一種手帕紙包裝機的薄膜輸送糾偏裝置的製作方法

2023-12-04 23:11:21 1

本實用新型涉及手帕紙包裝機技術領域，具體涉及一種手帕紙包裝機的薄膜輸送糾偏裝置。

背景技術：

隨著人們生活水平的不斷提高，手帕紙由於使用和攜帶方便逐漸成為日常生活必須品。在手帕紙的後期加工中，一般需要經過摺疊和包裝流程，其中分切、壓花、摺疊、層疊等工序是由手帕紙摺疊機完成的，而包膜、封口及貼標籤等工序是由手帕紙包裝機來完成的。在包膜過程中所需的薄膜是由薄膜放卷、切口及縱向薄膜糾偏裝置來輔助完成的。

目前手帕紙包裝機的薄膜輸送裝置，因結構的缺陷不能保證薄膜虛切位置的準確性，經常性出現虛切位置錯誤，從而造成成本的浪費，也延誤了工作進度。

技術實現要素：

針對上述現有技術存在的不足，本實用新型的目的是提供一種結構設計更為合理的手帕紙包裝機的薄膜輸送糾偏裝置，以達到節約薄膜成本、並保證在紙巾包裝時整齊無誤的效果。

為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案如下：一種手帕紙包裝機的薄膜輸送糾偏裝置，包括放卷機構、虛切機構、縱向糾偏機構及糾偏控制系統，其特徵在於，所述縱向糾偏機構包括同步帶輪、行星齒輪減速器、主牽引輥、從動牽引輥、縱向糾偏電機、齒輪、糾偏電機驅動器，其中同步帶輪的輸出軸上固定有行星齒輪減速器，行星齒輪減速器的輸出軸連接主牽引輥，主牽引輥上方通過安裝板對應固定從動牽引輥；行星齒輪減速器相配合連接有齒輪，齒輪的軸連接縱向糾偏電機的輸出軸；所述糾偏控制系統包括：

PLC，內部設置高速計數器，為整個控制部分的核心，PLC的控制端連接糾偏電機驅動器，PLC控制糾偏電機驅動器啟動或停止縱向糾偏機構中縱向糾偏電機的運轉，而縱向糾偏電機糾偏與其通過齒輪相適應配合行星齒輪減速器的輸出轉速；

旋轉編碼器，固定在同步帶輪的輸出軸上，用於測量縱向糾偏機構中的動力輸出轉速，並將檢測到的脈衝值輸送給PLC，旋轉編碼器的信號輸出端連接PLC的輸入端；

接近開關，用於檢測所對應的檢測凸輪的信號，安裝在紙包出口的檢測凸輪處，檢測凸輪所轉圈數與包裝量的關係為1:1，當接近開關檢測到檢測凸輪的信號後， PLC啟動高速計數器對旋轉編碼器發出的脈衝計數，接近開關的信號輸出端連接PLC的輸入端；

色標檢測器，用於檢測色標是否到達分切位置，安裝在縱向糾偏機構上且對準糾偏機構的主牽引輥與從動牽引輥的軸心，並將檢測到的色標信號輸送給PLC，由PLC停止高速計數器計數，色標檢測器的信號輸出端連接PLC的輸入端。

優選地，上述糾偏控制系統還包括：

位移檢測器，安裝在放卷機構中浮動輥的一側，用於檢測浮動輥位置，以檢測浮動輥與固定輥之間的張力，並將檢測到的電流信號輸送給變頻器，由變頻器來控制放卷機構中放卷電機的加速與減速，變頻器與放卷電機的輸入端連接，變頻器的啟動與關閉是由PLC控制的。

優選地，上述PLC採用西門子S7200系列的6ES7216-2AD23-0XB0，PLC自帶高速計數器；糾偏電機驅動器的型號為DM8060H,旋轉編碼器的型號為E6B2-CWZ5B 2000P/R，接近開關的型號為Ni4-M12-OP6L-Q12，色標檢測器的型號為KT5G-2P1111，位移檢測器的型號為PMI104-F90-IE8-V15，變頻器的型號為FRN0.75G1S-4C。

與現有技術相比，本實用新型有益效果是：通過設計包括行星齒輪減速器、旋轉編碼器等，在接近開關和色標傳感器觸發時間差內，由PLC內部的高速計數器所計的旋轉編碼器脈衝值，與標準脈衝值（在人機界面上用戶可以調整）相比，從而決定是否由縱向糾偏電機來糾準行星齒輪減速器的速度，用戶可以在觸控螢幕上隨時調整色標位置，最終實現薄膜的縱向糾偏，加上通過位移檢測器、變頻器等控制合適的放卷速度，薄膜虛切位置控制得更加精準，避免了虛切誤差，節約了薄膜成本，提高了工作效率，裝置性能也更加穩定可靠。

附圖說明

圖1為本實用新型的控制原理圖

圖2為本實用新型涉及的糾偏控制流程圖

圖3為本實用新型涉及的放卷壓力控制流程圖

圖4為本實用新型的整體機械結構主視圖

圖5為本實用新型的整體機械結構後視圖

圖6為本實用新型的放卷機構的主視圖

圖7為本實用新型的放卷機構的後視圖

圖8為本實用新型的所述虛切機構的示意圖

圖9為本實用新型的縱向糾偏機構的示意圖

圖10為本實用新型的行星齒輪減速器的結構示意圖

圖11為本實用新型所述行星齒輪減速器的結構示意圖

圖中，1、放卷機構，2、虛切裝置，3、縱向糾偏機構；

101薄膜盤、102張緊卷料軸、103薄膜盤調節器、104變相輥、105緩衝裝置、106導軌、107主驅動輥、108浮動輥、109薄膜、110固定輥、111位移檢測器、112放卷電機、113放卷驅動同步帶輪；

201虛切刀輥、202固定輥、203虛切刀塊、204虛切刀輥、205旋轉輥、206刀輥間隙調節裝置、207旋轉輥角度調節器、208刀輥間隙調節塊、209固定輥、210固定輥；

301旋轉編碼器、302同步帶輪（動力輸入）、303行星齒輪減速器、304從動牽引輥、305從動牽引輥調節器、306色標檢測器、307主牽引輥、308縱向糾偏電機、309齒輪、310 接近開關、311檢測凸輪、312行星齒輪減速器行星架、313行星齒輪減速器太陽輪、314行星齒輪減速器內齒輪。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例，來對本實用新型作詳細說明。

實施一

如圖1所示，本實用新型的手帕紙包裝機的薄膜輸送糾偏裝置，包括放卷機構1、虛切機構2、縱向糾偏機構3及糾偏控制系統。如圖1、圖2、圖3、圖9所示，縱向糾偏機構3包括同步帶輪302、行星齒輪減速器303、主牽引輥307、從動牽引輥304、縱向糾偏電機308、齒輪309、糾偏電機驅動器（位於電氣櫃內部），其中同步帶輪302的輸出軸上固定有行星齒輪減速器303，行星齒輪減速器303的輸出軸連接主牽引輥307，主牽引輥307上方通過安裝板對應固定從動牽引輥304；行星齒輪減速器303相配合連接有齒輪309，齒輪309的軸連接縱向糾偏電機308的輸出軸。

糾偏控制系統包括：

PLC，為整個控制部分的核心，西門子S7200系列的6ES7216-2AD23-0XB0，自帶高速計數器。高速計數器用於對旋轉編碼器301發出的脈衝進行計數，並將所計算的脈衝值，即薄膜位置偏差量輸送給PLC，由PLC運算此薄膜位置偏差量，PLC並把運算後的偏差脈衝信號輸送給糾偏電機驅動器，由糾偏電機驅動器啟動或停止縱向糾偏電機308，由縱向糾偏電機308通過齒輪309來控制行星齒輪減速器303的輸出轉速；

旋轉編碼器301，固定在同步帶輪302的輸出軸上，用於測量縱向糾偏機構3中的動力輸出轉速，並將檢測到脈衝值輸送給PLC，旋轉編碼器301轉一圈為2000個脈衝；

接近開關310，用於檢測所對應到檢測凸輪的信號，安裝在紙包出口的檢測凸輪311處，檢測凸輪311所轉圈數與包裝量的關係為1:1（檢測凸輪轉一圈代表一包），當接近開關310檢測到檢測凸輪311的信號後， PLC啟動高速計數器對旋轉編碼器301發出的脈衝計數；

色標檢測器306，用於檢測色標是否到達分切位置，安裝在縱向糾偏機構3上且對準縱向糾偏機構3的主牽引輥307與從動牽引輥304的軸心，並將檢測到的色標信號輸送給PLC，由PLC停止高速計數器計數；

位移檢測器111，安裝在放卷機構1中浮動輥108的一側，用於檢測浮動輥108位置，以檢測浮動輥108與固定輥110之間的張力，並將檢測到的電流信號輸送給變頻器（位於電氣櫃內），由變頻器來控制放卷機構1中放卷電機112的加速與減速，變頻器與放卷電機112的電流輸入端連接，變頻器的啟動與停止是由PLC控制的。

實際使用中，如圖4-7所示，本實用新型的薄膜放卷機構1中的放卷電機112將速度給放卷驅動同步帶輪113，由放卷驅動同步帶輪113帶動薄膜盤101中的張緊卷料軸102上的薄膜109，薄膜109經過變相輥104後換向向上走，依次穿過第一個固定輥110、向下穿過第一個浮動輥108，再回到第二個固定輥110、第二個浮動輥108，在兩個輥之間來回幾次，最後薄膜穿過主驅動輥107，進入薄膜虛切機構2。在上面的這個過程中，薄膜109在後面機構中的速度會影響張力機構中浮動輥108在導軌106上的位置，浮動輥108在兩緩衝裝置105之間浮動，而位移檢測器111檢測浮動輥108的位置，當浮動輥108與固定輥110之間的張力過大時，位移檢測器111電流逐漸增大，此電流信號傳輸給變頻器，由變頻器控制放卷電機112加速，使浮動輥108下降，減小張力。薄膜盤加速放卷，當薄膜盤邊沿薄膜的線速度大於主牽引輥307拉動薄膜的線速度時，浮動輥108下降，位移檢測器111的電流逐漸減小，此電流信號傳輸給變頻器，由變頻器控制放卷電機112減速，薄膜盤減速放卷，當薄膜盤邊沿薄膜的線速度小於主牽引輥307拉動薄膜的線速度時，浮動輥上升，如此反覆，變頻器的啟動與停止是由PLC控制的。其中2個緩衝裝置105分別位於浮動輥108的左上方和右下方且對浮動輥108的位置起到一定的限制作用。

如圖8所示，薄膜依靠縱向糾偏裝置3的主牽引輥307牽引薄膜穿過虛切機構2，由虛切機構中的固定輥202定向使薄膜穿過虛切刀輥201、204之間，虛切刀棍201上的虛切刀塊203對薄膜進行虛切，虛切刀棍201、204旋轉一圈切兩次，之後經過固定輥209、210後，薄膜傳向旋轉輥205，然後傳向縱向糾偏機構3，其中刀輥間隙調節裝置206調節虛切刀輥201、204之間距離，保證薄膜虛切。

如圖9、圖10、圖11所示，薄膜進入縱向糾偏機構3中，從主牽引輥307與從動牽引輥304之間穿過，主電機提供的動力傳遞至行星齒輪減速器303,由此驅動主牽引輥307，色標檢測器306的安裝位置要對準主牽引輥307與從動牽引輥的軸心 。當接近開關310檢測到分切信號時（分切信號是檢測小凸輪對應的接近開關和色標檢測器之間的脈衝值和標準脈衝值做比較後認為調整好的），PLC啟動高速計數器，對旋轉編碼器301發出的脈衝進行計數，當色標檢測器306檢測到色標時，PLC停止高速計數器計數。高速計數器所計的脈衝值與標準脈衝值比較，得出薄膜位置偏差量。PLC運算此薄膜位置偏差量並把運算後的偏差脈衝信號輸出給糾偏電機驅動器，糾偏電機驅動器把信號傳輸給縱向糾偏電機308，縱向糾偏電機308再通過齒輪309將偏差值傳送至行星齒輪減速器303，控制行星齒輪減速器303的速度，從而調整實現薄膜縱向糾偏。當PLC所計的脈衝值與標準脈衝值相同，表示薄膜虛切位置正確，縱向糾偏電機308不糾偏。

以下附上行星齒輪減速器及縱向糾偏電機的相關計算：

一、行星輪減速機構相關計算：

⑴機構組成及傳動

本機構是縱向糾偏電機驅動內齒輪和主電機驅動行星架兩個輸入，太陽輪輸出。

⑵糾偏電機轉速計算

在機器運行時，縱向糾偏電機308參與薄膜糾偏，行星齒輪減速機構的傳動比一直在變化，為了計算輸入行星架的的齒輪數，我們給整個行星齒輪傳動機構加上一個與內齒輪旋轉速度nB相反的速度-nB，使其轉化為相當於內齒輪固定不動的定軸線齒輪傳動機構，這樣就可以用計算定軸輪系的傳動比公式計算轉化機構的傳動比。由此可得以下公式：

iBAX=1+ZB/ZA=2.8①

iBXA=1/iBAX =1/2.8 ②

iBXA=(nX-nB)/(nA-nB) ③

式中，nx：行星架轉速， nB：內齒輪轉速， nA：太陽輪轉速。

當縱向糾偏電機308不參與薄膜糾偏時,則nB=0。由此可得出行星架輸入帶輪302的齒數，使得當縱向縱向糾偏電機308不糾偏的情況下，輸入行星架的與輸出太陽輪的轉速比1:1，再調整人機界面內的標準脈衝值使薄膜色標位置準確，最終保證薄膜的分切準確。

薄膜放卷糾偏裝置的所有的動作由這三個部分組成，達到放卷、虛切、糾偏的目的。