CN206544828U - 一种手帕纸包装机的薄膜输送纠偏装置 - Google Patents
一种手帕纸包装机的薄膜输送纠偏装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种手帕纸包装机的薄膜输送纠偏装置，包括放卷机构、虚切机构、纵向纠偏机构及纠偏控制系统，其中纵向纠偏机构包括同步带轮、行星齿轮减速器、主牵引辊、从动牵引辊、纵向纠偏电机、齿轮、纠偏电机驱动器，其中同步带轮的输出轴上固定有行星齿轮减速器，行星齿轮减速器的输出轴连接主牵引辊，主牵引辊上方通过安装板对应固定从动牵引辊；行星齿轮减速器相配合连接有齿轮，齿轮的轴连接纵向纠偏电机的输出轴。本实用新型使得薄膜虚切位置控制得更加精准，避免了虚切误差，节约了薄膜成本，提高了工作效率，装置性能也更加稳定可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及手帕纸包装机技术领域，具体涉及一种手帕纸包装机的薄膜输送纠偏装置。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，手帕纸由于使用和携带方便逐渐成为日常生活必须品。在手帕纸的后期加工中，一般需要经过折叠和包装流程，其中分切、压花、折叠、层叠等工序是由手帕纸折叠机完成的，而包膜、封口及贴标签等工序是由手帕纸包装机来完成的。在包膜过程中所需的薄膜是由薄膜放卷、切口及纵向薄膜纠偏装置来辅助完成的。
目前手帕纸包装机的薄膜输送装置，因结构的缺陷不能保证薄膜虚切位置的准确性，经常性出现虚切位置错误，从而造成成本的浪费，也延误了工作进度。
实用新型内容
针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种结构设计更为合理的手帕纸包装机的薄膜输送纠偏装置，以达到节约薄膜成本、并保证在纸巾包装时整齐无误的效果。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种手帕纸包装机的薄膜输送纠偏装置，包括放卷机构、虚切机构、纵向纠偏机构及纠偏控制系统，其特征在于，所述纵向纠偏机构包括同步带轮、行星齿轮减速器、主牵引辊、从动牵引辊、纵向纠偏电机、齿轮、纠偏电机驱动器，其中同步带轮的输出轴上固定有行星齿轮减速器，行星齿轮减速器的输出轴连接主牵引辊，主牵引辊上方通过安装板对应固定从动牵引辊；行星齿轮减速器相配合连接有齿轮，齿轮的轴连接纵向纠偏电机的输出轴；所述纠偏控制系统包括：
PLC，内部设置高速计数器，为整个控制部分的核心，PLC的控制端连接纠偏电机驱动器，PLC控制纠偏电机驱动器启动或停止纵向纠偏机构中纵向纠偏电机的运转，而纵向纠偏电机纠偏与其通过齿轮相适应配合行星齿轮减速器的输出转速；
旋转编码器，固定在同步带轮的输出轴上，用于测量纵向纠偏机构中的动力输出转速，并将检测到的脉冲值输送给PLC，旋转编码器的信号输出端连接PLC的输入端；
接近开关，用于检测所对应的检测凸轮的信号，安装在纸包出口的检测凸轮处，检测凸轮所转圈数与包装量的关系为1:1，当接近开关检测到检测凸轮的信号后， PLC启动高速计数器对旋转编码器发出的脉冲计数，接近开关的信号输出端连接PLC的输入端；
色标检测器，用于检测色标是否到达分切位置，安装在纵向纠偏机构上且对准纠偏机构的主牵引辊与从动牵引辊的轴心，并将检测到的色标信号输送给PLC，由PLC停止高速计数器计数，色标检测器的信号输出端连接PLC的输入端。
优选地，上述纠偏控制系统还包括：
位移检测器，安装在放卷机构中浮动辊的一侧，用于检测浮动辊位置，以检测浮动辊与固定辊之间的张力，并将检测到的电流信号输送给变频器，由变频器来控制放卷机构中放卷电机的加速与减速，变频器与放卷电机的输入端连接，变频器的启动与关闭是由PLC控制的。
优选地，上述PLC采用西门子S7200系列的6ES7216-2AD23-0XB0，PLC自带高速计数器；纠偏电机驱动器的型号为DM8060H,旋转编码器的型号为E6B2-CWZ5B 2000P/R，接近开关的型号为Ni4-M12-OP6L-Q12，色标检测器的型号为KT5G-2P1111，位移检测器的型号为PMI104-F90-IE8-V15，变频器的型号为FRN0.75G1S-4C。
与现有技术相比，本实用新型有益效果是：通过设计包括行星齿轮减速器、旋转编码器等，在接近开关和色标传感器触发时间差内，由PLC内部的高速计数器所计的旋转编码器脉冲值，与标准脉冲值（在人机界面上用户可以调整）相比，从而决定是否由纵向纠偏电机来纠准行星齿轮减速器的速度，用户可以在触摸屏上随时调整色标位置，最终实现薄膜的纵向纠偏，加上通过位移检测器、变频器等控制合适的放卷速度，薄膜虚切位置控制得更加精准，避免了虚切误差，节约了薄膜成本，提高了工作效率，装置性能也更加稳定可靠。
附图说明
图1为本实用新型的控制原理图
图2为本实用新型涉及的纠偏控制流程图
图3为本实用新型涉及的放卷压力控制流程图
图4为本实用新型的整体机械结构主视图
图5为本实用新型的整体机械结构后视图
图6为本实用新型的放卷机构的主视图
图7为本实用新型的放卷机构的后视图
图8为本实用新型的所述虚切机构的示意图
图9为本实用新型的纵向纠偏机构的示意图
图10为本实用新型的行星齿轮减速器的结构示意图
图11为本实用新型所述行星齿轮减速器的结构示意图
图中，1、放卷机构，2、虚切装置，3、纵向纠偏机构；
101薄膜盘、102张紧卷料轴、103薄膜盘调节器、104变相辊、105缓冲装置、106导轨、107主驱动辊、108浮动辊、109薄膜、110固定辊、111位移检测器、112放卷电机、113放卷驱动同步带轮；
201虚切刀辊、202固定辊、203虚切刀块、204虚切刀辊、205旋转辊、206刀辊间隙调节装置、207旋转辊角度调节器、208刀辊间隙调节块、209固定辊、210固定辊；
301旋转编码器、302同步带轮（动力输入）、303行星齿轮减速器、304从动牵引辊、305从动牵引辊调节器、306色标检测器、307主牵引辊、308纵向纠偏电机、309齿轮、310 接近开关、311检测凸轮、312行星齿轮减速器行星架、313行星齿轮减速器太阳轮、314行星齿轮减速器内齿轮。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例，来对本实用新型作详细说明。
实施一
如图1所示，本实用新型的手帕纸包装机的薄膜输送纠偏装置，包括放卷机构1、虚切机构2、纵向纠偏机构3及纠偏控制系统。如图1、图2、图3、图9所示，纵向纠偏机构3包括同步带轮302、行星齿轮减速器303、主牵引辊307、从动牵引辊304、纵向纠偏电机308、齿轮309、纠偏电机驱动器（位于电气柜内部），其中同步带轮302的输出轴上固定有行星齿轮减速器303，行星齿轮减速器303的输出轴连接主牵引辊307，主牵引辊307上方通过安装板对应固定从动牵引辊304；行星齿轮减速器303相配合连接有齿轮309，齿轮309的轴连接纵向纠偏电机308的输出轴。
纠偏控制系统包括：
PLC，为整个控制部分的核心，西门子S7200系列的6ES7216-2AD23-0XB0，自带高速计数器。高速计数器用于对旋转编码器301发出的脉冲进行计数，并将所计算的脉冲值，即薄膜位置偏差量输送给PLC，由PLC运算此薄膜位置偏差量，PLC并把运算后的偏差脉冲信号输送给纠偏电机驱动器，由纠偏电机驱动器启动或停止纵向纠偏电机308，由纵向纠偏电机308通过齿轮309来控制行星齿轮减速器303的输出转速；
旋转编码器301，固定在同步带轮302的输出轴上，用于测量纵向纠偏机构3中的动力输出转速，并将检测到脉冲值输送给PLC，旋转编码器301转一圈为2000个脉冲；
接近开关310，用于检测所对应到检测凸轮的信号，安装在纸包出口的检测凸轮311处，检测凸轮311所转圈数与包装量的关系为1:1（检测凸轮转一圈代表一包），当接近开关310检测到检测凸轮311的信号后， PLC启动高速计数器对旋转编码器301发出的脉冲计数；
色标检测器306，用于检测色标是否到达分切位置，安装在纵向纠偏机构3上且对准纵向纠偏机构3的主牵引辊307与从动牵引辊304的轴心，并将检测到的色标信号输送给PLC，由PLC停止高速计数器计数；
位移检测器111，安装在放卷机构1中浮动辊108的一侧，用于检测浮动辊108位置，以检测浮动辊108与固定辊110之间的张力，并将检测到的电流信号输送给变频器（位于电气柜内），由变频器来控制放卷机构1中放卷电机112的加速与减速，变频器与放卷电机112的电流输入端连接，变频器的启动与停止是由PLC控制的。
实际使用中，如图4-7所示，本实用新型的薄膜放卷机构1中的放卷电机112将速度给放卷驱动同步带轮113，由放卷驱动同步带轮113带动薄膜盘101中的张紧卷料轴102上的薄膜109，薄膜109经过变相辊104后换向向上走，依次穿过第一个固定辊110、向下穿过第一个浮动辊108，再回到第二个固定辊110、第二个浮动辊108，在两个辊之间来回几次，最后薄膜穿过主驱动辊107，进入薄膜虚切机构2。在上面的这个过程中，薄膜109在后面机构中的速度会影响张力机构中浮动辊108在导轨106上的位置，浮动辊108在两缓冲装置105之间浮动，而位移检测器111检测浮动辊108的位置，当浮动辊108与固定辊110之间的张力过大时，位移检测器111电流逐渐增大，此电流信号传输给变频器，由变频器控制放卷电机112加速，使浮动辊108下降，减小张力。薄膜盘加速放卷，当薄膜盘边沿薄膜的线速度大于主牵引辊307拉动薄膜的线速度时，浮动辊108下降，位移检测器111的电流逐渐减小，此电流信号传输给变频器，由变频器控制放卷电机112减速，薄膜盘减速放卷，当薄膜盘边沿薄膜的线速度小于主牵引辊307拉动薄膜的线速度时，浮动辊上升，如此反复，变频器的启动与停止是由PLC控制的。其中2个缓冲装置105分别位于浮动辊108的左上方和右下方且对浮动辊108的位置起到一定的限制作用。
如图8所示，薄膜依靠纵向纠偏装置3的主牵引辊307牵引薄膜穿过虚切机构2，由虚切机构中的固定辊202定向使薄膜穿过虚切刀辊201、204之间，虚切刀棍201上的虚切刀块203对薄膜进行虚切，虚切刀棍201、204旋转一圈切两次，之后经过固定辊209、210后，薄膜传向旋转辊205，然后传向纵向纠偏机构3，其中刀辊间隙调节装置206调节虚切刀辊201、204之间距离，保证薄膜虚切。
如图9、图10、图11所示，薄膜进入纵向纠偏机构3中，从主牵引辊307与从动牵引辊304之间穿过，主电机提供的动力传递至行星齿轮减速器303,由此驱动主牵引辊307，色标检测器306的安装位置要对准主牵引辊307与从动牵引辊的轴心 。当接近开关310检测到分切信号时（分切信号是检测小凸轮对应的接近开关和色标检测器之间的脉冲值和标准脉冲值做比较后认为调整好的），PLC启动高速计数器，对旋转编码器301发出的脉冲进行计数，当色标检测器306检测到色标时，PLC停止高速计数器计数。高速计数器所计的脉冲值与标准脉冲值比较，得出薄膜位置偏差量。PLC运算此薄膜位置偏差量并把运算后的偏差脉冲信号输出给纠偏电机驱动器，纠偏电机驱动器把信号传输给纵向纠偏电机308，纵向纠偏电机308再通过齿轮309将偏差值传送至行星齿轮减速器303，控制行星齿轮减速器303的速度，从而调整实现薄膜纵向纠偏。当PLC所计的脉冲值与标准脉冲值相同，表示薄膜虚切位置正确，纵向纠偏电机308不纠偏。
以下附上行星齿轮减速器及纵向纠偏电机的相关计算：
一、行星轮减速机构相关计算：
⑴机构组成及传动
本机构是纵向纠偏电机驱动内齿轮和主电机驱动行星架两个输入，太阳轮输出。
⑵纠偏电机转速计算
在机器运行时，纵向纠偏电机308参与薄膜纠偏，行星齿轮减速机构的传动比一直在变化，为了计算输入行星架的的齿轮数，我们给整个行星齿轮传动机构加上一个与内齿轮旋转速度nB相反的速度-nB，使其转化为相当于内齿轮固定不动的定轴线齿轮传动机构，这样就可以用计算定轴轮系的传动比公式计算转化机构的传动比。由此可得以下公式：
iB AX=1+ZB/ZA=2.8①
iB XA=1/iB AX =1/2.8 ②
iB XA=(nX-nB)/(nA-nB) ③
式中，nx：行星架转速， nB：内齿轮转速， nA：太阳轮转速。
当纵向纠偏电机308不参与薄膜纠偏时,则nB=0。由此可得出行星架输入带轮302的齿数，使得当纵向纵向纠偏电机308不纠偏的情况下，输入行星架的与输出太阳轮的转速比1:1，再调整人机界面内的标准脉冲值使薄膜色标位置准确，最终保证薄膜的分切准确。
薄膜放卷纠偏装置的所有的动作由这三个部分组成，达到放卷、虚切、纠偏的目的。
Claims (3)
1.一种手帕纸包装机的薄膜输送纠偏装置，包括放卷机构、虚切机构、纵向纠偏机构及纠偏控制系统，其特征在于，所述纵向纠偏机构包括同步带轮、行星齿轮减速器、主牵引辊、从动牵引辊、纵向纠偏电机、齿轮、纠偏电机驱动器，其中同步带轮的输出轴上固定有行星齿轮减速器，行星齿轮减速器的输出轴连接主牵引辊，主牵引辊上方通过安装板对应固定从动牵引辊；行星齿轮减速器相配合连接有齿轮，齿轮的轴连接纵向纠偏电机的输出轴；所述纠偏控制系统包括：
PLC，内部设置高速计数器，为整个控制部分的核心，PLC的控制端连接纠偏电机驱动器，PLC控制纠偏电机驱动器启动或停止纵向纠偏机构中纵向纠偏电机的运转，而纵向纠偏电机纠偏与其通过齿轮相适应配合行星齿轮减速器的输出转速；
旋转编码器，固定在同步带轮的输出轴上，用于测量纵向纠偏机构中的动力输出转速，并将检测到的脉冲值输送给PLC，旋转编码器的信号输出端连接PLC的输入端；
接近开关，用于检测所对应的检测凸轮的信号，安装在纸包出口的检测凸轮处，当接近开关检测到检测凸轮的信号后， PLC启动高速计数器对旋转编码器发出的脉冲计数，接近开关的信号输出端连接PLC的输入端；
色标检测器，用于检测色标是否到达分切位置，安装在纵向纠偏机构上且对准纠偏机构的主牵引辊与从动牵引辊的轴心，并将检测到的色标信号输送给PLC，由PLC停止高速计数器计数，色标检测器的信号输出端连接PLC的输入端。
2.根据权利要求1所述的手帕纸包装机的薄膜输送纠偏装置，其特征在于，上述纠偏控制系统还包括：位移检测器，安装在放卷机构中浮动辊的一侧，用于检测浮动辊位置，以检测浮动辊与固定辊之间的张力，并将检测到的电流信号输送给变频器，由变频器来控制放卷机构中放卷电机的加速与减速，变频器与放卷电机的输入端连接，变频器的启动与关闭是由PLC控制。
3.根据权利要求2所述的手帕纸包装机的薄膜输送纠偏装置，其特征在于，上述PLC采用西门子S7200系列的6ES7216-2AD23-0XB0，纠偏电机驱动器的型号为DM8060H,旋转编码器的型号为E6B2-CWZ5B 2000P/R，接近开关的型号为Ni4-M12-OP6L-Q12，色标检测器的型号为KT5G-2P1111，位移检测器的型号为PMI104-F90-IE8-V15，变频器的型号为FRN0.75G1S-4C。
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