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1存在問(wèn)題
包裝機(jī)組煙包輸出裝置的功能為對(duì)8號(hào)輪推出的合格煙包進(jìn)行干燥,并掉頭90。將 煙包輸出到煙包通道,供下游設(shè)備使用。由于該裝置在不合格煙包剔除或拿走時(shí),煙包輸出產(chǎn)生空位,所以,只要空位前后的煙包有移位或歪斜,在掉頭時(shí),則會(huì)產(chǎn)生煙包阻塞,使廢 品增加及停機(jī)率上升。
2原因分析
包裝機(jī)組煙包輸出裝置是由主傳動(dòng)箱內(nèi)齒輪Z1將動(dòng)力傳出,經(jīng)萬(wàn)向聯(lián)軸器傳遞給 齒輪軸2,齒輪Z2嚙合齒輪Z3,帶動(dòng)雙聯(lián)齒輪3轉(zhuǎn)動(dòng),雙聯(lián)齒輪Z3、Z4分別嚙合齒輪4和齒輪9,帶動(dòng)煙包輸出皮帶和煙包調(diào)頭皮帶傳送輻5、8、10轉(zhuǎn)動(dòng),皮帶向前運(yùn)動(dòng)完成煙包輸 出。傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖如圖1述。
圖1改造前傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖
由圖1知:輸出皮帶傳動(dòng)輻轉(zhuǎn)速由傳動(dòng)鏈中傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)比確定,皮帶移動(dòng)的距離由傳 動(dòng)視線速度和傳動(dòng)輻大小確定。齒輪1連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),傳動(dòng)輻5、8、10也保持連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此, 設(shè)備剔除不合格煙包或煙包取走時(shí),輸送皮帶始終向前運(yùn)動(dòng),煙包產(chǎn)生空位,空位前后的煙 包由于輸送皮帶與煙包之間的摩擦作用,使進(jìn)入掉頭皮帶過(guò)渡段的煙包移位或歪斜,煙包在 掉頭時(shí)雙包輸出或煙包水平輸出,導(dǎo)致煙包阻塞團(tuán)。
3改進(jìn)方法
為解決設(shè)備在剔除不合格煙包或拿走時(shí),輸出皮帶產(chǎn)生的煙包空位,改進(jìn)輸送皮帶的驅(qū) 動(dòng)方式,取消主傳動(dòng)箱輸出的動(dòng)力源,選用交流伺服電動(dòng)機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖如圖2 述U交流伺服電動(dòng)機(jī)能將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象,并且在靜止?fàn)顟B(tài)下, 能服從控制信號(hào)的命令而轉(zhuǎn)動(dòng),在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)如果控制電壓變?yōu)榱悖妱?dòng)機(jī)能立即停轉(zhuǎn), 因此可使煙包輸出的速度和位置精度非常準(zhǔn)確。
3.1改進(jìn)原理
交流伺服電動(dòng)機(jī)1與減速器2聯(lián)接后,安裝在法蘭3上,法蘭3用螺釘與箱體聯(lián)接,圓 錐齒輪4安裝在減速器的輸出軸上。交流伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)減速器減速后,經(jīng)圓錐齒輪4、 5帶動(dòng)齒輪軸I轉(zhuǎn)動(dòng),雙聯(lián)齒輪6安裝在齒輪軸I上,軸I上的齒輪Z3、Z4分別嚙合齒輪Z5、 Z7把動(dòng)力傳給輸送皮帶傳動(dòng)輻8、11和掉頭皮帶傳動(dòng)輻13,傳動(dòng)輻轉(zhuǎn)動(dòng)使皮帶向前運(yùn)動(dòng),完 成煙包輸出。
1步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 2.減速器 3.法蘭 4.圓錐齒輪Z15.圓錐齒輪Z26.雙聯(lián)齒輪Z3、Z4 7、9.傳動(dòng)齒輪Z58、11.傳動(dòng)輻 10.中間齒輪Z612.掉頭皮帶傳動(dòng)齒輪Z713.掉頭皮帶傳動(dòng)輻。
圖2改造后傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖
圖2中,齒輪Z3、Z4、Z5、Z6、Z7的齒數(shù)不改變,選用電動(dòng)機(jī)直聯(lián)減速器2,使其與電 動(dòng)機(jī)組合成完整的動(dòng)力單元⑴,使用方便。釆用法蘭安裝形式,圓錐齒輪傳動(dòng)輸出動(dòng)力。
交流伺服電動(dòng)機(jī)主要靠脈沖來(lái)定位,電動(dòng)機(jī)每接受到1個(gè)煙包的脈沖信號(hào),就會(huì)旋轉(zhuǎn)一 個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度,從而實(shí)現(xiàn)位移⑵。因此,根據(jù)選用交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速(8300rpm)和減速器的速比(1: 10)及一個(gè)脈沖信號(hào)要求輸出的煙包距離,通過(guò)傳動(dòng)鏈計(jì)算確定圓錐齒輪 4、5的齒數(shù)比為1: 2,即齒輪4的齒數(shù)Zl=18、齒輪5的齒數(shù)Z2=36,圓錐齒輪的齒側(cè)間隙可通過(guò)調(diào)整圓錐齒輪5的軸向位置獲得。
3.2控制系統(tǒng)
用交流伺服電動(dòng)機(jī)作驅(qū)動(dòng)源,需要加裝煙包檢測(cè)傳感器和軸編碼器。煙包檢測(cè)器釆用對(duì) 射型光電傳感器,安裝在煙包輸岀裝置的入口處,利用煙包遮光為檢測(cè)原理,無(wú)須機(jī)械性地 接觸煙包實(shí)現(xiàn)檢測(cè),當(dāng)8號(hào)輪推出的煙包進(jìn)入輸出裝置入口時(shí),傳感器把煙包的變化轉(zhuǎn)換成 光信號(hào)的變化,然后借組光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào);軸編碼器發(fā)出速度指 令,速度指令可以由設(shè)備原控制系統(tǒng)(MICROII控制系統(tǒng))或重新安裝軸編碼器提供(FZ控 制系統(tǒng))。
由于伺服電動(dòng)機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能,電動(dòng)機(jī)接收到一個(gè)脈沖,就會(huì)旋轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖 對(duì)應(yīng)的角度,并發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖,使得接受和發(fā)出的脈沖形成了呼應(yīng),因此,控制系統(tǒng) 能準(zhǔn)確控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位閔,保證輸岀煙包連續(xù),不產(chǎn)生空位。
交流伺服系統(tǒng)的工作原理是:AC輸入的電流和煙包傳感器發(fā)出的脈沖經(jīng)伺服控制器處理后,使電動(dòng)機(jī)按控制指令工作。同時(shí)主機(jī)軸編碼器發(fā)出的角位移經(jīng)位置控制回路發(fā)出速度指令,在比較器中與交流伺服電機(jī)自帶的編碼器的信號(hào)相與之后,再經(jīng)放大器送出轉(zhuǎn)矩指令M; 另一方面,編碼器的輸出信號(hào)也被送到矢量處理電路中處理后,經(jīng)放大并與電動(dòng)機(jī)回路的電流檢測(cè)信號(hào)比較之后,經(jīng)脈寬調(diào)制電路(PWM)放大之后,使交流伺服電動(dòng)機(jī)按規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),并輸出所需要的轉(zhuǎn)矩值。檢測(cè)器檢測(cè)岀的信號(hào)還可送到位置控制回路,與編碼器的速度信號(hào)進(jìn)行比較完成位置環(huán)控制⑶。其控制框圖見(jiàn)圖3。
4應(yīng)用效果
應(yīng)用交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)煙包輸岀裝置運(yùn)動(dòng),由于解決了煙包輸出空位,所以,煙包輸出時(shí)連續(xù),不會(huì)移位或歪斜,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,降低了煙包阻塞頻次,阻塞次數(shù)從7次/班下降 至2次/班。由于交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制,驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電動(dòng)機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行釆樣,內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),不會(huì)出現(xiàn)丟步或過(guò)沖現(xiàn)象,使得煙包輸送更為準(zhǔn)確、可靠。
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