CN110465241A - 一种结片机刀片自动调节系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结片机刀片自动调节系统及方法，包括刀片组件、驱动机构和控制系统，刀片组件用于将转鼓表面物料刮切成片，驱动机构用于驱动刀片组件进刀或退刀以调整刀片组件与转鼓表面之间的间距，控制系统包括稳压电源、电流传感器和控制器，稳压电源的两极分别与转鼓和刀片组件电连接以构成探测电路，电流传感器用于检测探测电路的电流，控制器根据电流传感器检测的电流的大小来控制驱动机构驱动刀片组件进刀或退刀。本发明能够自动实时调整刀片与转鼓之间的距离，避免刀片的刀刃与转鼓外表面接触而造成刀片磨损，提高了刀片的寿命，降低了刀片的更换频率，降低了生产成本。

Description

一种结片机刀片自动调节系统及方法

技术领域

发明涉及结片机技术领域，具体涉及一种结片机刀片自动调节系统及方法。

背景技术

结片机又名切片机、制片机，既可用于高温物料冷却制片，又可用于低温浆料干燥制片，在固碱生产中，需要用到结片机片碱。结片机由机架、罩壳、传动系统、冷却系统、供料系统、刮料制片系统和电器控制系统组成。弧形料槽中熔融料液与冷却的转鼓接触，在转鼓表面冷凝形成料膜。随着转鼓的转动，热量由转鼓内的冷却液带走，通过调整刀片和转鼓外表面的距离实现将料膜用刮刀从转鼓的另一边刮下，成为片状成品排出。

结片机刀片的刀刃与转鼓外表面之间的距离一般控制在0.1mm-0.15mm之间，若刀刃与转鼓之间的距离太近，刀片容易刮伤转鼓且自身磨损严重，若刀刃与转鼓之间的距离太远，则无法将转鼓外表面料膜刮干净，因此，结片机刀片的刀刃与转鼓外表面之间的距离的控制尤为重要。

结片机的转鼓的直径一般达到2m以上，受制造误差的影响，转鼓外表面在周向上不同位置的半径存在一定的偏差，而刀刃与转鼓外表面之间的距离非常小，即使刀刃与转鼓外表面之间的初始距离调整得很精确，转鼓转动的过程中，也会由于转鼓的半径偏差而导致刀刃与转鼓之间发生接触、磨损，这是造成刀片磨损的一个非常重要的原因，现有的结片机还没有很好地解决刀片磨损快的问题，需要经常更换刀片，维护成本高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，发明提供了一种结片机刀片自动调节系统及方法，以自动实时调整刀片与转鼓之间的距离，避免刀片的刀刃与转鼓外表面接触而造成刀片磨损，提高了刀片的寿命，降低了刀片的更换频率，降低了生产成本。

一方面，本发明提供了一种结片机刀片自动调节系统，包括：刀片组件，所述刀片组件安装在结片机的机架上，用于将转鼓表面物料刮切成片；驱动机构，用于驱动刀片组件进刀或退刀以调整刀片组件与转鼓表面之间的间距；控制系统，所述控制系统包括稳压电源、电流传感器和控制器，所述稳压电源的两极分别与转鼓和刀片组件电连接以构成探测电路，所述电流传感器用于检测所述探测电路的电流，所述控制器根据电流传感器检测的电流的大小来控制驱动机构驱动刀片组件进刀或退刀。

进一步地，所述刀片组件包括刀架、刀片和刀片压板，所述刀架安装在结片机的机架上，所述刀片压板将刀片压合固定于所述刀架上，刀片压板通过穿过刀片的固定螺栓固定于刀架上。

进一步地，所述刀架的上部远离转鼓的一侧具有用于与刀片的侧面相贴合的竖直平面以及与所述刀片和刀片压板的底端贴合的台阶面。

进一步地，所述刀片的刀刃以下套设有绝缘保护套，刀片与刀架、刀片压板以及固定螺栓之间通过所述绝缘保护套绝缘，所述稳压电源与刀片电连接。

进一步地，所述刀片和绝缘保护套的侧面设置有外通孔，所述外通孔内设置有绝缘塞，所述绝缘塞的中心设置有供所述固定螺栓穿过的内通孔。

进一步地，还包括顶针组件，所述顶针组件包括绝缘螺栓、顶针和压缩弹簧，所述刀架靠近转鼓的一侧开设有贯穿刀架的螺孔，所述绝缘螺栓螺纹连接于所述螺孔内，绝缘螺栓的内端开设有沿轴向延伸的导向槽，所述导向槽的底部开设有沿轴向延伸并与贯穿绝缘螺栓外端的导向孔，所述顶针的外段滑动连接于所述导向孔内，顶针的内端穿过导向槽并穿入绝缘保护套与刀片抵接，所述顶针的前段设置有挡环，所述压缩弹簧套在顶针上并支撑在所述导向槽的底部与挡环之间。

进一步地，所述刀架通过转轴安装在结片机的机架上，所述驱动机构为伺服缸，所述刀片的进刀或退刀通过伺服缸输出轴的伸缩来驱动刀架转动实现。

进一步地，所述刀架的中部靠近转鼓的一侧设置有开口向下的弧形卡槽，刀架通过该弧形卡槽卡挂在所述转轴上，刀架上设置有用于将转轴限位于所述弧形卡槽内的限位螺栓。

进一步地，所述控制器为PLC，所述电流传感器为电流表。

另一方面，本发明还提供了一种结片机刀片自动调节方法，采用上述结片机刀片自动调节系统，包括如下步骤：

步骤一，确认需要驱动刀片组件进刀、退刀时，探测电路的电流，在调试设备时，当刀片与转鼓表面接触时，电流传感器测得探测电路的电流为I1，当刀片与转鼓之间保持在最佳切片距离时，电流传感器测得探测电路的电流为 I2；

步骤二，将两种工作状态下的电流I1和电流I2储存于控制器中；

步骤三，工作时，电流传感器获取探测电路的电流I3并反馈给控制器，控制器对电流I3与电流I1和电流I2进行对比，当I3＝I1时，控制器输出信号控制驱动机构驱动刀片组件退刀，当I3＝I2时，驱动机构维持刀片组件与转鼓表面之间的间距不变，当I3＜I2时，控制器输出信号控制驱动机构驱动刀片组件进刀。

本发明的有益效果体现在：结片的物料如固碱(含水率约为1％)电阻率较大，根据电阻计算公式R＝ρL/S可知，当刀片的刀刃距离转鼓越远时，物料接入探测电路的电阻就越大，探测电路的电流就越小，当刀片的刀刃距离转鼓越近时，物料接入探测电路的电阻就越小，探测电路的电流越大，因此，本申请可通过探测电路反馈的电流来判断进刀或退刀并控制驱动机构作相应的运动，当转鼓与刀片组件的距离减小时，探测电路的电流增大，电流传感器将探测电路的电流反馈至控制器，然后控制器输出信号控制驱动机构驱动刀片组件及时退刀，当转鼓与刀片组件距离增大时，探测电路的电流减小，电流传感器将探测电路的电流反馈至控制器，然后控制器输出信号控制驱动机构驱动刀片组件及时进刀，这样即可在切片过程中自动、实时调整刀片与转鼓之间的距离，使得刀片与转鼓始终保持在最佳切片距离，解决了转鼓在不同的位置存在半径偏差而导致的刀刃与转鼓之间发生接触、磨损的问题，从提高了刀片的寿命，降低了刀片的更换频率，降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为发明实施例的结构示意图；

图2为发明实施例的控制系统的结构示意图；

图3为图1的A部的局部放大图。

附图中，1表示刀片组件；11表示刀架；111表示竖直平面；112表示台阶面；113表示弧形卡槽；114表示限位螺栓；12表示刀片；13表示刀片压板； 14表示固定螺栓；15表示绝缘保护套；16表示外通孔；17表示绝缘塞；171 表示内通孔；18表示转轴；2表示驱动机构；21表示输出轴；3表示控制系统； 31表示稳压电源；32表示电流传感器；33表示控制器；4表示顶针组件；41 表示绝缘螺栓；411表示导向槽；412表示导向孔；42表示顶针；421表示挡环；43表示压缩弹簧；5表示机架；6表示转鼓。

具体实施方式

下面将结合附图对发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1-图3所示，本发明实施例提供了一种结片机刀片自动调节系统，包括刀片组件1、驱动机构2和控制系统3。

刀片组件1安装在结片机的机架5上，用于将转鼓6表面物料刮切成片。作为一种具体的示例，参照图1和图3，刀片组件1包括刀架11、刀片12和刀片压板13，刀架11安装在结片机的机架5上，刀片压板13将刀片12压合固定于刀架11上，刀片压板13通过穿过刀片12的固定螺栓14固定于刀架 11上，当刀片12磨损时，直接更换刀片12即可，刀片12的安装和更换非常方便。并且，刀架11的上部远离转鼓6的一侧具有用于与刀片12的侧面相贴合的竖直平面111以及与刀片12和刀片压板13的底端贴合的台阶面112，这样，刀片12和刀片压板13的底端可以通过台阶面112抵紧，能够防止刀片 12铲切时发生位移。

驱动机构2用于驱动刀片组件1进刀或退刀以调整刀片组件1与转鼓6表面之间的间距。作为一种具体的示例，参照图1，刀架11通过转轴18安装在结片机的机架5上，驱动机构2为伺服缸，这里的伺服缸可以为伺服气缸、伺服电缸或伺服液压缸等，刀片12的进刀或退刀通过伺服缸输出轴21的伸缩来驱动刀架11转动实现，在其它实施例中，驱动机构2也可以采用伺服电机。并且，本实施例刀架11的中部靠近转鼓6的一侧设置有开口向下的弧形卡槽 113，刀架11通过该弧形卡槽113卡挂在转轴18上，刀架11上设置有用于将转轴18限位于弧形卡槽113内的限位螺栓114，安装刀架11时，将弧形卡槽 113卡挂在转轴18上，再拧入限位螺栓114将转轴18限位于弧形卡槽113内即可，拆卸刀架11时，将限位螺栓114拧出，并将弧形卡槽113退出转轴18 即可，刀架11的安装和拆卸都非常方便。

参照图2，控制系统3包括稳压电源31、电流传感器32和控制器33，稳压电源31的两极分别与转鼓6和刀片组件1电连接以构成探测电路，电流传感器32用于检测探测电路的电流，电流传感器32为电流表，控制器33根据电流传感器32检测的电流的大小来控制驱动机构2驱动刀片组件1进刀或退刀，控制器33为PLC控制器33。

本实施例的稳压电源31的电压需要控制在安全电压以下，机架5和转鼓 6本身就能导电，因此稳压电源31通过导线与结片机的机架5连接即可，与机架5连接的一端为稳压电源31的负极，稳压电源31的正极通过导线与结片机的刀片12相连，参照图3，本实施例刀片12的刀刃以下套设有绝缘保护套 15，刀片12与刀架11、刀片压板13以及固定螺栓14之间通过绝缘保护套15 绝缘，即可实现刀片12与机架5、转鼓6之间的绝缘。刀片12和绝缘保护套 15的侧面设置有外通孔16，外通孔16内设置有绝缘塞17，绝缘塞17的中心设置有供固定螺栓14穿过的内通孔171，在安装刀片12时，首先将刀片12 插入绝缘保护套15，刀片12上的孔和绝缘保护套15上的外通孔16对准，然后将绝缘塞17塞入外通孔16，最后通过穿过绝缘塞17的固定螺栓14将刀片 12和刀片压板13固定即可，刀片12与固定螺栓14之间通过绝缘塞17绝缘。

本实施例还设置有顶针组件4，以便于实现刀片12与外部导线的连接。参照图3，顶针组件4包括绝缘螺栓41、顶针42和压缩弹簧43，刀架11靠近转鼓6的一侧开设有贯穿刀架11的螺孔，绝缘螺栓41螺纹连接于螺孔内，绝缘螺栓41的内端开设有沿轴向延伸的导向槽411，导向槽411的底部开设有沿轴向延伸并与贯穿绝缘螺栓41外端的导向孔412，顶针42的外段滑动连接于导向孔412内，顶针42的内端穿过导向槽411并穿入绝缘保护套15与刀片12抵接，顶针42的前段设置有挡环421，压缩弹簧43套在顶针42上并支撑在导向槽411的底部与挡环421之间。安装时，将顶针42和压缩弹簧43 装入绝缘螺栓41，然后将绝缘螺栓41拧入螺孔，顶针42穿入绝缘保护套15 并与刀片12相抵，顶针42在压缩弹簧43的作用下能够始终保持与刀片12 接触，连接导线时，将导线连接在顶针42的外端，即可将刀片12串入探测电路。

该结片机刀片自动调节系统对刀片进行调节的方法步骤如下：

步骤一，确认需要驱动刀片组件1进刀、退刀时，探测电路的电流，在调试设备时，当刀片12与转鼓6表面接触时，电流传感器32测得探测电路的电流为I1，当刀片12与转鼓6之间保持在最佳切片距离时，电流传感器32测得探测电路的电流为I2；

步骤二，将两种工作状态下的电流I1和电流I2储存于控制器33中；

步骤三，工作时，电流传感器32获取探测电路的电流I3并反馈给控制器 33，控制器33对电流I3与电流I1和电流I2进行对比，当I3＝I1时，控制器 33输出信号控制驱动机构2驱动刀片组件1退刀，当I3＝I2时，驱动机构2 维持刀片组件1与转鼓6表面之间的间距不变，当I3＜I2时，控制器33输出信号控制驱动机构2驱动刀片组件1进刀。

综上，由于结片的物料(如含水率约为1％的固碱)电阻率较大，根据电阻计算公式R＝ρL/S可知，当刀片12的刀刃距离转鼓6越远时，物料接入探测电路的电阻就越大，探测电路的电流就越小，当刀片12的刀刃距离转鼓6 越近时，物料接入探测电路的电阻就越小，探测电路的电流越大，因此，本申请可通过探测电路反馈的电流来判断进刀或退刀并控制驱动机构2作相应的运动，当转鼓6与刀片组件1的距离减小时，探测电路的电流增大，电流传感器32将探测电路的电流反馈至控制器33，然后控制器33输出信号控制驱动机构2驱动刀片组件1及时退刀，当转鼓6与刀片组件1距离增大时，探测电路的电流减小，电流传感器32将探测电路的电流反馈至控制器33，然后控制器33输出信号控制驱动机构2驱动刀片组件1及时进刀，这样即可在切片过程中自动、实时调整刀片12与转鼓6之间的距离，使得刀片12与转鼓6始终保持在最佳切片距离，解决了转鼓6在不同的位置存在半径偏差而导致的刀刃与转鼓6之间发生接触、磨损的问题，从提高了刀片12的寿命，降低了刀片 12的更换频率，降低了生产成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种结片机刀片自动调节系统，其特征在于，包括：

刀片组件，所述刀片组件安装在结片机的机架上，用于将转鼓表面物料刮切成片；

驱动机构，用于驱动刀片组件进刀或退刀以调整刀片组件与转鼓表面之间的间距；

控制系统，所述控制系统包括稳压电源、电流传感器和控制器，所述稳压电源的两极分别与转鼓和刀片组件电连接以构成探测电路，所述电流传感器用于检测所述探测电路的电流，所述控制器根据电流传感器检测的电流的大小来控制驱动机构驱动刀片组件进刀或退刀。

2.根据权利要求1所述的结片机刀片自动调节系统，其特征在于，所述刀片组件包括刀架、刀片和刀片压板，所述刀架安装在结片机的机架上，所述刀片压板将刀片压合固定于所述刀架上，刀片压板通过穿过刀片的固定螺栓固定于刀架上。

3.根据权利要求2所述的结片机刀片自动调节系统，其特征在于，所述刀架的上部远离转鼓的一侧具有用于与刀片的侧面相贴合的竖直平面以及与所述刀片和刀片压板的底端贴合的台阶面。

4.根据权利要求2或3所述的结片机刀片自动调节系统，其特征在于，所述刀片的刀刃以下套设有绝缘保护套，刀片与刀架、刀片压板以及固定螺栓之间通过所述绝缘保护套绝缘，所述稳压电源与刀片电连接。

5.根据权利要求2或3所述的结片机刀片自动调节系统，其特征在于，所述刀片和绝缘保护套的侧面设置有外通孔，所述外通孔内设置有绝缘塞，所述绝缘塞的中心设置有供所述固定螺栓穿过的内通孔。

6.根据权利要求2或3所述的结片机刀片自动调节系统，其特征在于，还包括顶针组件，所述顶针组件包括绝缘螺栓、顶针和压缩弹簧，所述刀架靠近转鼓的一侧开设有贯穿刀架的螺孔，所述绝缘螺栓螺纹连接于所述螺孔内，绝缘螺栓的内端开设有沿轴向延伸的导向槽，所述导向槽的底部开设有沿轴向延伸并与贯穿绝缘螺栓外端的导向孔，所述顶针的外段滑动连接于所述导向孔内，顶针的内端穿过导向槽并穿入绝缘保护套与刀片抵接，所述顶针的前段设置有挡环，所述压缩弹簧套在顶针上并支撑在所述导向槽的底部与挡环之间。

7.根据权利要求2所述的结片机刀片自动调节系统，其特征在于，所述刀架通过转轴安装在结片机的机架上，所述驱动机构为伺服缸，所述刀片的进刀或退刀通过伺服缸输出轴的伸缩来驱动刀架转动实现。

8.根据权利要求7所述的结片机刀片自动调节系统，其特征在于，所述刀架的中部靠近转鼓的一侧设置有开口向下的弧形卡槽，刀架通过该弧形卡槽卡挂在所述转轴上，刀架上设置有用于将转轴限位于所述弧形卡槽内的限位螺栓。

9.根据权利要求7所述的结片机刀片自动调节系统，其特征在于，所述控制器为PLC，所述电流传感器为电流表。

10.结片机刀片自动调节方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的结片机刀片自动调节系统，包括如下步骤：

步骤一，确认需要驱动刀片组件进刀、退刀时，探测电路的电流，在调试设备时，当刀片与转鼓表面接触时，电流传感器测得探测电路的电流为I1，当刀片与转鼓之间保持在最佳切片距离时，电流传感器测得探测电路的电流为I2；

步骤二，将两种工作状态下的电流I1和电流I2储存于控制器中；

步骤三，工作时，电流传感器获取探测电路的电流I3并反馈给控制器，控制器对电流I3与电流I1和电流I2进行对比，当I3＝I1时，控制器输出信号控制驱动机构驱动刀片组件退刀，当I3＝I2时，驱动机构维持刀片组件与转鼓表面之间的间距不变，当I3＜I2时，控制器输出信号控制驱动机构驱动刀片组件进刀。