CN218650251U - Yj17卷烟机针辊自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其包括：交流伺服控制器、交流伺服电机和电机皮带轮，交流伺服控制器的输入端与卷烟机连接，用于输入卷烟机的启动信号、生产速度信号和使能信号，交流伺服控制器的输出端与交流伺服电机连接，用于根据启动信号、生产速度信号和使能信号，驱动交流伺服电机运行；交流伺服电机与电机皮带轮连接，用于驱动电机皮带轮运转；电机皮带轮通过支架与针辊连接，用于通过L型同步带驱动针辊运转，以使针辊与交流伺服电机的转速一致。本实用新型提供的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，能够提高针辊控制的精度、稳定性及可靠性，消除安全隐患、降低维修及维护成本，降低竹节烟、空头烟等产品质量缺陷。

Description

YJ17卷烟机针辊自动控制系统

技术领域

本实用新型涉及烟草设备技术领域，尤其涉及一种YJ17卷烟机针辊自动控制系统。

背景技术

YJ17针辊是卷烟机供丝机构的重要一部分。针辊从计量料槽中取出烟丝，是烟条成型主要供应控制环，针辊速度根据RCP(卷烟机生产速度的时钟脉冲)的频率得出的，即由PLC提供此设定值并与卷制成型机的生产速率成正比。针辊速度的控制精度、稳定性决定了向风室供给的烟丝量是否足量、均匀，是保证烟条成型的重要条件。

目前，YJ17针辊控制采用的是直流闭环调速驱动，采用的是碳刷换向直流电机，其换向碳刷在运行过程中产生机械磨损经常出现电枢通电不良现象，造成针辊驱动速度不稳定、供丝不均匀，是造成烟支竹节烟、空头烟等卷烟质量的主要原因之一。

因此，亟需一种YJ17卷烟机针辊自动控制系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种YJ17卷烟机针辊自动控制系统，以解决上述现有技术中的问题，能够提高针辊供丝控制的稳定性及可靠性。

本实用新型提供了一种YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其中，包括：

交流伺服控制器、交流伺服电机和电机皮带轮，其中：

所述交流伺服控制器的输入端与YJ17卷烟机连接，用于输入卷烟机的启动信号、卷烟机的生产速度信号和使能信号，所述交流伺服控制器的输出端与所述交流伺服电机连接，用于根据所述卷烟机的启动信号、所述卷烟机的生产速度信号和所述使能信号，驱动所述交流伺服电机运行；

所述交流伺服电机与所述电机皮带轮连接，用于驱动所述电机皮带轮运转；

所述电机皮带轮通过支架与针辊连接，用于通过L型同步带驱动所述针辊运转，以使所述针辊的转速与所述交流伺服电机的转速一致。

如上所述的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其中，优选的是，所述交流伺服控制器采用V90PTI型、额定功率为0.7KW-0.8KW的交流伺服控制器。

如上所述的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其中，优选的是，所述交流伺服电机的额定功率为0.7KW-0.8KW，额定扭矩为2.3Nm-2.5Nm，法兰的直径为75mm-85mm，电机的长度为130mm-150mm。

如上所述的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其中，优选的是，所述L型同步带包括L型13齿带。

如上所述的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其中，优选的是，所述YJ17卷烟机针辊自动控制系统还包括与所述交流伺服控制器连接的交流电源，用于对所述交流伺服控制器进行供电，所述交流电源为单相交流220V电源。

如上所述的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其中，优选的是，所述交流伺服控制器的输入端分别与YJ17卷烟机的启动按钮S22连接，所述启动按钮S22和所述交流伺服控制器之间还依次设置有限位开关S8和针辊驱动电源开关K7，所述限位开关S8用于检测烟丝提升带是否已移入工作位置，所述针辊驱动电源开关K7用于接通所述交流伺服控制器和所述交流电源。

如上所述的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其中，优选的是，所述交流伺服控制器的输入端还与YJ17卷烟机的可编程逻辑控制器连接，所述可编程逻辑控制器包括频率电压转换模块和速率控制模块，所述频率电压转换模块与YJ17卷烟机的生产速度信号连接，所述生产速度信号包括生产速度的时钟脉冲信号。

如上所述的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其中，优选的是，所述速率控制模块分别与YJ17卷烟机的针辊启动信号开关S6和卷烟机运行信号连接，所述速率控制模块与所述交流伺服控制器之间设置有针辊使能开关A2。

如上所述的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其中，优选的是，所述YJ17卷烟机针辊自动控制系统还包括设置在所述交流伺服控制器与所述交流伺服电机之间的编码器，用于向所述交流伺服控制器反馈所述交流伺服电机的实时速度信号；所述交流伺服控制器还包括功率驱动器，与所述交流伺服电机连接，用于所述交流伺服控制器反馈所述交流伺服电机的实时电流信号；所述交流伺服控制器还用于根据所述交流伺服电机的所述实时速度信号和所述实时电流信号，向所述交流伺服电机输出速度调整信号。

如上所述的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其中，优选的是，所述YJ17卷烟机针辊自动控制系统还包括人机界面，与所述YJ17卷烟机连接，用于输入针辊速度控制指令。

本实用新型提供一种YJ17卷烟机针辊自动控制系统，采用交流伺服驱动取代直流伺服驱动针辊电机，在同样体积下，交流伺服电动机输出功率可比直流电动机提高10％-70％，此外，交流伺服电动机的容量比直流电动机大，可达到更高的电压和转速；伺服控制系统动态响应快，结合高分辨率的编码器反馈确保交流伺服电机的高精度运行，速度跟随精度高，可作为独立轴代替机械连接的同步运行，因此可实现针辊电机跟随主机速度运行；定子绕组散热比较方便，无电刷和换向器，不产生火花消除卷烟机生产安全隐患；交流伺服电机工作可靠，对维护和保养要求低，维修维护成本更小；惯量小，易于提高系统的快速性，适应于高速大力矩工作状态，提高供丝跟随响应速度，随动供丝量更精确可靠，因此减少了竹节烟的产生，减轻了烟支重量的波动，减少了烟支空头，有利于烟条成型，提高了卷烟质量。

附图说明

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步描述，其中：

图1为本实用新型提供的YJ17卷烟机针辊自动控制系统实施例的结构示意图；

图2为本实用新型提供的YJ17卷烟机针辊自动控制系统实施例的控制原理示意图；

图3为本实用新型提供的YJ17卷烟机针辊自动控制系统实施例的针辊速度闭环控制示意图；

图4为本实用新型提供的YJ17卷烟机针辊自动控制系统实施例的电气接线示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

如图1-图4所示，本实施例提供的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其包括：交流伺服控制器、交流伺服电机和电机皮带轮，其中：

所述交流伺服控制器的输入端与YJ17卷烟机连接，用于输入卷烟机的启动信号、卷烟机的生产速度信号和使能信号，所述交流伺服控制器的输出端与所述交流伺服电机连接，用于根据所述卷烟机的启动信号、所述卷烟机的生产速度信号和所述使能信号，驱动所述交流伺服电机运行；

所述交流伺服电机与所述电机皮带轮连接，用于驱动所述电机皮带轮运转；

所述电机皮带轮通过支架与针辊连接，用于通过L型同步带驱动所述针辊运转，以使所述针辊的转速与所述交流伺服电机的转速一致。

其中，所述YJ17卷烟机针辊自动控制系统还包括人机界面，与所述YJ17卷烟机连接，用于输入针辊速度控制指令。

进一步地，所述交流伺服控制器采用V90PTI型、额定功率为0.7KW-0.8KW(例如为0.75KW)的交流伺服控制器，型号例如可以为6SL3210-5FB10-8UA0，指令信号通过人机界面作为外部输入端接收，设置为速度控制模式时，可以接收YJ17卷烟机输出的SW模拟量速度指令(DC0-10V)来实现对交流伺服电机的闭环速度跟随控制。需要说明的是，本实用新型对交流伺服控制器的选型、功率及型号不作具体限定。

由于YJ17卷烟机结构设计的比较紧凑，留给针辊电机的安装空间较小，对电机外形尺寸要求有具体限制，选型电机时，电机外型最大直径不能>110mm。在本实用新型中，针辊电机采用交流伺服电机，并且交流伺服电机的额定功率为0.7KW-0.8KW，例如为0.75KW，额定扭矩为2.3Nm-2.5Nm，例如为2.39Nm，法兰的直径为75mm-85mm，例如为80mm，电机的长度为130mm-150mm，例如为139mm，输出扭矩和安装尺寸均能满足针辊电机的需求。

进一步地，所述L型同步带包括L型13齿带。电机皮带轮采用L型13齿带防脱挡边设计，通过L型同步带驱动针辊与交流伺服电机同步运转。

进一步地，如图1所示，所述YJ17卷烟机针辊自动控制系统还包括与所述交流伺服控制器连接的交流电源，用于对所述交流伺服控制器进行供电，所述交流电源为单相交流220V电源。

更进一步地，如图2和图4所示，所述交流伺服控制器的输入端分别与YJ17卷烟机的启动按钮S22连接，所述启动按钮S22和所述交流伺服控制器之间还依次设置有限位开关S8和针辊驱动电源开关K7，所述限位开关S8用于检测烟丝提升带是否已移入工作位置，所述针辊驱动电源开关K7用于接通所述交流伺服控制器和所述交流电源。在本实用新型中，针辊驱动电源开关K7为继电器。

进一步地，如图2所示，所述交流伺服控制器的输入端还与YJ17卷烟机的可编程逻辑控制器连接，所述可编程逻辑控制器包括频率电压转换模块和速率控制模块，所述频率电压转换模块与YJ17卷烟机的生产速度信号连接，所述生产速度信号包括生产速度的时钟脉冲信号。

进一步地，如图2和图4所示，所述速率控制模块分别与YJ17卷烟机的针辊启动信号开关S6和卷烟机运行信号连接，所述速率控制模块与所述交流伺服控制器之间设置有针辊使能开关A2。

在工作中，如图2所示，通过按下YJ17卷烟机的启动按钮S22，启动辅助驱动装置时，针辊便可以运行；通过检查烟丝提升带是否已移入工作位置而使限位开关S8闭合；针辊驱动电源开关K7得电闭合，给交流伺服控制器(N2)提供AC220V单相电源。当卷制成型机操作面板上的针辊启动信号开关S6发出启动针辊的信号，而且卷制成型机发出卷烟机运行信号(即机器在运行信号，此时n>0)，YJ17卷烟机的可编程控制器中的速率控制器控制针辊使能开关A2吸合，使能信号(ON)启动交流伺服电机，交流伺服电机通过同步带轮的同步带的传动驱动针辊运转。

进一步地，如图1、图2和图4所示，所述YJ17卷烟机针辊自动控制系统还包括设置在所述交流伺服控制器与所述交流伺服电机之间的编码器，用于向所述交流伺服控制器反馈所述交流伺服电机的实时速度信号，其中，所述编码器为增量编码器，用于向交流伺服控制器反馈交流伺服电机的速度增量值；所述交流伺服控制器还包括功率驱动器，与所述交流伺服电机连接，用于所述交流伺服控制器反馈所述交流伺服电机的实时电流信号；所述交流伺服控制器还用于根据所述交流伺服电机的所述实时速度信号和所述实时电流信号，向所述交流伺服电机输出速度调整信号。

进一步地，如图3所示，针辊速度的是跟随烟机生产速度而线性随动的，RCP是YJ17卷烟机生产速度的时钟脉冲，RCP与卷制成型机的生产速率成正比，生产速度越高，RCP产生的频率越高。RCP作为针辊电机的主速度给定值，由PLC将时钟脉冲RCP进行频压转换(即由频率信号转换为电压信号)，输出以0-10V的电压信号(ON)提供给交流伺服控制器，交流伺服控制器接收来自PLC的电压信号(速度给定值)后输出驱动转矩和转速，以驱动交流伺服电机，此时功率驱动器与编码器分别反馈电流信号与速度信号，来完成交流伺服电机的闭环控制，校正控制使得交流伺服电机的实际速率与指令值一致，以此完成针辊电机的速度闭环控制。

本实用新型实施例提供的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，采用交流伺服驱动取代直流伺服驱动针辊电机，在同样体积下，交流伺服电动机输出功率可比直流电动机提高10％-70％，此外，交流伺服电动机的容量比直流电动机大，可达到更高的电压和转速；伺服控制系统动态响应快，结合高分辨率的编码器反馈确保交流伺服电机的高精度运行，速度跟随精度高，可作为独立轴代替机械连接的同步运行，因此可实现针辊电机跟随主机速度运行；定子绕组散热比较方便，无电刷和换向器，不产生火花消除卷烟机生产安全隐患；交流伺服电机工作可靠，对维护和保养要求低，维修维护成本更小；惯量小，易于提高系统的快速性，适应于高速大力矩工作状态，提高供丝跟随响应速度，随动供丝量更精确可靠，因此减少了竹节烟的产生，减轻了烟支重量的波动，减少了烟支空头，有利于烟条成型，提高了卷烟质量。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其特征在于，包括：

交流伺服控制器、交流伺服电机和电机皮带轮，其中：

所述交流伺服控制器的输入端与YJ17卷烟机连接，用于输入卷烟机的启动信号、卷烟机的生产速度信号和使能信号，所述交流伺服控制器的输出端与所述交流伺服电机连接，用于根据所述卷烟机的启动信号、所述卷烟机的生产速度信号和所述使能信号，驱动所述交流伺服电机运行；

所述交流伺服电机与所述电机皮带轮连接，用于驱动所述电机皮带轮运转；

所述电机皮带轮通过支架与针辊连接，用于通过L型同步带驱动所述针辊运转，以使所述针辊的转速与所述交流伺服电机的转速一致。

2.根据权利要求1所述的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其特征在于，所述交流伺服控制器采用V90PTI型、额定功率为0.7KW-0.8KW的交流伺服控制器。

3.根据权利要求1所述的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其特征在于，所述交流伺服电机的额定功率为0.7KW-0.8KW，额定扭矩为2.3Nm-2.5Nm，法兰的直径为75mm-85mm，电机的长度为130mm-150mm。

4.根据权利要求1所述的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其特征在于，所述L型同步带包括L型13齿带。

5.根据权利要求1所述的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其特征在于，所述YJ17卷烟机针辊自动控制系统还包括与所述交流伺服控制器连接的交流电源，用于对所述交流伺服控制器进行供电，所述交流电源为单相交流220V电源。

6.根据权利要求5所述的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其特征在于，所述交流伺服控制器的输入端分别与YJ17卷烟机的启动按钮（S22）连接，所述启动按钮（S22）和所述交流伺服控制器之间还依次设置有限位开关（S8）和针辊驱动电源开关（K7），所述限位开关（S8）用于检测烟丝提升带是否已移入工作位置，所述针辊驱动电源开关（K7）用于接通所述交流伺服控制器和所述交流电源。

7.根据权利要求6所述的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其特征在于，所述交流伺服控制器的输入端还与YJ17卷烟机的可编程逻辑控制器连接，所述可编程逻辑控制器包括频率电压转换模块和速率控制模块，所述频率电压转换模块与YJ17卷烟机的生产速度信号连接，所述生产速度信号包括生产速度的时钟脉冲信号。

8.根据权利要求7所述的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其特征在于，所述速率控制模块分别与YJ17卷烟机的针辊启动信号开关（S6）和卷烟机运行信号连接，所述速率控制模块与所述交流伺服控制器之间设置有针辊使能开关（A2）。

9.根据权利要求1所述的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其特征在于，所述YJ17卷烟机针辊自动控制系统还包括设置在所述交流伺服控制器与所述交流伺服电机之间的编码器，用于向所述交流伺服控制器反馈所述交流伺服电机的实时速度信号；所述交流伺服控制器还包括功率驱动器，与所述交流伺服电机连接，用于所述交流伺服控制器反馈所述交流伺服电机的实时电流信号；所述交流伺服控制器还用于根据所述交流伺服电机的所述实时速度信号和所述实时电流信号，向所述交流伺服电机输出速度调整信号。

10.根据权利要求1所述的YJ17卷烟机针辊自动控制系统，其特征在于，所述YJ17卷烟机针辊自动控制系统还包括人机界面，与所述YJ17卷烟机连接，用于输入针辊速度控制指令。

Images