Passim卷烟机烟纸拼接驱动系统目前大多采用磁粉离合器 (磁粉离合器是由传动单元 (输入轴) 和从动单元 (输出轴) 合并而成, 两组单元之间的空间, 填有粒状的磁粉 (体积大约40微米) 。磁性线圈不通电时, 转矩不会从传动轴传给从动轴, 如将线圈通电, 产生的磁力作用就会吸引磁粉产生硬化现象, 从而在连继滑动之间把转矩传达。[1]) 或电磁离合器 (电磁离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用, (可以用液体作为传动介质, 或是用磁力传动) 来传递转矩, 使两者之间可以暂时分离, 又可逐渐接合, 在传动过程中又允许两部分相互转动。[2]) 驱动, 这两种驱动系统在卷接机烟纸拼接时都需要将卷烟机主机速度降到5000支左右拼接, 不仅换纸稳定性差, 而且卷烟机在速度下降和速度上升过程中, 烟支空头增多, 烟支重量和质量波动大, 同时频繁的 (10分钟左右一次) 在短时间内降速或升速增大了机器磨损, 影响卷烟机机器寿命。
1 材料与方法
为了解决目前存在的以上问题, 我们在Passim8k机型上, 开发出了新的卷烟机烟纸拼接驱动系统。新的烟纸拼接系统换纸驱动采用交流伺服驱动[3]:对被加速的新盘纸的线速度可以进行有效控制, 精度高、同步性好。卷纸的加速用压辊式加速, 加速曲线根据卷纸张力曲线进行加速度, 保证了烟纸在加速过程中不断裂, 而且升速快。由于采用伺服控制, 使烟纸速度和主机速度实现严格同步关系, 两层烟纸在高速时处于完全相对静止, 提高了卷纸拼接可靠性基本消除了烟纸拼接失败故障, 从而实现卷烟机全速换纸, 提高了设备有效作业率使换纸过程的产品质量同正常生产时保持一致。
新拼接驱动系统采用美国Danaher公司的Digital MMC集成式伺服系统, MMC智能驱动器的伺服放大器结构紧凑, 易于使用内部集成了PLC功能, 一体化电源和即插即用电缆组简化了安装。使用PiCPro软件可进行内部PLC编程, 伺服参数配置、调谐和维护。
如图1所示。
伺服驱动器与外部PLC之间通过点对点方式建立通讯, 当伺服驱动器接收到来自外部PLC的拼接命令后, 启动控制指令, 控制伺服电机带动新卷纸盘在规定的时间内, 根据烟纸张力特性由静止加速同步到主电机速度。当新卷纸与主机速度完全同步后, 伺服驱动器内置的plc给外部plc发出同步完成信号, 通知外部plc进行拼接动作。在同步后到拼接完成期间, 同步编码器保证拼接驱动伺服电机运行速度与主电机的速度一致, 两层卷烟纸实现相对静止, 可以避免拼接时速度不一致造成卷纸被拉断。
与采用传统的磁粉离合器和电磁离合器驱动相比, 新拼接驱动系统具有以下优点。
(1) 可以在主机高速运行时拼接, 不需要主机降速运行。
(2) 对烟纸盘纸产生的拉力均匀, 不易拉断烟纸。
(3) 与主机同步速度快, 节省卷烟烟纸。
(4) 使用中后续免维护, 维护费用少。
2 结语
采用伺服驱动方式的卷烟机烟纸拼接系统完全实现了不降速拼接, 提高了设备的开机率, 增加了系统的稳定性, 保证了产品的质量。在伺服驱动方式下拼接, 加速同步时间短;产生的拉力稳定, 不易断纸;浪费的卷纸少, 大量节约了成本。通过长时间的实际运行, 已经充分地显示出了它的优越性能, 同时为烟支质量的稳定与进一步提高提供了保障。
摘要：换纸驱动采用交流伺服驱动, 可以在主机高速运行时拼接, 不需要主机降速运行, 对烟纸盘纸产生的拉力均匀, 不易拉断烟纸, 与主机同步速度快, 节省卷烟烟纸。
关键词：Passim卷烟机,烟纸拼接驱动系统,磁粉离合器Magnetic powder coupling,电磁离合器,交流伺服驱动,Digital MMC集成式伺服系统
参考文献
[1] 王思刊.磁粉离合器在控制系统的应用[J].电气传动自动化, 1999 (4) .
[2] 田金铭.电磁离合器设计与应用[M].江苏科学出版社, 1982.
[3] 舒志兵.交流伺服运动控制系统[M].清华大学出版社, 2006.