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0前言

卷煙包裝時(shí)YB95條外透明紙包裝機(jī)的外透 明紙展開(kāi)切割及輸送部分原機(jī)采用機(jī)械式傳動(dòng)的 工作原理。其中透明紙的展開(kāi)部分主要由扇形送 紙滾輪(見(jiàn)圖1)將透明紙壓緊在橡膠輾輪上，旋 轉(zhuǎn)時(shí)靠壓緊產(chǎn)生的摩擦力將透明紙進(jìn)行軋送，這 種設(shè)計(jì)使切紙時(shí)有適當(dāng)?shù)耐ｎD間隙，但同時(shí)也有 一定的缺陷。當(dāng)橡膠滾輪工作了一定時(shí)間后，不 可避免地會(huì)產(chǎn)生磨損，而且四個(gè)橡膠滾輪磨損程 度又不一致,這就使得透明紙?jiān)谳斔瓦^(guò)程中產(chǎn)生 起皺，歪斜等弊病，包裝出來(lái)的條包出現(xiàn)熱封位置 不當(dāng)，包的太松，透明紙裹包時(shí)歪斜等一系列故 障。止退滾經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，滾輪上的橡膠 產(chǎn)生磨損,與之對(duì)應(yīng)的壓紙塊產(chǎn)生間隙，摩擦力減 小，使透明紙?jiān)谡＿\(yùn)行時(shí)發(fā)生脫落現(xiàn)象,造成停 機(jī)等故障。

另外,當(dāng)硬包外形尺寸發(fā)生變化時(shí)，由于送紙 滾輪的獨(dú)特設(shè)計(jì)，這就使得為滿(mǎn)足硬條尺寸所需 長(zhǎng)度而相應(yīng)改動(dòng)送紙滾輪的圓弧長(zhǎng)，止退滾的放 紙，壓紙時(shí)間,U型刀的切割位置等部位,操作起 來(lái)比較繁瑣,而且機(jī)車(chē)開(kāi)動(dòng)起來(lái)后也不一定能一 步到位，還得反復(fù)調(diào)整。

由于傳動(dòng)原理及結(jié)構(gòu)的原因，透明紙?jiān)谡归_(kāi) 切割、輸送過(guò)程中容易產(chǎn)生紙偏移和長(zhǎng)度變化等 現(xiàn)象，直接導(dǎo)致包裝后的透明紙封口跑動(dòng)、拉線錯(cuò) 位等質(zhì)量缺陷。該部位的穩(wěn)定性仍然是影響設(shè)備 有效運(yùn)行和質(zhì)量保證的主要原因。

針對(duì)原系統(tǒng)傳動(dòng)的缺陷，采用了交流伺服控 制，從而實(shí)現(xiàn)提高系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性，減少設(shè)備的 故障率，以及操作維修更加簡(jiǎn)單化。

1交流伺服控制的基本原理

目前，基于稀土永磁體的交流永磁伺服驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng),能提供最高水平的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和扭矩密度。 在包裝生產(chǎn)線的發(fā)展中，控制與集成產(chǎn)品/技術(shù)發(fā) 揮著越來(lái)越重要的作用。為了實(shí)現(xiàn)更高速、更柔 性化的生產(chǎn)目標(biāo)，傳統(tǒng)上由機(jī)械部件完成的功能 現(xiàn)在越來(lái)越多的是由伺服系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖2交流伺服控制系統(tǒng)框圖

2改進(jìn)YB95條外透明紙包裝機(jī)透明紙輸送部分

具體改造方案如下：

1. 以螺旋膠輪傳送替代原有的扇型滾輪傳 送，取消停止剎車(chē)輾,由伺服電機(jī)直接控制螺旋膠 輪傳送。
2. 選用施耐德Twin Line系列-TLC 63伺服 控制器。TE Twin Line伺服控制器配合SER伺服 電機(jī)使用,適用于8 kW以下的許多工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制 場(chǎng)合。該伺服控制器包括可編程運(yùn)動(dòng)控制器功 能，除對(duì)電機(jī)控制外,還適用于包括輸入和輸出與 軸的運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行處理。運(yùn)動(dòng)曲線可以自由定 義,并可與外部事件同步進(jìn)行。GD包裝機(jī)組的輔 機(jī)主電機(jī)功率為4 kW,伺服控制器自身的可編程 定位控制功能將螺旋膠輪傳送與主軸的傳動(dòng)同時(shí) 進(jìn)行控制。
3. 改造原YB95操作面板，加入伺服控制系 統(tǒng)操作按鈕和指示燈。其中操作按鈕包括故障復(fù) 位按鈕、斷電復(fù)位按鈕及彩膜膜標(biāo)定位的幾個(gè)按 鈕，指示燈包括伺服系統(tǒng)故障L1、壓紙輪開(kāi)啟12 和準(zhǔn)備就緒指示燈13。操作按鈕和指示燈連接線 分別通過(guò)兩個(gè)多芯插頭連接到伺服控制器的控制 端子的輸入端和輸出端。

3工作原理

(1)當(dāng)GD包裝機(jī)組系統(tǒng)啟動(dòng),DC24 V送給 伺服控制器控制端電源時(shí)(見(jiàn)圖3),此伺服控制 系統(tǒng)才能開(kāi)始工作。先將透明紙手動(dòng)輸送到螺旋 膠輪下，關(guān)閉壓紙輪開(kāi)關(guān)，壓住透明紙(壓紙輪開(kāi) 關(guān)控制氣缸的通斷氣，以完成壓紙輪的壓下和抬 起動(dòng)作)，使得傳感器SP1檢測(cè)到壓紙輪到位檢測(cè) 片。按下操作面板的外包材料脫機(jī)/聯(lián)機(jī)控制按 鈕3S525,將透明紙輸送系統(tǒng)與主傳動(dòng)脫開(kāi)，盤(pán)動(dòng) . 222 .

手盤(pán)輪直至切成等長(zhǎng)的透明紙，再盤(pán)一個(gè)周期即 到達(dá)透明紙旋轉(zhuǎn)切刀剛切紙時(shí)的位置，讓旋轉(zhuǎn)凸 輪檢測(cè)到初始相位傳感器SP2,這是調(diào)整走紙的起 始位置，這個(gè)相位比較重要。打開(kāi)3S525,與主傳 動(dòng)聯(lián)機(jī)，以上是此伺服控制系統(tǒng)工作的外部必要 條件，通過(guò)控制器的可編程功能實(shí)現(xiàn)。

S3電汽控制系統(tǒng)原理圖

2. YB95條外透明紙包裝機(jī)運(yùn)行后,主軸編 碼器跟蹤主軸位置,控制伺服電機(jī)嚴(yán)格跟隨主軸 同步運(yùn)動(dòng),主軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，伺服電機(jī)帶動(dòng)透明紙向 前展開(kāi)一個(gè)定長(zhǎng)，然后進(jìn)行切割。伺服電機(jī)同軸 配備電機(jī)編碼器向驅(qū)動(dòng)器反饋信號(hào)，用速度跟蹤 的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)舊系統(tǒng)中齒輪嚙合功能。從而實(shí)現(xiàn) 了位置環(huán)和速度環(huán)嵌套的閉環(huán)控制。
3. 當(dāng)透明紙輸送部分出現(xiàn)故障后，該伺服系 統(tǒng)輸出一個(gè)停機(jī)信號(hào)，此信號(hào)的輸出端與YB95條 外透明紙包裝機(jī)原機(jī)的條外透明紙堵紙檢測(cè) 3S518并接,輸入到GD電柜的Nil-9點(diǎn)一個(gè)高電 平⑵,控制主傳動(dòng)停止運(yùn)動(dòng)，并顯示紅色信息“CV 外包材料堵塞”。如螺旋壓紙輪抬起時(shí)，檢測(cè)傳感 器(SP1)沒(méi)有檢測(cè)到檢測(cè)片,這時(shí)壓輪開(kāi)啟紅色指 示燈(L2)亮，伺服系統(tǒng)停止工作，輸出停機(jī)信號(hào)。 若伺服控制器輸岀有故障，紅色故障指示燈(L1) 亮，輸出停機(jī)信號(hào)。
4. 伺服控制器出現(xiàn)故障，按復(fù)位按鈕(3B4) 消除故障，但有幾個(gè)故障不能復(fù)位。需要按斷電 復(fù)位按鈕Q2,進(jìn)行強(qiáng)制復(fù)位。可以根據(jù)控制器自 帶顯示屏的顯示數(shù)碼來(lái)判斷故障原因。
5. 此系統(tǒng)還增設(shè)了彩膜包裝的功能。對(duì)于 彩膜包裝主要是對(duì)膜標(biāo)定位進(jìn)行精確控制,以實(shí) 現(xiàn)彩膜圖案與煙盒圖案精確重疊的目的。首先，將彩膜功能選擇開(kāi)關(guān)3B5扳到開(kāi)的位置。按膜標(biāo) 搜索按鈕(3B1),伺服電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)彩膜傳感 器(SP3)檢測(cè)到膜標(biāo)時(shí)，伺服電機(jī)停止，同時(shí)準(zhǔn)備. 就緒,指示燈(13)亮。手動(dòng)盤(pán)車(chē)，拿走第一張透明 紙,這時(shí)機(jī)器就可以正常開(kāi)機(jī)。通過(guò)膜標(biāo)向前或 向后按鈕，實(shí)現(xiàn)膜標(biāo)的向前或向后移動(dòng)。彩膜功 能的獨(dú)立控制也是通過(guò)控制器的可編程功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。