CN103519345B - 自主动力单烟支空头检测装置 - Google Patents

Abstract

一种自主动力单烟支空头检测装置，它包括伺服电机（1）和检测器，其特征是所述的检测器安装在安装架上，安装架与主轴（5）相连，主轴（5）穿过箱体（11）安装在滑块（20）上，滑块（20）可移动地安装在直线导轨（10）上，直线导轨（10）安装在箱体（11）中，所述的主轴（5）与滑块（20）相连的一端通过销轴（3）与连杆（8）的一端相连，连杆（8）的另一端与曲柄（6）的一端相连，曲柄（6）安装在伺服电机（1）的输出轴上，调整伺服电机（1）的起始角即可实现检测器相位和离开烟支水平距离的在线动态调整。本发明解决了现有检测装置在线调整行程的难题，可大大提高调整效率和生产率。

Description

自主动力单烟支空头检测装置

技术领域

本发明涉及一种烟草机械，尤其是一种香烟生产过程中用于对烟支空头进行检测以便及时以示合格烟支进行剔除的检测装置，具体地说一种自主动力单烟支空头检测装置。

背景技术

目前，卷烟包装机动力主轴以360°圆周运动方式工作。其中包装机下烟库运动主轴是将圆周运动转换为直线往复运动，在每次直线往复运动的最远伸出点进行检测。当检测运动机构的检测头运动到最远伸出点时，检测器必须对被测物进行检测，否则当检测运动离开最远伸点时，因检测器与被测物水平间距分开将不能进行有效检测。这一检测方式有两个明显问题：1、在每次检测相位时，被测物存在一个向下方向移动趋势，检测精度受其影响；2、因不同现场影响，检测器最远伸出点与目标被测物距离不合适时则需要进行调整，则只能通过调整机械部件检测器及支架安装在包装机下烟库运动主轴上的位置来达到调整目的，这一操作过程需要包装机停车，调整时间长且调整准确性不高。

发明内容

本发明的目的是针对现有的烟支剔除机构检测头的行程和相位角受原包装机运动机构的限制无法在线调整，需要停机调整造成调整不便，影响生产效率和工艺流程正常运转的问题，设计一种自主动力单烟支空头检测装置。

本发明的技术方案是：

一种自主动力单烟支空头检测装置，它不再利用原包装机的运动主轴作为带动检测器往复运动的动力，而是利用外加伺服电机作为驱动检测器往复运动的动力，它包括伺服电机1和检测器，其特征是所述的检测器安装在安装架上，安装架与主轴5相连，主轴5穿过箱体11安装在滑块20上，滑块20可移动地安装在直线导轨10上，直线导轨10安装在箱体11中，所述的主轴5与滑块20相连的一端通过销轴3与连杆8的一端铰接相连，连杆8的另一端与曲柄6的一端相连，曲柄6安装在伺服电机1的输出轴上，调整伺服电机1的起始角即可实现检测器相位和离开烟支水平距离的在线动态调整，伺服电机1受控于控制电路或计算机控制系统。

所述的安装架由安装支架16、支架安装座17组成，检测器安装在安装支架16上，安装支架16安装在支架安装座17上，支架安装座17可调节地安装在主轴5上。

所述的箱体11安装在底座12上。

所述的连杆8与主轴相连的一端安装有轴承9，销轴3穿装在轴承9中。

所述的曲柄6的偏心轴21上安装有调心球轴承7，调心球轴承7安装在连杆8中从而实现曲柄6与连杆8的自定心连接。

所述的检测器由下检测器13、中检测器14和上检测器15组成，每个检测器分别安装在各自对应的安装支架16上。

本发明的有益效果：

本发明可根据检测头及下烟库挡板的磨损情况在不停机的前提下，通过调整伺服电机的起始角度，实现检测器相位和水平运行的自动调整，可保证检测距离和节拍满足生产要求，可消除因检测相位的不准而导致检测精度不高的影响，可使检测器始终在最佳相位实现对烟支空头的检测。

本发明结构新颖，体积小，能完全与原包括机检测机构配套兼容。

本发明通过伺服运动系统对加装于香烟包装机上编码器信号进行跟踪，即可形成所需的运动轨迹，可实现单支剔除装置检测性能的提升及调整简易的目的。

附图说明

图1是本发明的立体分解结构示意图。

图中：1、伺服电机2、接触式橡胶密封轴承3、连接轴4、上盖板5、动力主轴6、曲柄7、调心球轴承8、连杆9、轴承10、直线导轨11、动力箱体12、底座13、下检测器14、中检测器15、上检测器16、检测器安装支架17、支架安装座18、前封板19、骨架油封。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示。

一种自主动力单烟支空头检测装置，它不再利用原包装机的运动主轴作为带动检测器往复运动的动力，而是利用外加伺服电机作为驱动检测器往复运动的动力，它包括伺服电机1和检测器，所述的检测器安装在安装架上，根据包装机的不同，检测器的数量也有区别，图1中共有三个检测器（即下检测器13、中检测器14和上检测器15），安装架可由安装支架16、支架安装座17组成，每个检测器均安装在对应的安装支架16上，安装支架16安装在支架安装座17上，支架安装座17可调节地安装在主轴5上，支架安装座17可通过开口压块及锁紧螺栓固定。检测器13、14、15、安装支架16和支架安装座以及主轴5的一端均位于箱体11外，主轴的另一端穿过箱体11一侧的前封板18安装在滑块20上，滑块20可移动地安装在直线导轨10上，直线导轨10安装在箱体11中，所述的主轴5与滑块20相连的一端通过销轴3与连杆8的一端相连，连杆8的另一端与曲柄6的一端相连，曲柄6安装在伺服电机1的输出轴上，伺服电机1安装在箱体1的一侧，也可安装在包装机的其它合适的位置上。调整伺服电机1的起始角即可实现检测器相位和离开烟支水平距离的在线动态调整，伺服电机1受控于控制电路或计算机控制系统。主轴5与连杆8的具体安装结构如图1所示，可采用主轴5的一端连接一个开口块，开口的宽度应保证连杆的一端能插入，然后将销轴3从与开口垂直的方向穿过开口块及连杆8，同时在连杆8的销孔中安装一个轴承9(可采用深沟球轴承)，连杆8另一端的用于插装曲柄6的安装孔中加装一个调心球轴承以实现曲柄6与连杆8的自定心连接，曲柄6的一端穿过箱体11上安装有接触式橡胶密封轴承2后与伺服电机的输出轴相连，另一端连接有一个偏心块，偏心块上安装有一个用于插入连杆中的偏心轴21。具体实施时，为了实现不改动原包括机结构的目的，箱体11可安装在一个底座12上，底座12上的开口在用于跨装在原包装机主轴箱上，也可将原机相关位置拆除后直接安装。

本发明的运动跟随方法是根据加装于包装机上的编码器信号，在包装机运动机构以３６０度为周期进行运转时，可完成曲柄6在指定弧度内往返运动一次（与包装机运动周期间存在设定的固定相位差，但每一个周期节奏一致），这可解决现有的检测相位问题；该转动曲柄通过连杆和滑块转换为水平直线运动，此为所发明机构运转周期。在这一周期内，电机需经历“静止（后点）→正向加速→正向匀速→正向减速→静止（前点）→反向加速→反向匀速→反向减速→静止（后点）”这一过程。以保障电机转动的平稳性、到位精确性以及最小机械冲击性。当需要调节水平直线运动起止点及距离时，只需通过工控机修改伺服驱动器参数，即可实现调整电机往返运动的起、止点及幅度大小（即调整曲柄6运动弧度所处圆周区域），而无需包装机停车调整机械位置，因此可大大提高调整效率及调整精度，这可解决在线不停机调节问题。

本发明的装配关系为：由伺服电机1和接触式橡胶密封轴承2固定在动力箱体11一侧，曲柄6固定在伺服电机1的输出轴上。直线导轨10固定在动力箱体11内底部，调心球轴承7和轴承9固定在连杆8中，动力主轴5固定在直线导轨10的滑块上，连杆8的一端用销轴3固定在动力主轴5上，另一端与曲柄6固定在一起。其中动力箱体11固定在底座12上。骨架油封19安装在前封板18中，使前封板18穿过动力主轴5固定在动力箱体11前端。使支架安装座17安装于伸出动力箱体11的动力主轴5上。使检测器安装支架16分别安装在支架安装座17上，分别在将上检测器15、中检测器14、下检测器13安装在对应的检测器安装支架16上。

运动构成由外部命令使伺服电机1产生往返运动带动曲柄6运动，从而通过连杆8带动动力主轴5在直线导轨11中往返运动，从而带动固定在动力主轴5上的支架安装座17以及检测器安装支架16上的上检测器15、中检测器14、下检测器13来回运动。

本发明的伺服电机的起始位置及起始角与主轴5伸出距离的关系可通过数学计算或有限次模拟测得，并建立相应的数学关系存储在计算机或控制电路中，当需要调整时，可通过调整伺服电机的起始角度实现主轴5伸出距离的调整。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.一种自主动力单烟支空头检测装置，它包括伺服电机（1）和检测器，其特征是所述的检测器安装在安装架上，安装架与主轴（5）相连，主轴（5）穿过箱体（11）安装在滑块（20）上，滑块（20）可移动地安装在直线导轨（10）上，直线导轨（10）安装在箱体（11）中，所述的主轴（5）与滑块（20）相连的一端通过销轴（3）与连杆（8）的一端相连，连杆（8）的另一端与曲柄（6）的一端相连，曲柄（6）安装在伺服电机（1）的输出轴上，调整伺服电机（1）的起始角即可实现检测器相位和离开烟支水平距离的在线动态调整；所述的曲柄（6）的偏心轴（21）上安装有调心球轴承（7），调心球轴承（7）安装在连杆（8）中从而实现曲柄（6）与连杆（8）的自定心连接；根据加装于包装机上的编码器信号，在包装机运动机构以３６０度为周期进行运转时，完成曲柄（6）在指定弧度内往返运动一次；该曲柄通过连杆和滑块转换为水平直线运动，完成一个运转周期；在这一周期内，电机需经历“静止→正向加速→正向匀速→正向减速→静止→反向加速→反向匀速→反向减速→静止”这一过程，以保障电机转动的平稳性、到位精确性以及最小机械冲击性，当需要调节水平直线运动起止点及距离时，只需通过工控机修改伺服驱动器参数，即可实现调整电机往返运动的起、止点及幅度大小，即调整曲柄（6）运动弧度所处圆周区域，而无需包装机停车调整机械位置，因此大大提高了调整效率及调整精度，解决在线不停机调节问题。

2.根据权利要求1所述的自主动力单烟支空头检测装置，其特征是所述的安装架由安装支架（16）、支架安装座（17）组成，检测器安装在安装支架（16）上，安装支架（16）安装在支架安装座（17）上，支架安装座（17）可调节地安装在主轴（5）上。

3.根据权利要求1所述的自主动力单烟支空头检测装置，其特征是所述的箱体（11）安装在底座（12）上。

4.根据权利要求1所述的自主动力单烟支空头检测装置，其特征是所述的连杆（8）与主轴相连的一端安装有轴承（9），销轴（3）穿装在轴承（9）中。

5.根据权利要求1所述的自主动力单烟支空头检测装置，其特征是所述的检测器由下检测器（13）、中检测器（14）和上检测器（15）组成，每个检测器分别安装在各自对应的安装支架（16）上。