CN220640444U - 能计算卷筒轴卷筒直径的包装机供料系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种能计算卷筒轴卷筒直径的包装机供料系统，包括机架、以及分别安装在机架上的卷筒轴、幅面存储器、过纸辊、压纸辊；所述卷筒轴设置在所述机架上，用于安装卷筒，所述卷筒轴传动连接有卷筒轴伺服电机；所述幅面存储器设置在所述卷筒轴的下方，所述幅面存储器上设置有幅面存储器轴编码器；所述过纸辊设置在所述幅面存储器的下游，所述过纸辊上设置有过纸轴轴编码器，所述过纸轴轴编码器用于测量过纸辊旋转的线速度；所述压纸辊通过线性气缸可移动按压在所述过纸辊上。该系统能实现卷筒轴放卷速度的动态调整，实现放卷材料的恒张力控制，且能通过卷筒轴卷筒直径的精确计算控制余料长度，减小材料浪费。
Description
技术领域
本实用新型涉及烟草包装辅助设备领域，具体的说，涉及了一种能计算卷筒轴卷筒直径的包装机供料系统。
背景技术
目前，包装机物料站作为包装机配套的材料供应设备，已成为卷烟企业必备的选择。采用伺服电机主动放卷不仅能根据包装机速度的变化动态调整，同时还可以控制材料幅面存储器位置，并根据幅面存储器位置的过纸轴轴编码器信号反馈值，实现张力相对恒定的放卷等功能。但是，伺服电机主动放卷涉及放卷电机速度控制和卷筒轴卷筒直径计算，因此需要外部设备提供相关的信号。
申请公布号为CN104058300A的发明专利申请具体公开了一种测量空气包覆纱机卷筒直径及卷筒上纱线厚度的方法。它包括如下步骤：提供一个转架，该转架具有相距为R的第一铰接点和第二铰接点，第一铰接点和第二铰接点的连线与一条直线共线；提供一转角测量器；卷筒安装在第二铰接点上，使卷筒与直线相切且卷筒与直线相切于一第一切点，转角测量器测得转架绕第一铰接点旋转的角度；计算出卷筒的直径；使线圈与直线相切且线圈与直线相切于一第二切点，转角测量器测得转架绕第一铰接点旋转的角度；计算出线圈的直径；计算出卷绕在卷筒上纱线的厚度。该装置能提高卷筒及纱线测量的精度，能应用于各种卷绕机。但该装置并不具备精确计算卷筒轴卷筒直径的能力。
实用新型内容
为了通过卷筒轴卷筒直径的精确计算来控制余料长度，减小材料浪费，本实用新型所采用的技术方案是：一种能计算卷筒轴卷筒直径的包装机供料系统，包括机架、以及分别安装在机架上的卷筒轴、幅面存储器、过纸辊、压纸辊；
所述卷筒轴设置在所述机架上，用于安装卷筒，所述卷筒轴传动连接有卷筒轴伺服电机；所述幅面存储器设置在所述卷筒轴的下方，所述幅面存储器上设置有幅面存储器轴编码器；
所述过纸辊设置在所述幅面存储器的下游，所述过纸辊上设置有过纸轴轴编码器，所述过纸轴轴编码器用于测量过纸辊旋转的线速度；所述压纸辊通过线性气缸可移动按压在所述过纸辊上。
基于上述，为了便于控制，所述线性气缸连接有带指示灯按钮，所述带指示灯按钮控制所述线性气缸伸缩，进而带动所述压纸辊靠近或远离所述过纸辊。
基于上述，为了便于更换卷筒，所述机架上还设置有卷筒轴转轴，所述卷筒轴设置在所述卷筒轴转轴上，所述卷筒轴转轴上还设置有备用卷筒轴。
基于上述，所述卷筒轴的一旁设置有拼接装置。
基于上述，所述的能计算卷筒轴卷筒直径的包装机供料系统还包括控制单元、控制带指示灯按钮的数字量输入模块、控制所述线性气缸的阀岛、以及控制卷筒轴速度的伺服控制系统；
所述控制单元连接所述伺服控制系统、所述数字量输入模块、所述过纸轴轴编码器和所述阀岛；
所述控制单元根据所述数字量输入模块的输入信号控制所述阀岛驱动所述线性气缸进行伸缩，所述控制单元将所述过纸轴轴编码器的输出信号发送给所述伺服控制系统；
所述伺服控制系统根据所述过纸轴轴编码器的输出信号和所述幅面存储器轴编码器的输出信号，控制所述卷筒轴伺服电机放卷速度。
具体地，控制单元采用Beckhoff C6930工控机，伺服控制系统采用Bosch RexrothIndramotion MLC L45控制器。数字量输入模块采用Beckhoff EL1018数字量输入模块。
过纸轴轴编码器和材料幅面存储器位置信号编码器均采用Sick AFM60A-BHEB018X12。卷筒轴伺服电机采用Bosch Rexroth MSK070C-0030-NN-S1-UG0-NNNN伺服电机。驱动卷筒轴伺服电机的伺服驱动器采用Bosch Rexroth FWA-INDRV*-MPB-18VRS-D5伺服驱动器。
其中，幅面存储器轴编码器和过纸轴轴编码器又叫轴角编码器。轴角编码器是将转轴的角位移或直线位移的模拟量转变成数字量输出的一种轴角(位－数字转换器。
所述线性气缸的型号为Festo DSNU-16-50-P-A，带指示灯按钮型号为Siemens3SB3001-0AA61-ZY19/DIN-0016。
具体地，拉动材料时，材料带动过纸辊旋转，过纸辊通过端部传动带动过纸轴轴编码器同步旋转，过纸轴轴编码器测量过纸辊的旋转线速度，并反馈给伺服控制系统。伺服控制系统根据过纸辊的旋转线速度和幅面存储器轴编码器的信号，控制卷筒轴伺服电机的放卷速度，以跟踪拉纸速度并将幅面存储器维持在设定的位置，保持恒定的材料张力。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型提供的能计算卷筒轴卷筒直径的包装机供料系统，不仅可以测量通过过纸辊的拉纸速度，还可以根据卷筒轴伺服电机的旋转角度，结合过纸轴轴编码器测量的通过过纸辊的材料长度，计算卷筒轴的卷筒直径。因此，可以通过卷筒轴直径的精确计算控制余料长度，减小材料浪费。
附图说明
图1是本实用新型提供的能计算卷筒轴卷筒直径的包装机供料系统整体结构示意图。
图2是本实用新型提供的能计算卷筒轴卷筒直径的包装机供料系统局部结构示意图。
图中：1、卷筒轴；2、卷筒轴转轴；3、压纸辊；4、线性气缸；5、过纸辊；6、带指示灯按钮；7、拼接装置；8、幅面存储器轴编码器；9、幅面存储器；10、过纸轴轴编码器。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
实施例
本实施例提供一种能计算卷筒轴卷筒直径的包装机供料系统，如图1、图2所示，包括包括机架、以及分别安装在机架上的卷筒轴转轴2、卷筒轴1、拼接装置7、幅面存储器9、过纸辊5和压纸辊3。
所述卷筒轴1设置在所述卷筒轴转轴2上，用于安装卷筒。所述拼接装置7设置在所述卷筒轴1的一旁。卷筒轴上卷筒放卷使用到一定程度后，卷筒上的材料基本使用完毕，通过材料拼接装置将材料切换到备用卷筒轴带动材料继续放卷，供应主机材料，保证主机的正常运行。
所述幅面存储器9设置在所述拼接装置7的下游，用于保持恒定的材料张力，所述幅面存储器9上设置有幅面存储器轴编码器8。
所述过纸辊5设置在所述幅面存储器9的下游。所述过纸辊5上设置有过纸轴轴编码器10。所述过纸轴轴编码器10用于测量过纸辊旋转的线速度。所述压纸辊3通过线性气缸4可移动按压在所述过纸辊5上。
具体地，为了便于控制，所述线性气缸连接有带指示灯按钮6，所述带指示灯按钮6控制所述线性气缸4伸缩，进而带动所述压纸辊靠近或远离所述过纸辊。所述卷筒轴传动连接有卷筒轴伺服电机。
所述的能计算卷筒轴卷筒直径的包装机供料系统还包括控制单元、控制带指示灯按钮的数字量输入模块、控制所述线性气缸的阀岛、以及控制卷筒轴速度的伺服控制系统；
所述控制单元连接所述伺服控制系统、所述数字量输入模块、所述过纸轴轴编码器和所述阀岛；
所述控制单元根据所述数字量输入模块的输入信号控制所述阀岛驱动所述线性气缸进行伸缩，所述控制单元将所述过纸轴轴编码器的输出信号发送给所述伺服控制系统；
所述伺服控制系统根据所述过纸轴轴编码器的输出信号和所述幅面存储器轴编码器的输出信号，控制所述卷筒轴伺服电机放卷速度。
具体地，本实用新型提供的能计算卷筒轴卷筒直径的包装机供料系统工作流程如下：带指示灯按钮用于控制线性气缸，指示灯点亮表示压纸辊靠近过纸辊，指示灯熄灭表示压纸辊远离过纸辊。默认状态下，线性气缸拉动压纸辊靠近过纸辊，指示灯点亮。
需要穿引材料时，按下带指示灯按钮，线性气缸拉动压纸辊远离过纸辊，指示灯熄灭以便穿引材料。材料穿引完毕，再次按下带指示灯按钮，线性气缸拉动压纸辊靠近过纸辊，指示灯点亮，压纸辊将材料压在过纸辊上，防止材料在过纸辊上打滑。
拉动材料时，材料带动过纸辊旋转，过纸辊通过端部传动带动过纸轴轴编码器同步旋转。过纸轴轴编码器测量过纸辊的旋转线速度，并反馈给伺服控制系统。伺服控制系统根据过纸辊的旋转线速度、以及幅面存储器轴编码器的输出信号，控制卷筒轴伺服电机的放卷速度以跟踪拉纸速度，并将材料幅面存储器维持在设定的位置，保持恒定的材料张力。同时，根据卷筒轴伺服电机的旋转角度，结合过纸轴轴编码器测量的通过过纸辊材料长度，计算卷筒轴的卷筒直径。
具体地，计算卷筒轴的卷筒直径其原理为：
设过纸辊的直径为Dn，单位为mm，过纸轴轴编码器t-1时刻(单位为ms)的角度为Ant-1，单位为度，过纸轴轴编码器t时刻(单位为ms)的角度为Ant，单位为度。
卷筒轴伺服电机t-1时刻(单位为ms)的角度为Abt-1，单位为度，卷筒轴伺服电机t时刻(单位为ms)的角度为Abt，单位为度。
那么卷筒轴t时刻的卷筒直径Dbt为：
过纸辊的旋转线速度νt(单位为m/min)为：
伺服控制系统根据过纸辊的旋转线速度和材料幅面存储器位置的幅面存储器轴编码器信号控制卷筒轴伺服电机的放卷速度，以跟踪拉纸速度并将材料幅面存储器维持在设定的位置，保持恒定的材料张力。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (5)
1.一种能计算卷筒轴卷筒直径的包装机供料系统，其特征在于：包括机架、以及分别安装在机架上的卷筒轴、幅面存储器、过纸辊、压纸辊；
所述卷筒轴设置在所述机架上，用于安装卷筒，所述卷筒轴传动连接有卷筒轴伺服电机；所述幅面存储器设置在所述卷筒轴的下方，所述幅面存储器上设置有幅面存储器轴编码器；
所述过纸辊设置在所述幅面存储器的下游，所述过纸辊上设置有过纸轴轴编码器，所述过纸轴轴编码器用于测量过纸辊旋转的线速度；所述压纸辊通过线性气缸可移动按压在所述过纸辊上。
2. 根据权利要求 1 所述的能计算卷筒轴卷筒直径的包装机供料系统，其特征在于：所述线性气缸连接有带指示灯按钮，所述带指示灯按钮控制所述线性气缸伸缩，进而带动所述压纸辊靠近或远离所述过纸辊。
3.根据权利要求1或2所述的能计算卷筒轴卷筒直径的包装机供料系统，其特征在于：所述机架上还设置有卷筒轴转轴，所述卷筒轴设置在所述卷筒轴转轴上。
4.根据权利要求3所述的能计算卷筒轴卷筒直径的包装机供料系统，其特征在于：所述卷筒轴的一旁设置有拼接装置。
5.根据权利要求4所述的能计算卷筒轴卷筒直径的包装机供料系统，其特征在于：还包括控制单元、控制带指示灯按钮的数字量输入模块、控制所述线性气缸的阀岛、以及控制卷筒轴速度的伺服控制系统；
所述控制单元连接所述伺服控制系统、所述数字量输入模块、所述过纸轴轴编码器和所述阀岛；
所述控制单元根据所述数字量输入模块的输入信号控制所述阀岛驱动所述线性气缸进行伸缩，所述控制单元将所述过纸轴轴编码器的输出信号发送给所述伺服控制系统；
所述伺服控制系统根据所述过纸轴轴编码器的输出信号和所述幅面存储器轴编码器的输出信号，控制所述卷筒轴伺服电机放卷速度。
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