一种结片机及其智能进刀机构的制作方法

本实用新型涉及结片机领域，特别涉及一种结片机智能进刀机构。本实用新型还涉及一种包括上述结片机智能进刀机构的结片机。

背景技术：

结片机又名切片机、制片机，既可用于高温物料冷却制片，又可用于低温浆料干燥制片。

结片机由机架、罩壳、传动系统、冷却系统、供料系统、刮料制片系统和电器控制系统组成。弧形料槽中熔融料液与冷却的转鼓接触，在转鼓表面冷凝形成料膜。随着转鼓的转动，热量由转鼓内的冷却液带走，通过调整刀片和转鼓外表面的距离实现将料膜用刮刀从转鼓的另一边刮下，成为片状成品排出。现有的结片机进刀机构均为手动控制，完全依靠操作工的熟练程度、经验和责任心；进刀调节机构调整准确度难以控制，容易出现转鼓表面被刀片或者刀片压板刮伤的情况，当转鼓表面刮伤到一定程度就会影响产品的结片质量，需要进行更换转鼓才能够继续维持生产，而转鼓是结片机的核心部件，在整个结片机中的价值占比在75％左右，非常昂贵，从而导致用户成本大大增加。

因此，如何提高进刀机构的进刀精度，降低对转鼓的损伤，延长转鼓使用寿命，降低用户生产成本成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种结片机智能进刀机构，该智能进刀机构能够实现自动进刀，保证进刀精度，避免了刀片刀架等对转鼓的损伤，提高了转鼓使用寿命，降低了生产成本。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述智能进刀机构的结片机。

为实现上述目的，本实用新型提供一种结片机智能进刀机构，包括：

用以将转鼓表面物料刮切成片的刀片，通过转轴固定于结片机机架、用以固定所述刀片的刀架，转动连接于所述刀架、用以驱动所述刀架绕转轴旋转以调节所述刀片与转鼓间距的传动组件；

用以驱动所述传动组件运动的驱动电机，所述传动组件与所述驱动电机之间设有扭矩传感器；

还包括根据所述扭矩传感器测得扭矩调整所述驱动电机运动以实现调整所述刀片进退的控制机构。

优选地，还包括用以将所述刀片压合固定于所述刀架的刀片压板，所述刀片通过所述刀片压板和螺母固定于所述刀架。

优选地，所述传动组件具体为连接丝杠，还包括设于所述连接丝杠与所述驱动电机的驱动轴之间，用以将所述驱动电机的转动转换为所述连接丝杠的直线运动的运动调节机构。

优选地，所述运动调节机构具体为滚珠丝杠。

优选地，所述运动调节机构内还设有缓冲弹簧，以避免所述刀片与转鼓硬接触损伤转鼓。

优选地，所述控制机构为PLC，所述驱动电机为伺服电机。

优选地，所述刀架靠近转鼓的一面还设有用以检测所述刀架与转鼓距离的距离传感器，以避免所述刀架接触并损坏转鼓。

本实用新型还提供一种结片机，包括上述任一项所述的结片机智能进刀机构。

相对于上述背景技术，本实用新型所提供的结片机智能进刀机构通过扭矩传感器测得驱动电机的转矩并发送给控制机构，控制机构根据扭矩传感器测得的扭矩的大小判断进刀或退刀并控制驱动电机作相应的运动，从而实现对刀片自动进刀的控制。通过采用智能化的进刀控制方式，当扭矩传感器测得的扭矩偏大时，表明刀片与转鼓表面的工质之间的作用力偏大，刀片进给量偏大，可能压迫并刮伤转鼓，可通过控制机构向驱动电机发送退刀命令并控制驱动电机运动；当扭矩传感器测得的扭矩偏小时，说明刀片与转鼓及其表面工质的作用力偏小，进刀量偏小，可能无法将转鼓表面的工质切片，此时控制机构向驱动给电机发送进刀命令并控制驱动电机运动实现进刀；通过扭矩传感器的反馈，控制机构及时调节驱动电机驱动刀架旋转，实现进刀或退刀，调整刀片与转鼓表面的最佳切片距离，避免损伤转鼓。

上述结片机智能进刀机构不仅能够实现刀片进给的自动调节，节约了人工成本；而且提高了进刀调节精度，减少了刀片及刀架对转鼓的磨损，提高了转鼓的使用寿命，节约了生产成本。实践证明，使用该结片机智能进刀机构的结片机，其转鼓使用寿命提高了2-3倍，极大降低了结片机的维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种具体实施例所提供的结片机智能进刀机构；

图2为图1的A部的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本实用新型一种具体实施例所提供的结片机智能进刀机构；图2为图1的A部的局部放大图。

本实用新型所提供的结片机智能进刀机构包括将转鼓表面物料(如氯碱加工制造过程中的结晶碱)刮切成片的刀片1，通过转轴固定于结片机机架的刀架3，刀片1通过刀架3实现固定，并随着刀架3绕转轴旋转实现进刀和退刀(也即调整刀片1的刀尖与转鼓表面的距离)。还包括转动连接于刀架3、用来驱动刀架3绕转轴旋转的传动组件4，传动组件4由驱动电机5进行驱动，传动组件4和驱动电机5之间设有扭矩传感器6，扭矩传感器6将测得的驱动电机5和传动组件4之间的扭矩反馈给控制机构，控制机构控制驱动电机5的转动方向实现进刀或者退刀。

上述结片机智能进刀机构通过控制机构、扭矩传感器6和驱动电机5等部件实现对刀片1进给的自动调节，降低了对技术熟练工人的依赖，减少了人工成本；且该智能进刀机构能够及时调整刀片1与转鼓表面之间的距离，避免刀片1和刀架3等刮伤转鼓，提高了转鼓的使用寿命，显著降低了生产成本及结片机的维护成本。

下面将结合附图和实施例对本实用新型所提供结片机智能进刀机构进行更加详细的介绍。

在本实用新型所提供的一种具体实施例中，结片机智能进刀机构的结构如图1所示，包括刀片1、刀架3、传动组件4、驱动电机5、扭矩传感器6和控制驱动电机5运动的控制机构。其中，刀架3通过转轴固定于结片机的机架，刀架3的中部具有圆弧槽，通过与紧固螺栓的配合实现对转轴的卡合并绕转轴转动；刀片1固定在刀架3上方的一面，为保证刀片1的固定不动，刀片1通过刀片压板2和螺母配合固定在刀架3上；刀架3的下端转动连接传动组件4，当传动组件4运动时，带动刀架3及刀片1绕转轴旋转，实现调整刀片1与转鼓表面间的距离。传动组件4由驱动电机5驱动，传动组件4仅起到传递动力的作用；在驱动电机5和传动组件4之间还设有扭矩传感器6，扭矩传感器6连接控制驱动电机5运动的控制机构。

结片机工作时，控制机构控制驱动电机5运动依次带动传动组件4、刀架3及刀片1运动，转鼓是一个圆筒状的筒体，当刀架3及刀片1相对转轴转动时，刀尖就会靠近或者远离转鼓的表面，实现进刀或者退刀。扭矩传感器6则用于测量驱动电机5和传动组件4间的扭矩并将扭矩反馈给控制机构，当扭矩传感器6测得的扭矩偏大时，表明刀片1与转鼓表面的工质之间的作用力偏大，刀片1进给量偏大，可能压迫并刮伤转鼓，可通过控制机构向驱动电机5发送退刀命令并控制驱动电机5运动；当扭矩传感器6测得的扭矩偏小时，说明刀片1与转鼓及其表面工质的作用力偏小，进刀量偏小，可能无法将转鼓表面的工质切片，此时控制机构向驱动给电机发送进刀命令并控制驱动电机5运动实现进刀。

扭矩传感器6通常采用非接触式扭矩传感器，其输入轴和输出轴由扭杆连接起来，输入轴上有花键，输出轴上有键槽。当扭杆受方向盘的转动力矩作用发生扭转时，输入轴上的花键和输出轴上键槽之间的相对位置就被改变了。花键和键槽的相对位移改变量等于扭转杆的扭转量，使得花键上的磁感强度改变，磁感强度的变化，通过线圈转化为电流信号。非接触扭矩传感器由于采用的是非接触的工作方式，因而寿命长、可靠性高，不易受到磨损、有更小的延时、受轴的偏转和轴向偏移的影响更小。

扭矩传感器6测得的扭矩的大小会根据量程转换为相应的4-20mA电流信号输出，因每台设备有多个刀架3(根据加工精度等位置会有微量变化)，PLC开始会对应每个刀架3的实际情况设置一个扭矩配合相应的电流信号(比如15mA)，刀架3在正常工作中扭矩是恒定的；如果刀架3遇到特殊外力(转鼓随着使用周期增加会变形或转鼓表面产生双层物料)，刀架3瞬间会后退，刀架3后退时扭矩会变化达到设定范围就会自动退刀，转鼓如果未停止工作，又会自动进刀，达到正常工作流程。

通过扭矩传感器6的反馈，控制机构及时调节驱动电机5驱动刀架3旋转，实现进刀或退刀，调整刀片1与转鼓表面的最佳切片距离，避免损伤转鼓。

其中，传动组件4具体采用连接丝杠，连接丝杠和刀架3转动连接，当连接丝杠作直线运动时，带动刀架3绕转轴旋转；连接丝杠和驱动电机5之间设有将驱动电机5的旋转运动转换为连接丝杠的直线运动的运动调节机构7，运动调节机构7可以采用曲柄滑块机构、齿轮齿条机构以及滚珠丝杠机构；通过运动调节机构7将驱动电机5的旋转运动转换为连接丝杠的直线运动，带动刀架3绕转轴旋转，实现对刀片1的进刀和退刀的调节。

在本实用新型的另一种具体实施例中，运动调节机构7具体采用滚珠丝杠，滚珠丝杠的结构具体如图2所示，主要包括丝杠、螺母、滚珠和滚道(回珠器)、螺母座。在丝杆和螺母上加工有弧型螺旋槽，当它们套装在一起时便形成螺旋滚道，并在滚道内装满滚珠。而滚珠则沿滚道滚动，并经回珠管作周而复始的循环运动。回珠管两端还起挡珠的作用，以防滚珠沿滚道掉出。滚珠丝杠的螺母和驱动电机5的驱动轴连接，驱动电机5转动时，丝杠进行前进或后退带动连接丝杠前进和后退实现驱动进刀或退刀。

滚珠丝杠具有以下特点：传动效率高：机械效率可高达92％～98％；摩擦力小：主要是用滚珠的滚动代替了普通丝杆螺母副的滑动；轴向间隙可消除：也是由于滚珠的作用，提高了系统的刚性，经预紧后可消除间隙；使用寿命长、制造成本高：主要采用优质合金材料，表面经热处理后获得高的硬度。因此，运动调节机构7采用滚珠丝杠可提高进刀及退刀的调节精度，减少刀片1及刀架3对转鼓表面的损伤，提高转鼓的使用寿命。

在运动调节机构7内还设有缓冲弹簧8，在刮刀与转鼓接触过程中缓冲弹簧8具有微量补偿调节作用，避免转鼓与刀片1发生硬性接触，减少对转鼓的损伤。控制机构通常采用PLC，驱动电机5则采用伺服电机，伺服电机的转速、转矩调节方便。

在刀架3靠近转鼓的一面还设有距离传感器9，距离传感器9可连接于PLC或者结片机的DCS报警系统，用以检测刀架3与转鼓间距离；当检测到刀架3与转鼓间的距离较小时，表明刀片1磨损较为严重，需要更换刀片1，PLC控制驱动电机5运动实现退刀，或者DCS警报系统发出警报，提醒操作人员及时更换刀片1，防止刀架3接触并损坏转鼓。

本实用新型还提供一种结片机，包括上述实施例所提供的结片机智能进刀机构，结片机的其它部分可参考现有技术，本文不再展开。

以上对本实用新型所提供的结片机及其智能进刀机构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。