用于KDF2滤棒成型机提速改造的多轴伺服传动系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种用于KDF2滤棒成型机提速改造的多轴伺服传动系统，包括10台伺服电机，其特征在于：10台伺服电机分别独立驱动滤棒成型机的刀头盘、布带轮、盘纸拖纸辊、加速辊、开松辊、热溶胶供给、冷胶供给、甘油泵和盘纸接纸的加速辊，每台伺服电机连接各自的伺服驱动器，所有伺服驱动器通过第一总线相连，PLC控制单元通过第二总线连接所有伺服驱动器，在PLC控制单元连接第一控制屏及用于控制开松辊的第二控制屏。在改造后，原KDF2滤棒成型机能够达到以下技术指标：机器线速度：500米/分；机器生产速度：4167支/分(不计棒长)；机器噪声：85db(机器满速时)；滤棒产品质量指标：维持原机指标不变。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种用于KDF2滤棒成型机提速改造的多轴伺服传动系统。
技术介绍
KDF2滤棒成型机由德国HAUNI公司在上世纪设计，我国在上世纪八十年代引进技术并批量生产，是目前我国烟草行业滤棒制造エ艺的主力机型。KDF2滤棒成型机具有一系列优点。主要有1、产品质量较好且稳定，特别是经过开松机的伺服改造以后，机器參数得以长期稳定，导致产品质量的长期稳定。明显优于后期的KDF3机型；2、机器速度适中，价格低廉，原材料损耗低，使用成本低；3、设备操作简单，维护工作量小。因其如此，用户对KDF2情有独钟，在新机型KDF3、KDF4早已问世的情势下，仍然愿意对KDF2进行适当改造，继续延 续其服役周期。如今业内服役的KDF2滤棒成型机，大多已经进行了若干项目的技术改造，其中主要的改造项目为开松机的伺服独驱改造和电控系统的PLC改造。上述两项改造并已纳入新机。由于烟草行业对烟草产品焦油含量的的严格控制，卷烟滤嘴的长度也大多由原先普遍采用的20mm规格向25mm规格过渡。这样,滤棒长度也普遍由120mm向IOOmm规格过渡。这样就逐渐产生了一个问题，即烟厂的滤棒生产配套能力出现了明显不足。KDF2滤棒成型机的速度指标有两项即400米/分和4000支/分。理论上说，当机器生产120mm长的滤棒时,其机器速度可为3333支/分，当产品规格为IOOmm棒长时,机器速度可为4000支/分。但在实际上，当滤棒长度在IOOmm时，大多数机器难以开到4000支/分的程度，普遍存在机器噪声和振动超标的现象。因此只能压低机器速度，这就加剧了滤棒生产配套能力不足的问题。究其原因，主要是KDF2原机设计机械传动链过长，且国内机械生产技术达不到原机设计的要求。虽然经过开松机伺服独驱改造后，机器的噪声和振动有明显改善，但4000支/分的速度指标仍然是ー个坎。国内的烟机主机厂曾经为此做出诸多努力，力求突破4000支/分的速度瓶颈，但终因采用技术不到位而达不到预期效果。其中，布带轮伺服独驱就曾经是ー个典型的技术问题。布带轮是原机主电机负荷的ー个重要组成部分。在开松辊脱离主电机传动以后，布带轮负荷占主电机总负荷的比例约为40%，布带轮脱离主电机传动，对降低机器噪声和振动作用明显。但是布带轮伺服独驱对跟踪精度要求很高，因为布带轮电机对刀头电机的跟踪误差会对棒长产生直接影响，特别在机器升降速期间，如果伺服系统的运行模式和參数稍不合适，将无法保证机器在全速范围内确保滤棒长度达到规定的精度要求。除布带轮以夕卜，盘纸拖纸辊也有类似问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供ー种提高滤棒成型机生产速度的传动系统。为了达到上述目的，本技术的技术方案是提供了一种用于KDF2滤棒成型机提速改造的多轴伺服传动系统，包括10台伺服电机，其特征在于10台伺服电机分别独立驱动滤棒成型机的刀头盘、布带轮、盘纸拖纸辊、加速辊、开松辊、热溶胶供给、冷胶供给、甘油泵和盘纸接纸的加速辊，每台伺服电机连接各自的伺服驱动器，所有伺服驱动器通过第ー总线相连，PLC控制单元通过第二总线连接所有伺服驱动器，在PLC控制单元连接第一控制屏及用于控制开松辊的第二控制屏。优选地，所述第一总线为CAN总线，所述第二总线为Profibus总线。优选地，所述伺服电机采用伦茨伺服电机，所述伺服驱动器采用伦茨9400伺服驱动器。本技术通过对KDF2滤棒成型机原有传动系统的改造，使原机机械传动的各分系统实现伺服独立驱动，从而大大简化了传动路线，降低了机器噪声和震动，为实现机器提速奠定了基础，同吋，开松辊在伺服独立驱动后在速度方面有足够余量。因此在改造后，原KDF2滤棒成型机能够达到以下技术指标机器线速度500米/分；机器生产速度4167支/分(不计棒长);机器噪声85db (机器满速时);滤棒产品质量指标維持原机指标不变。附图说明图I为本技术提供的一种用于KDF2滤棒成型机提速改造的多轴伺服传动系统的框图。具体实施方式为使本技术更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。如图I所示，本技术提供的一种用于KDF2滤棒成型机提速改造的多轴伺服传动系统，包括10台伺服电机，在本实施例中，伺服电机采用伦茨电机，并采用虚拟主轴和位置量给定的方式来驱动，以克服数频跟踪带来的跟踪滞后问题。10台伺服电机分别独立驱动滤棒成型机的刀头盘、布带轮、盘纸拖纸辊、加速辊、开松辊、热溶胶供给、冷胶供给、甘油泵和盘纸接纸的加速辊。其中，通过对刀头盘、布带轮和盘纸拖纸辊负载的精心测试与分析来选配伺服电机和传动參数，实现最佳的传动效果，使三者的动态特性相近，获得最佳的跟踪精度，克服因布带轮和盘纸拖纸辊与刀头盘跟踪同步问题引起的滤棒长度误差问题。每台伺服电机连接各自的伺服驱动器。在本实施例中，伺服驱动器采用伦茨9400伺服驱动器。所有伺服驱动器通过第一总线相连，在本实施例中，第一总线为CAN总线，PLC控制单元通过第二总线连接所有伺服驱动器，在本实施例中，第二总线为Profibus总线，在PLC控制单元连接第一控制屏及用于控制开松辊的第二控制屏。为了达到更好的效果，通过分析，滤棒成型系统(烟枪系统)在提速时影响不大，可以沿用原机构，但在烟枪底板加设水冷，以降低磨擦升温，确保成型质量。由于刀头系统的摆动支架的簧片在机器提速时容易出现疲劳损坏，并引起刀头盘的受损，所以将摆动支架的材料进行改迸，最好采用炭素纤维材料。为进ー步减小机器噪声和震动，还可以增设一套冷却系统，对传动系统润滑油进行冷却。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于KDF2滤棒成型机提速改造的多轴伺服传动系统，包括10台伺服电机，其特征在于：10台伺服电机分别独立驱动滤棒成型机的刀头盘、布带轮、盘纸拖纸辊、加速辊、开松辊、热溶胶供给、冷胶供给、甘油泵和盘纸接纸的加速辊，每台伺服电机连接各自的伺服驱动器，所有伺服驱动器通过第一总线相连，PLC控制单元通过第二总线连接所有伺服驱动器，在PLC控制单元连接第一控制屏及用于控制开松辊的第二控制屏。

【技术特征摘要】
1.一种用于KDF2滤棒成型机提速改造的多轴伺服传动系统，包括10台伺服电机，其特征在于10台伺服电机分别独立驱动滤棒成型机的刀头盘、布带轮、盘纸拖纸辊、加速辊、开松辊、热溶胶供给、冷胶供给、甘油泵和盘纸接纸的加速辊，每台伺服电机连接各自的伺服驱动器，所有伺服驱动器通过第一总线相连，PLC控制单元通过第二总线连接所有伺服驱动器，在PLC控制单元连...

【专利技术属性】
技术研发人员：方亮，刘杰，余龙，
申请(专利权)人：安徽中科机械有限公司，上海致元自动化科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：