膨化机切刀及膨化机切刀自动控制系统的制作方法

本发明涉及一种膨化机切刀，尤其是一种带有自动控制系统的膨化机切刀。本发明还涉及一种膨化机切刀自动控制系统。

背景技术：

膨化机广泛应用于动物饲料加工行业。在运行过程中，膨化机的切刀会发生磨损。为补偿膨化机切刀磨损，现在通行的技术方案是在刀座和刀杆之间设有调节心轴，调节心轴一端安装在刀座中心，调节心轴另一端与弹簧压盖相连，并在端部设有调节螺母和垫片；刀杆与弹簧压盖之间固定连接，调节心轴上套装有弹簧，弹簧一端与调节心轴相对固定，弹簧另一端弹性支撑在弹簧压盖上。工作时，来自刀片的压力通过调节心轴压缩弹簧，使切刀和刀座通过调节心轴在刀杆内轴向移动，保持刀片与模板之间具有适当压力；通过调节螺母调节弹簧的预紧力，将切刀与模板紧密贴合至弹簧的预紧状态，刀片在动力驱动下高速旋转磨损后，弹簧可以自动补偿刀片的磨损量。

上述方案的缺陷在于：一方面，切刀在运行过程中所产生的震动会对弹簧机构造成影响，导致刀座发生不规则轴向偏移，从而影响饲料的品质。另一方面，弹簧预紧力的调节没有量化，无法实现配方管理，只能凭借经验来调节所设置的调节螺母，这种做法的调节精度不高，实际可操作性不强。

因此，希望能够提供一种对膨化机切刀的震动磨损进行补偿的装置，从根本上解决切刀在运行过程中震动所带来的影响，并能够量化地调节刀盘与模板之间的压力，进而能够实现配方管理。

技术实现要素：

上述技术问题通过根据本发明的一种膨化机切刀自动控制系统加以解决，该膨化机切刀自动控制系统包括：切刀电机，所述切刀电机安装在切刀电机安装座上，所述切刀电机的电机轴通过联轴器与中间连接轴套的一端相连，中间连接轴套的另一端与刀杆相连；压力检测机构，所述压力检测机构布置在刀杆和中间连接轴套之间，适于实时检测刀杆和中间连接轴套之间的压力值；切刀电机导引装置，所述切刀电机导引装置被设计为适于引导所述切刀电机沿所述刀杆的轴线方向运动；控制模块，所述控制模块从所述压力检测机构读取压力值并根据所检测到的压力值通过切刀电机导引装置控制切刀电机的运动。

在这一技术方案中，刀盘与刀杆连接，刀杆通过中间连接轴套与联轴器从而与切刀电机轴承相连，所述切刀电机相对固定在滑块上，推进机构带动所述滑块在导轨上移动，驱动器在控制模块的指令下驱动所述推进机构。该方案从根本上解决了背景技术方案中切刀在生产运行过程中产生的震动对弹簧机构造成的影响。

由于取消了弹簧机构的使用，而是采用了由压力检测机构、切刀电机引导装置和控制装置共同组成的pid控制，因此从根本上消除了切刀在运行过程中产生的震动对弹簧机构造成的影响，并且大大提高了切刀与模板之间的压力调节精度，实现了切刀压力的闭环控制，在设备运行过程中实现切刀磨损自动补偿，并使切刀压力始终保持在一个稳定的水平，从而在一定程度上提高了设备的自动化水平，提高了设备的可靠性和产品的稳定性。

优选的是，膨化机切刀自动控制系统针对于待加工的饲料具有预设压力容许范围。控制模块在所检测到的压力值超出预设压力容许范围时通过切刀电机导引装置引导所述切刀电机运动，而在所检测到的压力值达到压力设定容许范围时则使所述切刀电机的位置保持不动。

优选的是，预先设定压力容许偏差值fd，控制装置根据压力设定值fs以及压力容许偏差值fd确定压力容许范围，使所述压力容许范围的上限为压力设定值与压力容许偏差值之和，所述压力容许范围下限为压力设定值与压力容许偏差值之差。即切刀压力fk容许范围应满足：fs-fd≤fk≤fs+fd

优选的是，还为切刀压力设定预设的切刀压力高限值和切刀压力低限值，以防止切刀的过度磨损和损坏。控制装置根据所检测到的压力值通过所述切刀电机导引装置移动所述切刀电机，以控制切刀压力值在设定值的一定范围之内，并确保所检测到的压力值不大于预设的切刀压力高限值且不小于预设的切刀压力低限值。

优选的是，所述控制模块适于将针对不同饲料的加工要求而确定的相应的压力设定值和预设压力容许范围作为配方存储。配方的存储使得针对不同的产品实现了配方管理，在一定程度上改善了生产管理，提高了生产效率。这样，用户在加工相同饲料时只要选择已经存储的配方即可，不必再单独设定切刀的压力设定值。

在根据本发明的一种优选实施形式中，所述控制模块根据由用户选定的配方在所述膨化机开始加工该饲料时通过所述切刀电机导引装置移动所述切刀电机以达到相应配方所规定的压力设定值。

在根据本发明的另一种优选实施形式中，所述控制模块在所述膨化机开始加工该饲料时通过所述切刀电机导引装置移动所述切刀电机以达到一个由用户设定的初始压力值，并将在饲料品质达到要求时所检测到的压力值保存为针对于该饲料的配方。如判断尚未达到饲料加工要求，则继续调节设定压力直至所产出的饲料品质达到该饲料加工要求为止。

在根据本发明的一种优选实施形式中，切刀电机导引装置包括固定在导轨固定座上的导轨、固定在所述切刀电机安装座上的滑块、以及适于驱动所述滑块在所述导轨上滑动的推进机构，所述推进机构由驱动器驱动，其中，所述导轨布置为使得，当所述滑块沿所述导轨滑动时，所述切刀电机的切刀电机轴沿所述刀杆的轴线方向移动。

根据本发明的另一方面，上述技术问题通过根据本发明的一种膨化机加以解决。该膨化机切刀带有如上所述的膨化机切刀自动控制系统。

附图说明

图1示出了根据本发明的膨化机切刀自动控制系统的结构示意图；

图2示出了根据本发明的膨化机切刀自动控制系统的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的膨化机切刀进行详细说明。

如图1所示，膨化机切刀的刀盘3与模板2相对，待切割的饲料通过模板2上的孔被挤压到模板2和刀盘3之间。模板2固定在模座1上，刀盘3与刀杆4固定连接，在刀杆4与中间连接轴套6之间有压力检测机构5，中间连接轴套6通过联轴器7与切刀电机8的电机轴相连，切刀电机8固定在切刀电机安装座9上，切刀电机安装座9固定在可移动的滑块12上，而滑块12可沿着导轨13移动，推进机构14可在驱动器15的驱动下推动滑块12移动。在此实施例中，刀盘3和刀杆4被容纳在刀箱10内。

推进机构14是能够由驱动器15驱动的螺杆，切刀电机安装座9安装在螺杆上。驱动器15运行时，驱动螺杆从而驱动螺杆上的切刀电机安装座9沿螺杆延伸方向运动，这样，与滑块12固定在一起的切刀电机安装座9就带动了滑块12沿螺杆延伸方向在导轨13上运动，并进而带动与滑块12、切刀电机安装座9都固定在一起的切刀电机8在这个方向上运动。由于在此实施例中将这个运动方向设置成与刀杆4的延伸方向相互平行，因而切刀电机8的运动方向即为刀杆4的延伸方向。这样，驱动器15根据控制模块17的指令运转，就形成了切刀电机8在刀杆方向上的运动。

膨化机工作时，刀盘3在切刀电机8的带动下高速旋转，刀盘3与模板2之间保持一定的压力，把从模板2的孔挤出来的饲料切割成均匀的颗粒。压力检测机构5实时检测刀杆4与中间连接轴6的压力，如果检测的压力超出控制模块设定的压力允许范围，则启动推进机构开始调节。由控制模块17发出指令，驱动器15驱动推进机构14带动滑块12在导轨13上移动，调节刀盘3与模板2之间的压力达到设定值。保持刀盘3与模板2之间的压力在控制的范围，从而确保了饲料品质的稳定性，同时提高了设备的自动化程度。

图2以流程图示意地示出了本发明的膨化机切刀自动控制系统的控制过程。

控制模块中存储针对不同饲料加工要求的关于压力设定值和压力容许范围的配方。首先，在第一次开机或者生产新配方时设定切刀压力。如果已存储了相应的配方、能够通过选择配方来设定切刀压力，则直接选择配方。

在设定新配方或者修改配方时，操作人员在控制面板上调节设定压力，根据饲料品质判断是否达到饲料加工要求。如判断已达到饲料加工要求则控制模块自动保存切刀最后的压力设定值fs，并保存为相应的配方。如判断尚未达到饲料加工要求，则继续调节设定压力直至所产出的饲料品质达到该饲料加工要求为止。饲料品质判断是否达到饲料加工要求通常可以由操作人员目视判断，但也可以通过适当的检测装置实现。

然后，在膨化机运行过程中以压力检测机构5实时检测切刀压力fk，设定压力允许偏差值fd，判断fs-fd≤fk≤fs+fd是否成立。如上述条件不成立则启用切刀pid调节，从而根据实时检测到的切刀压力值进行调整，使切刀压力始终保持在压力设定值的一定范围之内。除p、i、d参数外，还通过预设切刀压力高限值fh、切刀压力低限值fl来约束切刀压力的调节范围，当切刀压力高于预设切刀压力高限值fh或者低于切刀压力低限值fl时，强制调节切刀电机8的位置，使切刀压力保持在高限值fh与低限值fl之间，以确保设备安全。如上述条件成立则无需pid调节。

上述控制模块实现了切刀压力的闭环控制，保证了产品的稳定性和可靠性。

本发明的切刀推进机构的驱动器15可以是驱动电机也可以是其它类型的驱动器。

以上记载了本发明的优选实施例，但是本发明的精神和范围不限于这里所公开的具体内容。本领域技术人员能够根据本发明的教导任意组合和扩展上述各实施例而在本发明的精神和范围内做出更多的实施方式和应用。本发明的精神和范围不由具体实施例来限定，而由权利要求来限定。

附图标记列表

1模座

2模板

3刀盘

4刀杆

5压力检测机构

6中间连接轴套

7联轴器

8切刀电机

9切刀电机安装座

10刀箱

11导轨固定座

12滑块

13导轨

14推进机构

15驱动器

16切刀电机导引装置

17控制模块