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0前言

卷煙包裝時YB95條外透明紙包裝機的外透 明紙展開切割及輸送部分原機采用機械式傳動的 工作原理。其中透明紙的展開部分主要由扇形送 紙滾輪(見圖1)將透明紙壓緊在橡膠輾輪上，旋 轉(zhuǎn)時靠壓緊產(chǎn)生的摩擦力將透明紙進行軋送，這 種設(shè)計使切紙時有適當(dāng)?shù)耐ｎD間隙，但同時也有 一定的缺陷。當(dāng)橡膠滾輪工作了一定時間后，不 可避免地會產(chǎn)生磨損，而且四個橡膠滾輪磨損程 度又不一致,這就使得透明紙在輸送過程中產(chǎn)生 起皺，歪斜等弊病，包裝出來的條包出現(xiàn)熱封位置 不當(dāng)，包的太松，透明紙裹包時歪斜等一系列故 障。止退滾經(jīng)過一段時間的運行，滾輪上的橡膠 產(chǎn)生磨損,與之對應(yīng)的壓紙塊產(chǎn)生間隙，摩擦力減 小，使透明紙在正常運行時發(fā)生脫落現(xiàn)象,造成停 機等故障。

另外,當(dāng)硬包外形尺寸發(fā)生變化時，由于送紙 滾輪的獨特設(shè)計，這就使得為滿足硬條尺寸所需 長度而相應(yīng)改動送紙滾輪的圓弧長，止退滾的放 紙，壓紙時間,U型刀的切割位置等部位,操作起 來比較繁瑣,而且機車開動起來后也不一定能一 步到位，還得反復(fù)調(diào)整。

由于傳動原理及結(jié)構(gòu)的原因，透明紙在展開 切割、輸送過程中容易產(chǎn)生紙偏移和長度變化等 現(xiàn)象，直接導(dǎo)致包裝后的透明紙封口跑動、拉線錯 位等質(zhì)量缺陷。該部位的穩(wěn)定性仍然是影響設(shè)備 有效運行和質(zhì)量保證的主要原因。

針對原系統(tǒng)傳動的缺陷，采用了交流伺服控 制，從而實現(xiàn)提高系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性，減少設(shè)備的 故障率，以及操作維修更加簡單化。

1交流伺服控制的基本原理

目前，基于稀土永磁體的交流永磁伺服驅(qū)動 系統(tǒng),能提供最高水平的動態(tài)響應(yīng)和扭矩密度。 在包裝生產(chǎn)線的發(fā)展中，控制與集成產(chǎn)品/技術(shù)發(fā) 揮著越來越重要的作用。為了實現(xiàn)更高速、更柔 性化的生產(chǎn)目標(biāo)，傳統(tǒng)上由機械部件完成的功能 現(xiàn)在越來越多的是由伺服系統(tǒng)來實現(xiàn)。

圖2交流伺服控制系統(tǒng)框圖

2改進YB95條外透明紙包裝機透明紙輸送部分

具體改造方案如下：

1. 以螺旋膠輪傳送替代原有的扇型滾輪傳 送，取消停止剎車輾,由伺服電機直接控制螺旋膠 輪傳送。
2. 選用施耐德Twin Line系列-TLC 63伺服 控制器。TE Twin Line伺服控制器配合SER伺服 電機使用,適用于8 kW以下的許多工業(yè)運動控制 場合。該伺服控制器包括可編程運動控制器功 能，除對電機控制外,還適用于包括輸入和輸出與 軸的運動同時進行處理。運動曲線可以自由定 義,并可與外部事件同步進行。GD包裝機組的輔 機主電機功率為4 kW,伺服控制器自身的可編程 定位控制功能將螺旋膠輪傳送與主軸的傳動同時 進行控制。
3. 改造原YB95操作面板，加入伺服控制系 統(tǒng)操作按鈕和指示燈。其中操作按鈕包括故障復(fù) 位按鈕、斷電復(fù)位按鈕及彩膜膜標(biāo)定位的幾個按 鈕，指示燈包括伺服系統(tǒng)故障L1、壓紙輪開啟12 和準(zhǔn)備就緒指示燈13。操作按鈕和指示燈連接線 分別通過兩個多芯插頭連接到伺服控制器的控制 端子的輸入端和輸出端。

3工作原理

(1)當(dāng)GD包裝機組系統(tǒng)啟動,DC24 V送給 伺服控制器控制端電源時(見圖3),此伺服控制 系統(tǒng)才能開始工作。先將透明紙手動輸送到螺旋 膠輪下，關(guān)閉壓紙輪開關(guān)，壓住透明紙(壓紙輪開 關(guān)控制氣缸的通斷氣，以完成壓紙輪的壓下和抬 起動作)，使得傳感器SP1檢測到壓紙輪到位檢測 片。按下操作面板的外包材料脫機/聯(lián)機控制按 鈕3S525,將透明紙輸送系統(tǒng)與主傳動脫開，盤動 . 222 .

手盤輪直至切成等長的透明紙，再盤一個周期即 到達透明紙旋轉(zhuǎn)切刀剛切紙時的位置，讓旋轉(zhuǎn)凸 輪檢測到初始相位傳感器SP2,這是調(diào)整走紙的起 始位置，這個相位比較重要。打開3S525,與主傳 動聯(lián)機，以上是此伺服控制系統(tǒng)工作的外部必要 條件，通過控制器的可編程功能實現(xiàn)。

S3電汽控制系統(tǒng)原理圖

2. YB95條外透明紙包裝機運行后,主軸編 碼器跟蹤主軸位置,控制伺服電機嚴(yán)格跟隨主軸 同步運動,主軸轉(zhuǎn)動一圈，伺服電機帶動透明紙向 前展開一個定長，然后進行切割。伺服電機同軸 配備電機編碼器向驅(qū)動器反饋信號，用速度跟蹤 的方式來實現(xiàn)舊系統(tǒng)中齒輪嚙合功能。從而實現(xiàn) 了位置環(huán)和速度環(huán)嵌套的閉環(huán)控制。
3. 當(dāng)透明紙輸送部分出現(xiàn)故障后，該伺服系 統(tǒng)輸出一個停機信號，此信號的輸出端與YB95條 外透明紙包裝機原機的條外透明紙堵紙檢測 3S518并接,輸入到GD電柜的Nil-9點一個高電 平⑵,控制主傳動停止運動，并顯示紅色信息“CV 外包材料堵塞”。如螺旋壓紙輪抬起時，檢測傳感 器(SP1)沒有檢測到檢測片,這時壓輪開啟紅色指 示燈(L2)亮，伺服系統(tǒng)停止工作，輸出停機信號。 若伺服控制器輸岀有故障，紅色故障指示燈(L1) 亮，輸出停機信號。
4. 伺服控制器出現(xiàn)故障，按復(fù)位按鈕(3B4) 消除故障，但有幾個故障不能復(fù)位。需要按斷電 復(fù)位按鈕Q2,進行強制復(fù)位?？梢愿鶕?jù)控制器自 帶顯示屏的顯示數(shù)碼來判斷故障原因。
5. 此系統(tǒng)還增設(shè)了彩膜包裝的功能。對于 彩膜包裝主要是對膜標(biāo)定位進行精確控制,以實 現(xiàn)彩膜圖案與煙盒圖案精確重疊的目的。首先，將彩膜功能選擇開關(guān)3B5扳到開的位置。按膜標(biāo) 搜索按鈕(3B1),伺服電機開始運轉(zhuǎn)，當(dāng)彩膜傳感 器(SP3)檢測到膜標(biāo)時，伺服電機停止，同時準(zhǔn)備. 就緒,指示燈(13)亮。手動盤車，拿走第一張透明 紙,這時機器就可以正常開機。通過膜標(biāo)向前或 向后按鈕，實現(xiàn)膜標(biāo)的向前或向后移動。彩膜功 能的獨立控制也是通過控制器的可編程功能來實現(xiàn)。