减速阶段的起点坐标(Mq₁,Sq₁)的计算过程为：1)预先设置减速阶段的起点坐标初始值为：Mq₁＝Mq_mid＝Mq₀、Sq₁＝V_rmax(Mq₁-Mq₀)+Sq₀；这里的(Mq₀,Sq₀)是最终计算的加速阶段终点坐标；2)根据剪切轴与送料轴间的运行关系计算减速阶段的起点加加速度比j_acc2及终点加加速度比j_acc3；其中，将减速阶段的起点坐标(Mq₁,Sq₁)、终点坐标(Mq_e,Sq_e)、起点速度比V_rmax、终点速度比0、起点加速度比0、终点加速度比0代入可计算得出多项式系数c₀、c₁、c₂、c₃、c₄、c₅，从而将减速阶段的剪切轴的起点坐标Mq₁代入jerk＝6c₃+24c₄x+60c₅x²，计算得到减速阶段的起点加加速度比j_acc2；将减速阶段的剪切轴的终点坐标Mq_e代入jerk＝6c₃+24c₄x+60c₅x²，计算得到减速阶段的终点加加速度比j_acc3；3)根据减速阶段的起点加加速度比j_acc2及终点加加速度比j_acc3，更新减速阶段的起点坐标(Mq₁,Sq₁)，直至满足j_acc2<0、j_acc3>0；其中，在减速阶段的起点坐标(Mq₁,Sq₁)更新后，j_acc2、j_acc3也将同步更新。

作为一种可选的实施例，根据减速阶段的起点加加速度比j_acc2及终点加加速度比j_acc3，更新减速阶段的起点坐标(Mq₁,Sq₁)，直至满足j_acc2<0、j_acc3>0，包括：

判断起点加加速度比j_acc2是否大于0；若j_acc2>0，则在j_acc3>0约束条件下重新计算Mq₁＝Mq_mid＝(Mq_mid+Mq_up)/2；其中，Mq_up初始值等于Mq_e；

判断终点加加速度比j_acc3是否小于0；若j_acc3<0，则Mq_up＝Mq_mid，并返回执行判断判断起点加加速度比j_acc2是否大于0的步骤；

若j_acc2<0、j_acc3>0，则完成起点坐标(Mq₁,Sq₁)的计算。

具体地，根据j_acc2、j_acc3计算减速阶段的起点坐标(Mq₁,Sq₁)，具体计算方法如下：

1)若j_acc2>0，则加速阶段存在速度曲线超速情况，在j_acc3>0约束条件下重新计算Mq_mid，计算公式为Mq₁＝Mq_mid＝(Mq_mid+Mq_up)/2；其中，Mq_up初始值等于Mq_e；

2)若j_acc3<0，则Mq_up＝Mq_mid；并返回步骤1)；

3)若j_acc2<0、j_acc3>0，则完成减速阶段起点坐标(Mq₁,Sq₁)的计算。

作为一种可选的实施例，重新规划的送料装置在新一轮的剪切周期的运行状态为：

具体地，根据最终计算的加速阶段终点坐标(Mq₀,Sq₀)、减速阶段起点坐标(Mq₁,Sq₁)规划的分段式飞剪曲线如下表：

表1

由最终计算的加速阶段终点坐标(Mq₀,Sq₀)、减速阶段起点坐标(Mq₁,Sq₁)可确定分段式飞剪曲线(如图4所示)：

综上，该分段式飞剪曲线规划方法计算简单，能够在满足预设参数及在加速阶段和减速阶段速度曲线无超调、不反转的约束条件下，快速求解出加速阶段终点坐标、减速阶段起点坐标，且保证了剪切装置、送料装置能够按位置曲线关系啮合。

请参照图5，图5为本发明实施例提供的一种模切设备的结构示意图。

该模切设备包括送料装置11、剪切装置12及安装于剪切装置12下游的色标检测装置13，还包括：

控制装置14，用于在执行自身所存储的计算机程序时实现上述任一种待剪切物料传输控制方法的步骤。

具体地，控制装置14包括用于实现色标纠偏的切长计算模块141和用于实现分段式飞剪曲线规划方法的位置插补模块142，可具体选用具有运算能力的自动化控制设备实现，如PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)等。

本申请提供的模切设备的其它介绍请参考上述传输控制方法的实施例，本申请在此不再赘述。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。