一种烟片分切机的伺服电缸和烟片分切机

技术领域

本发明涉及卷烟设备技术领域，更具体地，涉及一种烟片分切机的伺服电缸和烟片分切机。

背景技术

目前所使用的烟片垛分切机的结构及工作原理：

烟片垛分切机是在卷烟厂连续式真空回潮系统上对烟包进行分片处理，工作任务是将拆掉外包装的烟片垛按照工艺要求切成大小适当的烟块，使得烟片到下一道工序回潮均匀，易于松散。国内使用的烟片垂直分切技术有垂直式或推板式两种切片机，垂直分切一般采用三刀四片式或者两刀五片式。而推板式一般采用是TSV-AM切片机或者SVBM型切片机。

目前制丝车间所使用的FT656型烟片垛分切机，采用的是有双作用气缸分别带动两个动刀，三刀四片一次垂直分切模式，一个定刀和两个动刀，分切的块数比较少，分切的烟块厚度较厚(170mm左右)，烟坯中的空隙较小，不利于烟片回潮和松散。

经过测试，真空回潮机处理后不同等级的烟片平均回透率一般在85％-92％之间，低于工艺技术指标。未回透的烟块呈干芯状态，回透率低造成烟片耐加工性较差，容易产生造碎，增加原料消耗。同时，未回透的烟块需要进行人工挑拣后再次进行回潮处理，增加操作人员的劳动强度。同时，回潮处理后烟片存在结块现象，且含水率偏低，不能满足下道工序工艺要求。

因此，如何提供一种烟片分切机的伺服电缸和烟片分切机成为本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种烟片分切机的伺服电缸和烟片分切机。

根据本发明的第一方面，提供了一种烟片分切机的伺服电缸，包括，伺服电缸和可编程控制器；所述伺服电缸共有两套，分别安装在烟片垛分切机的两个动刀固定架上；

所述伺服电缸包括：电缸、传动机械装置、伺服变速箱、伺服马达和伺服马达控制器；

所述电缸使用螺丝通过耳轴固定在烟片垛分切机的分切刀上；所述传动机械装置的一端固定在伺服变速箱的输出轴上，另一端固定在所述电缸的输出轴上；所述伺服变速箱，通过其锁紧套固定在伺服马达的输出轴上；所述伺服马达控制器与所述伺服马达电连接，控制伺服马达的转动时间及转动速度；两套所述伺服电缸的伺服马达控制器分别与所述可编程控制器电连接。

可选地，所述电缸的活塞杆通过活塞杆端关节轴承耳轴与分切机的分切刀的动刀相连接。

可选地，所述电缸为滚珠丝杠型电缸，其驱动轴与传动机械装置相连接；

所述电缸总行程为300mm。

可选地，所述传动机械装置为同步齿形带传动方式，两个同步齿形带轮分别固定在电缸的驱动轴和伺服变速箱的输出轴上，利用同步齿形带进行传动。

可选地，所述伺服变速箱的速比为1:5。

可选地，所述伺服马达为无刷式永磁伺服电机，并带有编码器。

可选地，所述可编程控制器通过定位规程统一控制和参数设定两套所述伺服电缸的伺服马达控制器；所述伺服马达控制器按照位置表的行程，在所述可编程控制器的控制下完成分切任务。

根据本发明的第二方面，提供了一种烟片分切机，包括本发明第一方面任一项所述的烟片分切机的伺服电缸；应用所述伺服电缸将烟坯进行四次分切。

根据本发明公开的技术内容，具有如下有益效果：通过伺服马达控制器，可实现对电缸的行程进行控制，可根据生产需要设置多个电缸行程，通过分切机的多次下落分切，可将烟片垛有原来的四片分切为六片、八片十片，分切完成后即增加了分切的块数又降低了烟坯的厚度，有利于真空回潮的回透效果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为根据实施例提供的一种烟片分切机的伺服电缸示意图。

附图标记说明：1-电缸，2-传动机械装置，3-伺服变速箱，4-伺服马达，5-伺服马达控制器，6-可编程控制器。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据本发明的第一方面，如图1所示，提供了一种烟片分切机的伺服电缸，包括，伺服电缸和可编程控制器6；所述伺服电缸共有两套，分别安装在烟片垛分切机的两个动刀固定架上；

所述伺服电缸包括：电缸1、传动机械装置2、伺服变速箱3、伺服马达4和伺服马达控制器5；

所述电缸1使用螺丝通过耳轴固定在烟片垛分切机的分切刀上；所述传动机械装置2的一端固定在伺服变速箱3的输出轴上，另一端固定在所述电缸1的输出轴上；所述伺服变速箱3，通过其锁紧套固定在伺服马达4的输出轴上；所述伺服马达控制器5与所述伺服马达4电连接，控制伺服马达4的转动时间及转动速度；两套所述伺服电缸的伺服马达控制器5分别与所述可编程控制器6电连接。

在一些实施例中，所述电缸1的活塞杆通过活塞杆端关节轴承耳轴与分切机的分切刀的动刀相连接。

所述电缸1为滚珠丝杠型电缸，其驱动轴与传动机械装置相连接；

所述电缸1总行程为300mm。

所述传动机械装置2为同步齿形带传动方式，两个同步齿形带轮分别固定在电缸1的驱动轴和伺服变速箱3的输出轴上，利用同步齿形带进行传动。

所述伺服变速箱3的速比为1:5。

所述伺服马达4为无刷式永磁伺服电机，并带有编码器。

所述可编程控制器6通过定位规程统一控制和参数设定两套所述伺服电缸的伺服马达控制器5。

具体实施例

如图1所示，包括，电缸1、传动机械装置2、伺服变速箱3、伺服马达4和伺服马达控制器5；

所述电缸1的活塞杆一端通过轴销耳轴式固定在烟片垛分切机的分切刀上；而电缸1的另一驱动轴端安装传动机械装置2的同步齿形带轮，与伺服变速箱3相连接。所述传动机械装置2，通过其锁紧套固定在电缸1的活塞杆上，传动机械装置2采用同步齿形带传动，分别固定在伺服变速箱3的输出轴和伺服马达4的输出轴上。所述伺服变速箱3，通过其锁紧套固定在伺服马达4的输出轴上，两端用法兰固定方式与伺服马达4连接在一起。所述伺服马达4是一种无刷式永磁伺服电机，通过伺服电机的转动转化为电缸1的往复运动。所述伺服马达控制器5是控制伺服马达4的转动时间及转动速度。所述可编程控制器6包括电源模块、CPU模块、通信模块、数字量输入输出模块，采用西门子硬件和西门子S7编程软件，通过编程实现对数字量输入输出的信号控制，有数字量输入输出发出命令来对伺服马达控制器的控制。所述电源模块为CPU模块、通信模块和数字量输入输出模块提供电源。所述CPU模块为西门子硬件和程序提供逻辑运算，信息存储。所述通信模块为连接主站提供通讯。所述数字量输入输出模块为伺服马达控制器5提供执行命令。

具体地，所述电缸1用于带动分切机的动刀进行往复运行。对烟片垛进行分切；所述传动机械装置2采用同步齿形带传动，分别固定在伺服变速箱3输出轴和伺服马达4输出轴上，利用同步齿形带进行传动；所述伺服变速箱3的速比为1:5，作用是减小工作时动刀对伺服马达的推力，确保伺服电机运行过程中电流正常。所述伺服马达4，通过输出轴与伺服变速箱的锁紧套锁紧，并用法兰通过螺丝连接，用于将带动电缸进行往复运动；所述伺服马达控制器5通过电缆线快插接头与伺服马达4连接，用于控制伺服马达4的转动时间及转动速度。所述可编程控制器6是可以为编制程序提供存储器，用来在执行存储逻辑运算和顺序控制的操作指令，并通过数字量输入和数字量输出接口，达到控制伺服马达控制器5过程。

根据所选设备为Festo Configuration Tool公司，需要对控制器进行硬件配置：

所述电缸1型号：所述电缸1采用ESBF-BS-80-300-5P的电缸,配置单轴结构，无变速箱，安装组件采用EAMM-U-110-D80-80G-120,使用螺丝通过耳轴固定在烟片垛分切机的分切刀上，而电缸1的另一侧驱动轴端安装传动机械装置2的同步齿形带轮，与伺服变速箱3相连接。根据控制器配置软件，选择相同型号的电缸型号。

所述传动机械装置2采用同步齿形带传动，分别固定在伺服变速箱3输出轴和伺服马达4输出轴上，通过其锁紧套固定在电缸1的活塞杆上。

所述伺服马达控制器5型号：伺服马达控制器5是采用型号为CMMP-AS-C5-3A-M3的控制器,插槽1和插槽2为空，插槽3为CAMC-DS-M1的开关模块,控制器的参数配置有闭环控制、I/O配置、点动模式、指令表/位置表；所述闭环控制有电流控制、速度控制、位置控制、循环周期、应用数据和闭环控制计算，参数调试；所述I/O配置有数字量输入端、数字量输出端、模拟量输入端和模拟量输出端，本控制需要数字量输入端和数字量输出端，所述数字量输入端的配置，所述点动模式为调试电缸1时手动模式；所述指令表/位置表是设置轴的行程，主要控制伺服马达的转动速度及电缸活塞轴的伸出长度，配置参数。根据控制器配置软件，选择相同型号的伺服马达控制器。

所述伺服变速箱3型号：所述伺服变速箱3是采用EMGA-80-P-G3-SAS-100(3:1)的变速箱，通过其锁紧套固定在电缸1的活塞轴上，轴的参数配置分为开关类型、一般限制、停止减速；所述开关类型分为限位开关型号和参考开关型号，限位开关型号选用常开接点，参考开关型号选用常开接点；所述一般限制有速度、设定速度、关断跟踪误差、超速保护，速度可以增大减小调节；所述停止减速有快停、限位开关和软限位，可以根据试机情况设置时间；轴的调试为寻零和尺寸体系，所述的寻零方式采用挡块，方向为负，配置参数；所述的尺寸体系根据轴的工作行程和有效行程设定，配置参数；采用法兰固定方式与伺服马达连接在一起。根据控制器配置软件，选择相同型号的伺服变速箱。

所述伺服马达4型号：所述伺服马达4是采用型号为EMME-AS-100-S-HS-AMB的马达，配置变速箱为EMGA-80-P-G3-SAS-100(3:1)的变速箱，采用制动器刹车方式，电缆长度根据现场选用小于15m，它是一种无刷式永磁伺服电机，通过伺服电机的转动实现电缸活塞杆的往复运动。根据控制器配置软件，选择相同型号的伺服马达。设置马达最大电流和额定电流，调整过载时间用于保护马达。

所述可编程控制器6是采用西门子硬件和西门子S7编程软件，通过编程实现对数字量输入输出的信号控制，有数字量输入输出发出命令来对伺服马达控制器的控制。

所述电源模块为CPU模块、通信模块和数字量输入输出模块提供电源。

所述CPU模块为西门子硬件和程序提供逻辑运算，信息存储。

所述通信模块为连接主站提供通讯。

所述数字量输入输出模块为伺服马达控制器5提供执行命令。

程序编写:根据控制器I/O配置位置选择器DIN0为轴的零位，DIN1为1位，DIN2为2位，DIN0为3位，PLC硬件配置的数字量输出点为Q60.1,Q60.2,Q60.3和Q43.7,程序通过触发数字量输出点输出一个高电平传给控制器I/O配置位置选择器，达到控制轴的行程，根据配置点编写程序：

程序段1

程序段2

程序段3

程序段4

程序段5

程序段6

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程序段7

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程序段8

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程序段9

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程序段10

程序段11

AN "BQ1A104"

＝ Q 60.0

程序段12

AI 105.1

＝ M 880.1

程序段13

程序段14

程序段15

程序段16

程序段17

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程序段18

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程序段19

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程序段20

程序段21

程序段22

程序段23

根据本发明的第二方面，提供了一种烟片分切机，包括实施例一中任一项所述的烟片分切机的伺服电缸。

在实际生产过程中，为提高真空回潮回透率，将分切机现在的三刀四片分切方式进行改造，将现在分切机所使用的单行程气缸更换为伺服电缸，分切方式由现在的一次分切改为四次分切。为防止分切后烟坯翻倒和分切后烟坯位置变化，第一次下切应先分切烟坯两侧，再分切中间位置。

本发明的工作原理如下：

正常情况下，烟垛箱在链条输送机和辊道机的输送下运行到分切机下方，分切机下方有个烟箱到位检测光电管，当光电管被烟箱遮挡，输入模块检测到一个信号，给伺服马达控制器5触发一个使能信号，伺服马达控制器5按照位置表的行程，在可编程控制器6的控制下完成分切任务。

初始状态：分切机处于上升到位的状态，设置伺服电缸的轴行程70mm为初始位置，分切机辊道机烟箱检测光电管为空位。

准备完成进行下切：垂直切片机下方有烟箱加紧到位气缸检测光电开关和烟箱到位检测光电开关，当周转箱驶入垂直切片机下方，周转箱到位光电开关被周转箱遮挡，周转箱被气缸加紧，烟箱加紧检测光电开关被感应，输入模块检测到烟箱到位信号，这个信号给伺服马达控制器一个使能信号，当伺服电缸有这个使能信号时，切片机不在处于初始状态，切片机准备完成开始下降切片。

第一刀下切：切片机准备完成，开始下降切片，

在切刀下将的过程中电缸1的轴行程为70mm，当切刀下降到后，下降到位计数器被触发，下降到位计数器计数由0转变为1，延时一段时间后，电缸轴行程拉回到0mm位置，分切机开始上升，上升到位后，上升到位计数器计数由0转变为1，这时，第二刀准备完成。

第二刀下切：上升到位计数器显示为1下降到位计数器显示为1，电缸轴行程处于0mm位置，这时允许进行二次下切，

切刀下降的过程中电缸伸出到130mm，开始第二次分切，当切刀下降到位后，触发光电管，程序中下降到位计数器再次被触发，下降到位计数器由1变为2，电缸1拉回到70mm，延时一段时间后，切片机上升，切片机上升到位后，触发光电管，程序中上升计数器由1转为2，这时，第三刀准备完成。

第三刀下切：上升到位计数机显示为2，下降计数器显示为2，电缸1处于70位置，这时允许进行第三次下切。

切刀下降的过程中电缸轴行程伸出到200mm位置，当切刀下降到位后，下降到位计数器再次被触发，下降到位计数器由2变为3，电缸1拉回到130mm位置，延时一段时间后，切片机上升，上升到位后，触发光电管，程序中上升计数器由2转为3，这时，第四刀准备完成。

第四刀下切：上升到位计数机显示为3，下降计数器显示为3，电缸处于130mm位置，这时允许进行第四次下切。

切刀下降的过程中电缸1的轴行程伸出到270mm位置，当切刀下降到位后，下降到位计数器再次被触发，下降到位计数器由3变为4，电缸拉回到200mm位置，延时一段时间后，切片机上升，上升到位后，上升计数器由3转为4，这时第四次分切已经完成。

回到初始位置：四次分切完成后，上升计数机显示4下降计数器显示4，加紧气缸释放，辊道机运行，烟箱经辊道输送机输送至下一道工序，当烟箱检测光电管未检测到烟箱时，对上升计数器和下降计数器复位，电缸轴行程回到70mm位置，垂直切片恢复初始状态，准备第二箱的烟包的分切

综上，通过伺服马达控制器，可实现对电缸的行程进行控制，可根据生产需要设置多个电缸行程，通过分切机的多次下落分切，可将烟片垛有原来的四片分切为六片、八片十片，分切完成后即增加了分切的块数又降低了烟坯的厚度，有利于真空回潮的回透效果。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。