CN102613697B

CN102613697B - 切割装置和切割装置中的刀具进给的调节方法

Info

Publication number: CN102613697B
Application number: CN201210019356.0A
Authority: CN
Inventors: P.卡卢斯; F.格罗特豪斯
Original assignee: Hauni Maschinenbau GmbH
Current assignee: Kolber Technology Co ltd
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2012-01-21
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2032-01-21
Also published as: CN102613697A; PL2481303T3; DE102011010258A1; EP2481303A1; EP2481303B1; ES2540565T3; ES2540565T9

Abstract

本发明涉及一种用于烟草加工业的制条机的切割装置（10），包括具有至少一个刀夹的刀架（11），在刀夹中设置有借助调节单元径向可调节的刀具（12），其中，如此地给刀架（11）配设用于旋转驱动的驱动装置（13），即刀具或者每个刀具（12）用从刀架（11）中伸出的刀刃（14）通过刀架（11）的转动和卷条作用，以切割至少一根卷条（15）、所述切割装置的特征在于，切割装置（10）包括用于自动调节刀具进给的调节单元（16）。此外，本发明还涉及一种相应的方法。

Description

切割装置和切割装置中的刀具进给的调节方法

技术领域

本发明涉及一种用于烟草加工业的制条机的切割装置，它包括具有至少一个夹具的刀架，在其中设置借助调节单元可径向调节的刀具，其中，如此地给刀架配设一个用于旋转驱动的驱动装置、即刀具或者每个刀具用从刀架中伸出来的刀刃通过刀架的旋转可和卷条作用，以切割至少一根卷条。

此外，本发明还涉及一种用于在烟草加工业的制条机的切割装置中调节刀具进给的方法，其中，切割装置包括具有至少一个刀夹的刀架，在其中设置借助调节单元径向可调节的刀具，并且如此地给刀架配设用于驱动的驱动装置，即刀具或者每个刀具用从刀架中伸出来的刀刃通过刀架的转动和卷条作用以切割至少一根卷条，所述方法包括下述步骤：监控刀具或者每个刀具，当监控产生的实际数值与规定的额定数值有偏差时借助调节单元对刀具或者每个刀具进行径向调节。

背景技术

这样一种切割装置和方法应用在烟草加工业中，以切割例如由烟草、烟草混合物、过滤嘴材料和另一些在烟草加工业中通常的材料或者材料组合形成的卷条，单个的条形产品。其中，这些条形的产品被设置在刀架上的刀具，且当刀具基本垂直地碰到待切断的卷条时被所述刀具切断，其中，所述刀具通过刀架的旋转形成回转的圆周。为此，通常倾斜磨削的刀具用它的刀刃从刀架中伸出。

为了最佳和无故障地切割卷条要求未受损伤的刀具以规定的长度沿径向方向从刀架中伸出。当超出外边缘的刀具长度太大时侧刀具以它的刀刃从刀架中伸出的太高，这可导致和刀具的支座发生碰撞，在最坏的情况下可导致支座，和/或刀具的损坏，并且然后导致机器停止运行。当刀刃长度太小时，也就是刀具它的刀刃在刀架中太深，则不再能保证完全地切断卷条。由于切割每个刀具都要经受磨损。因此通常对刀具进行磨削。但是通过磨损，和/或磨削改变了刀具的长度，也就是刀刃的从刀架中伸出来的那一段发生变化。但是通过错误的刀具进给，或者在更换刀具时会出现刀具长度太小或者太大的情况。刀具的受损，也就是例如折断的刀具例如通过再磨削予以修复，但是这也对刀具长度有影响。其结果是，无论是错误的刀具位置，和/或刀具长度，还是有缺陷的刀具都会分别导致不能令人满意的切割结果。

到目前为止刀具的位置，也就是特别是从刀架中伸出来的刀具长度，和因此的刀具进给都是根据经验数值和通过检查进行核查，并且在必要时借助调节单元进行再调节。然而这种做法一方面不准确，并且另一方面也不可靠，因为刀具的进给得不到控制，并且当刀架的旋转速度高时根本识别不到刀具上的缺陷。此外，刀具的调节/再调节需要有丰富的经验，因此，调节/再调在刀具进给的质量上与相应的操作人员有关，并且是不可重复的。

发明内容

因此，本发明的任务是，提供一种在刀具进给和可操作性方面得到改进的切割装置，本发明的另一任务是建议一种相应的方法。

这个任务通过本文开头所述类型的切割装置，且通过下述措施得以完成，即所述切割装置包括用于自动调节刀具进给的调节单元。在这方面刀具进给是指的刀具相对于刀架的位置。换句话说，刀具进给不是指的调节速度，而是指的这种量，也就是指的为了增大长度和减小长度时刀具或者刀刃超出刀架的长度变化的量。通过用于自动调节刀具进给的调节单元这个刀具进给可不依赖操作人员，并且主要是这种调节是可重复的。通过自动调节可在切割装置运行期间对刀具进给进行控制，并且可直接近乎在线地对错误的刀具长度，和/或有缺陷的刀具作出响应。

合适地切割装置包括用于当刀具经过测量装置时输出信号的测量装置、用于确定刀具的角度位置的角度位置传感器，以及用于将角度位置分配给测量装置的信号的分析单元。换句话说，将这个测量装置设计和设置为在经过时识别刀具或者每个刀具，并且以具有正的和负的侧面的输出信号的形式显示刀具。分析单元接收测量装置的输出信号和角度传感器的数据，并且处理这些信息。用输出信号的正侧面确定刀具长度。可完全一般地说，刀具识别得越晚，则角度越大，并且因此刀具越短。这表示相反的结论是，刀具识别得越早，则角度越小，并且因此刀具越长。用输出信号的负的侧面可求出刀具的状态。例如当刀具在后端部有折断，则较早地检测到输出信号的负的侧面，也就是在较小角度时。换句话说，根据本发明的方案提供了在测量装置的输出信号（正的和/或负的侧面）和刀具的角度之间的配属关系。从中根据刀具的几何形状可推导出刀具长度，也就是从刀架中伸出来的段的长度，以及刀具的状态。然后分析单元输出调节信号。

根据本发明的切割装置的一个优选的改进方案的特征在于，将分析单元设计和设置成用于借助角度位置和测量装置的配属关系计算从刀架中伸出的刀具的刀刃的真实的实际长度，和/或刀具的状态。因为刀具是倾斜地磨削的，所以分析单元可精确地，例如以毫米计地从输入的信息中用输出信号的正的侧面计算出刀具或者刀刃从刀架中伸出的长度，并且用输出信号的负的侧面计算出刀具的折断部位。

有利地将调节单元设计和设置成用于从可规定的额定长度和/或可规定的额定状态和实际长度和/或实际状态中求出用于刀具的调节单元的控制信号。换句话说，调节单元能够从基准信号和调节信号中求出差值，从这一差值中产生控制信号。然后借助这个控制信号可触发调节单元，以激活刀具的进给。

本发明的一个特别优选的改进方案的特征在于，测量装置包括至少一个传感器。采用这个实施形式可以特别简单的方式一方面控制刀具长度，另一方面也控制刀具状态。为了产生这样一种信号，即所述信号由分析单元进行处理，用以计算刀具的实际长度和刀具的实际状态，一个单个的传感器就够用了。

本发明的另一特别优选的改进方案的特征在于，测量装置包括至少两个传感器。通过两个有间距设置的传感器产生两个测量点，并且因此也产生两个信号。通过这一措施除了刀具的长度和状态外也可得到有关刀刃的坡度的信息。因此，这个实施形式例如也可以例如检查磨削装置和所产生的刀具的磨削图。

本发明的另一特别优选的方案的特征在于，测量装置具有至少三个传感器。这个实施形式特别适合用于求出刀刃的形状，为的是相应地调节刀具进给。

有利地将测量装置设计为叉式光栅。这样就可达到发射机和接收机之间的固定的配属关系。这可提高信号输出的准确性，并且因此最终也提高实际长度，和/或实际状态的计算的精确度。这正好在如刀架旋转时达到的如此高的速度，例如5000 转/分是有意义的。

本发明的任务也通过本文开头所述的方法通过下述措施得以完成，即刀具进给自动地通过调节单元调节。从中产生的优点在讨论有关切割装置时已说明过。因此为了避免重复请参阅相应的段落。

附图说明

本发明的其它合适的，和/或有利的特征和改进方案产生自从属权利要求和说明。借助附图对一个特别优选的实施形式和根据本发明的方法原理进行详细的说明。

这些附图是：

图1：根据本发明的切割装置的简图。

图2a：传感器识别短刀具的简图。

图2b：传感器识别长刀具的简图。

图3a：传感器识别未受损伤的刀具简图。

图3b：传感器识别有损伤的刀具简图。

图4：在图1的切割装置中根据本发明的调节刀具进给的信号流程图。

具体实施方式

本发明涉及一种用于烟草加工业的制条机的切割装置。

根据图1的切割装置10包括具有至少一个未详细示出的刀夹的刀架11，在其中设置一个借助也未详细示出的调节单元径向可调节的刀具12。优选地刀架11具有两个或者多个分别装有刀具的刀夹。如此地给刀架11配设一个用于转动驱动的驱动装置13，即刀具或者每个刀具12和从刀架11中伸出来的刀刃14通过刀架11的旋转可和卷条作用，以切割至少一根卷条15。这样的切割装置10已足够地公开，因此在这些附图中就不更加详细地描述和示出所有细节。根据本发明给切割装置10配设一个用于自动调节进给的调节单元16。换句话说，根据本发明的切割装置10包括一个调节单元16，借助所述调节单元，并借助调节单元可在径向方向自动调节刀具12。

下面所描述的特征和实施形式是根据本发明的切割装置10的改进方案。这些改进方案可分别单个地，或者相互组合地实现。

所示实施形式包括两个刀具12。切割装置10也可只装配一个刀具12，或者装配两个以上的刀具12。刀具12本身至少在径向方向可向外调节地设置在刀夹中。但是任选地也可朝内地向刀架11的中心点M方向调节。在刀架11旋转时每个刀具12形成一个回转圆周。在这个回转圆周中有待切割的卷条15。换句说话，刀具12的回转圆周和待切割的卷条15交叉，这样，刀具12作用到卷条15中就导致卷条的完全被切割开。在切割时，也就是在切割装置10的运行期间每个倾斜被磨削的刀具12超出刀架11的外边缘。通过刀刃14的倾斜的形状或者倾斜的磨削在旋转方向R上看每个刀具12从刀架11伸出的后面的端部要比前面的端部长。刀具12的较大的长度定义刀具的实际长度h。这样，每个刀具12首先用较小的刀具长度碰到卷条或者每个卷条15，为的是然后通过刀架11的旋转并且刀具长度的增加直到刀具长度h保证每个烟卷15的完全的切断。

切割装置10包括用于在刀具12经过测量装置17时输出信号的测量装置17，用于确定刀具12的角位置的角位置传感器18以及用于将角位置分配给测量装置17的信号的分析单元19。所有通用的识别和显示刀具12通过/经过测量装置17的部件都适合用作测量装置17。传感器，例如简单的光栅特别适合。所有通用型别，特别是所有用于检测旋转角度，或者它在轴上相对于固定部件的变化的传感器都可用作角位置传感器18。角度位置传感器18可设计为模拟的或者数字的部件。

分析单元19例如可以是分析单元或者是控制单元。相应地可将分析单元19设计和设置成用于计算从刀架11中伸出的刀具12的刀刃14的真实的实际长度（作为调节信号）和/或用于借助角度位置和测量装置17的信号的配属关系计算实际的刀具状态。这就是说，这个分析单元19根据具有倾斜的刀刃14的刀具12的几何形状可从采集的数据中，也就是刀具12的角度位置和测量装置17的信号中计算出刀具的真实长度，和/或刀具12的真实宽度。将调节单元16设计和设置为用于从基准信号，在此即为额定长度，和/或可规定的额定状态（例如相当于完整的额定宽度和额定状态），和调节信号，在此是实际长度，和/或实际状态中，为刀具12的调节单元求出控制信号。

在测量装置17的设计和设置方面有不同的方案。在一种实施形式中测量装置17包括一个传感器。借助这一传感器可用信号的正侧面例如以毫米计地计算刀具长度。可用信号的负侧面计算出刀具12没有受损还是例如已折断。这例如通过刀具宽度完成。通过这个分析单元19也可例如以毫米计算受损程度。在测量装置17的另一设计中这个测量装置具有两个存储器。通过这一措施除了可得到已提到的结果外还可附加地得到有关刀具12或者刀刃14的坡度的信息。在另一设计中测量装置17具有三个或者更多的传感器。采用两个以上的传感器可计算刀具12或者刀刃14的真实形状。

可将多个传感器设置在一个单个的测量组件中。在这个实施形式中这些传感器可彼此重叠、前后布置、彼此错开和任何其它形式设置。采用单个的测量组件对于测量装置17只存在一个结构位置。这个结构位置，也就是将测量装置17配属于刀架11，优选地位于刀架11的与卷条或者每个卷条15对置的一侧。然而，测量装置17的位置也是可以变化的。关于测量装置17到刀架11的距离下述做法是优选的，即按照到刀架11的中心点M的距离设置测量装置17，这个距离相当于从刀架11的中心点M到待切割的卷条15的中轴线的距离。只要刀具12，或者刀刃14设置在一个通过测量装置17产生信号的到刀架11的距离上，则测量装置17到刀架11的每个间距都是可变的。此外还存在这样一种可能性，即多个单个的测量组件组成这个测量装置17，其中，每个测量组件具有一个传感器。这些单个的测量组件可以不同于刀架11的方式即设置在不同的结构位置中。将测量装置17设计为叉式光栅是特别有利的。这样一种叉式光栅按照彼此间固定的配属关系在对置的侧面上具有至少一个发射器和至少一个对应的接收器。

总之，根据本发明的切割装置10的设计是一种封闭的调控回路。这个调控回路通过具有配属的测量装置17与角度位置传感器18的刀架11及分析单元19和调节单元16一起组成。在了解了通过分析单元19计算的刀具长度和/或刀具状态后可直接和受控地对刀具长度的变化和/或刀具状态的变化作出响应，其做法是，根据控制信号控制刀具进给。除了对刀具长度进行控制外，例如在刀具更换后可对通常配属于切割装置10的刀具12的磨削装置的调节和状态进行检查。通过有针对性地提高刀具进给可减小或者甚至完全消除刀具12的损伤。此外，来自调节单元16的控制信号例如通过合适的声学，和/或光学部件作为报警或者停机信号显示出来。

下面示范性地借助附图对方法原理进行更加详细的说明：

在切割烟草加工业的卷条15时刀架11循环地旋转着，这样，那个，或者每个安装在刀架上的刀具12形成一个回转圆周。在转动时刀具12除了作用到卷条或者每个卷条15中之外也还和磨削装置的磨削盘接触。通过切割卷条和/或对刀具12的重磨刀具12的长度，确切地说是从刀架11中伸出来的刀刃14的长度发生变化。当在一个实例中人们以此为基础，即具有额定值为10毫米的刀具长度h的刀刃14从刀架12中伸出来，通过磨损和/或磨削减小了这个长度。为了能识别低于临界长度（例如在本实例中实际值为9毫米）—在这种低于临界长度中刀具12不再能可靠地切断卷条或者每根卷条15—对每个刀具进行监控。只要低于临界长度就通过操作调节单元提高刀具的进给相应地对刀具进行径向再调节。在切割和/或磨削过程中刀具12也会折断，也就是刀刃14上受损。为限制或者完全消除这些损伤也提高刀具进给。

根据本发明自动地通过调节单元16调节刀具进给。这就是说，从监控得到的有关刀具长度和刀具状态的结果直接并且自动地导致调节单元得到用于改变刀具进给的控制信号。对刀具长度和/或刀具状态的监控通过测量装置17、角度位置传感器18，并结合分析单元19完成。当刀具12经过测量装置17时输出信号S₁。角度位置传感器18持续地发出有关刀具12的当前角度位置的信号S₂。这两个信号S₁和S₂在分析单元19中互为配属。从这种配属关系中分析单元19计算出刀具12的真实的实际值（实际长度和/或实际状态），并且产生信号S₃作为调节信号。其中，将信号S₁的正侧面用于计算刀具长度。用信号S₁的负侧面计算或者求出刀具12的状态。

例如如从图2a可以看出，具有短的刀具长度h_小的刀具12首先比较晚地，也就是沿旋转方向R当刀架11的角度较大时才碰到测量装置17，而具有较大的刀具长度h_大（参见图2b）的刀具12比较早地，也就是在比较小的角度时碰到测量装置17。原则上讲，识别刀具12越晚，角度越大，并且反之亦然。在识别折断的刀具12时（参见图3a和3b）使用信号S₁的负侧面。当刀具12例如在后面的端部有折断（请见图3b）时检测在刀架11的较小角度时的信号S₁的负侧面。当刀具12未受损伤（请参见图3a）时比较晚地，也就是在比较大的角度时方检测信号S₁的负侧面。

将从分析单元19输出的作为调节信号的信号S₃和作为基准信号的信号S₄进行比较。例如通过相减人们得到作为输入到调节单元16的输入信号的信号S₅。其中产生控制信号S₆，并且继续输送到刀架11，或者精确地讲继续输送到调节单元。使用控制信号S6操作刀具12的刀具进给，其中，根据这个信号S₆所述刀具进给导致刀具长度的变大或者变小。因此，形成一个封闭的调节回路。可同步或者可分别单独地对刀架11的刀具12进行监控和再调节。

也就是说采用调节单元16可完全普遍地对刀具长度进行控制和再调节。此外，采用本发明也可检查对磨削装置的调节和磨削装置的状态，以及对它作出反应。也可识别刀具进给的功能失调，并且予以修正。在更换了刀具后可顺利地将刀具12推进到最佳的刀具长度。通过有针对性地提高刀具的进给可减少或者消除刀具12上的损坏。此外，通过监控和调节所得到的那些信号可用于产生警报和/或停机信息，以防止切割装置10的刀架11、刀具12或者其它部件受到损伤。

Claims

1.用于烟草加工业的制条机的切割装置（10），包括具有至少一个刀夹的刀架（11），其中设置有借助调节单元径向可调节的刀具（12），其中，给刀架（11）配设用于转动驱动的驱动装置（13），从而刀具或者每个刀具（12）用从刀架（11）中伸出的刀刃（14）通过刀架（11）的转动能和卷条作用，以切割至少一根卷条（15），其中切割装置（10）包括用于自动调节刀具进给的调节单元（16），其特征在于，切割装置（10）包括用于在刀具（12）经过测量装置（17）时输出信号的测量装置（17），用于确定刀具（12）的角位置的角度位置传感器（18），以及用于将角位置分配给测量装置（17）的信号的分析单元（19）。

2.按照权利要求1所述的切割装置，其特征在于，将分析单元（19）设计和设置为用于计算从刀架（11）中伸出的刀具（12）的刀刃（14）的真实的实际长度和/或借助角度位置和测量装置（17）的信号的配属关系计算刀具状态。

3.按照权利要求2所述的切割装置，其特征在于，将调节单元（16）设计和设置为用于从可预定的额定长度和/或可预定的额定状态和实际长度和/或实际状态中求出用于刀具（12）的调节单元的调节信号。

4.按照权利要求1至3中的任一项所述的切割装置，其特征在于，测量装置（17）包括至少一个传感器。

5.按照权利要求1所述的切割装置，其特征在于，测量装置（17）包括至少两个传感器。

6.按照权利要求1至3中的任一项所述的切割装置，其特征在于，测量装置（17）包括至少三个传感器。

7.按照权利要求1至3中的任一项所述的切割装置，其特征在于，将测量装置（17）设计为叉形光栅。

8.按照权利要求1至3中的任一项所述的切割装置，其特征在于，测量装置（17）设置在刀架（11）的与卷条或者每个卷条（15）对置的一侧上。

9.按照权利要求1至3中任一项所述的切割装置，其特征在于，测量装置（17）与刀架（11）的中心点M有间距地设置，所述间距相当于从刀架（11）的中心点M到待切割的卷条的中轴线的距离。

10.用于在烟草加工业的制条机的切割装置（10）中调节刀具进给的方法，其中，切割装置（10）包括具有至少一个刀夹的刀架（11），在其中设置有借助调节单元径向可调节的刀具（12），并且给刀架（11）配设用于转动驱动的驱动装置（13），从而刀具或者每个刀具（12）用从刀架（11）中伸出的刀刃（14）通过刀架（11）的转动和卷条（15）作用，以切割至少一根卷条（15），所述方法包括下述步骤：

- 监控刀具或者每个刀具（12），

- 当监控得到实际值，且所述实际值与规定的额定值有偏差时借助调节单元径向调节刀具或者每个刀具（12），

其中自动地通过调节单元（16）调节刀具进给，其特征在于，从测量装置（17）的信号和刀具（12）的角度位置的配属关系中计算或者求出从刀架中伸出的刀具的刀刃的真实的实际长度和/或真实的实际状态，测量装置（17）在刀具（12）从测量装置（17）旁经过时输出信号，并且将这种实际长度/实际状态和额定长度和/或额定状态进行比较，以便从中产生用于调节单元的控制信号。