本实用新型涉及烟用沟槽滤棒的成型设备及其附件。
背景技术：
烟草科技发展日新月异，烟草机械向效率、高稳定性发展，拥有先进技术的设备才能生产高技术含量的产品。随着烟草机械的发展，滤棒成型生产技术不断提高，由单一的普通醋纤滤棒向沟槽滤棒、多元复合滤棒等特种滤棒提升，具有降焦降害、形式多样的特种滤嘴越来越受人们的青睐。
沟槽滤棒作为中式卷烟减害降焦的重要手段之一，其产生设备的先进性、设计理念和沟槽设备的操作、维修的技术水平将成为衡量专业滤棒企业的技术水平的一个标尺。
目前，我国烟草企业能够成规模的制造沟槽滤棒的生产设备，一是依赖于国外进口，二是国产中低速机改造，国产中低速机技术改造沿用机械同步手段，存在加工速度低，噪音大等问题，电气伺服同步驱动的中低速改造设备存在相位稳定性技术水平及效率低下，从一定程度上制约了沟槽滤嘴香烟的发展。
沟槽滤棒成型原理：将经过开松机充分开松并施加了增塑剂的丝束引入成型机的捕丝器，收拢并牵引至烟枪；将需要压纹的纸带引入沟槽压纹装置定型，穿过沟槽压纹装置的导纸辊，水平进入两只对合的压纹辊，挤压出凹凸沟槽纹路后引出，送入成型机的烟枪，在成型机布带的拉力和丝束的涨紧力、成形纸的摩擦力共同作用下，进入成型机的烟枪包裹成形，送入成型机的刀头切成一根根沟槽滤棒产品，然后通过成型机的输出鼓轮输送出来。
专利申请号为02270352.7的申请文件公开了一种“ 沟槽滤棒成型机”，用于制造香烟斜纹沟槽嘴棒。由盘纸架1、汽缸3、吸风导纸槽7、导纸辊8等组成的供纸装置A及成型烟枪24和机架组成嘴棒成型机，其特征是机架的另一侧复制一个成型纸供纸装置A作为特殊盘纸供纸装置B，其上部设置一个压纹装置D，由一对斜纹瓦楞压纹对辊15、16，吸风导纸槽18、导纸辊29、19及导纸槽21、红外开关20等组成。该专利属于国产传统的成型机械，成型速度较低，生产效率较低。
专利申请号为201110344565.8的申请文件公开了一种“ 滤棒沟槽成型机”，由导纸辊、导纸电机、纸板调节器、沟槽辊、沟槽辊伺服电机、防护罩、PLC控制器、触摸屏等部件组成。当上述部件与烟用滤棒成形主机配套使用时，另连接有轴编码器，通过轴编码器采集滤棒成型机主机的刀头轴的位置信息，将信息发给PLC控制器，PLC控制器再分别控制两只沟槽辊伺服电机、导纸电机与滤棒成型主机同步运动。该发明由于采用机电一体化技术和伺服控制技术，自动化程度较高，制造成本较高，沟槽辊运转与主机同步性能差，沟槽与滤芯相位漂移，产品制造质量不稳定，影响后续的生产作业。
技术实现要素：
实用新型目的：
提供一种较低制造成本、较高成型速度、严格保证纸带与丝束基本同步行走的沟槽滤棒成型机。
技术方案：
本实用新型提供的纸带与丝束同步的沟槽滤棒成型机，用于制造沟槽滤棒，具有丝束传送机构、纸带沟槽压纹及传送装置、滤棒成型机、电气同步控制系统。
丝束传送机构将开松后的丝束托举并传送，纸带沟槽压纹及传送装置将纸带牵引进入沟槽压纹装置，使得纸带挤压形成凹凸状沟槽并传送出来，与丝束一起进入滤棒成型机包裹丝束形成沟槽滤棒。电气同步控制系统能够感应丝束传送速度和纸带沟槽压纹及传送速度，并控制使得两者行走速度基本相同进入成型机。丝束传送速度与纸带沟槽压纹及传送装置分别采用伺服电机独立驱动，由成型机分别提供信号控制伺服电机的运转，使得丝束和纸带进入成型机的速度基本相同。
采用基于运动控制器的伺服驱动系统，实现在运动控制器内编写机械结构程序，建立虚拟主轴机械结构，实现沟槽压纹高精度的多轴同步控制。通过虚拟总轴系统设定对伺服放大器的位置控制信号，通过伺服系统内部的速度闭环、外部基于嵌入式运动控制MCU的位置闭环实现沟槽压辊与成型机切刀动态位置同步跟踪，设备运行中可随时改变相位，通过相位补偿减少相位偏差。
所述的纸带沟槽压纹及传送装置，具有纸带加湿塑形及加热定型部件。通过加湿使得纸带潮湿后变得柔软，容易被沟槽压纹辊挤压塑形，降低其屈服强度，减少抗变形能力和挤压力，消除纸带变形应力。通过加热使得潮湿并塑形的纸带中的水分蒸发，并干燥定型，不易变形并被牵引去成型机中包裹丝束。
丝带加湿后，纤维之间的拉力会减弱，由于丝带被张力牵引，会导致丝带的长度略有延长。而加热并不能使得延长后的丝带收缩。这将导致纸带在经过纸带沟槽压纹及传送装置处理后长度略有增加，造成纸带的长度超过丝束的长度。即纸带的行走速度超过丝束的行走速度。
为此，可以将纸带传送机构的伺服电机A略微减速或者将丝束传送机构的伺服电机B略微加速，使得纸带传送的长度与丝束的长度仍然保持一致，即纸带传送速度与丝束传送速度严格同步。
为了实现上述目的，可以在加湿塑形部件上设置有湿度感应元件，检测纸带湿度，纸带的湿度与纸带的抵抗张力的能力或延伸力之间存在对应关系。伺服电机A上连接有减速调节元件，或者伺服电机B上连接有增速调节元件。湿度感应元件与电气同步控制系统之间连接有湿度信号线，电气同步控制系统与伺服电机A或者伺服电机B之间连接有速度调控线。
当纸带的湿度增加时，湿度感应元件将湿度信号通过湿度信号线传送到电气同步控制系统，电气同步控制系统通过速度调控线进行反馈调节，调减伺服电机A的转速或者调增伺服电机B的转速。并且，纸带湿度的数据与伺服电机A调减或伺服电机B调增的数据形成数学对应关系（通过建立数学模型计算获得，或者经验公式获得），使得纸带和丝束的传送速度精确匹配。
机器运行说明：
一、机器运行时，纸带的线速度、丝束的线速度与成型主机一致，基本速度由安装在主机上的编码器输出脉冲信号决定。为了避免线速度不一致而发生相对滑移，两个驱动伺服电机可工作在不同的控制方式下，转动速度分别调节；
二、加湿量与主机线速度同步
运行时可随时调整加湿量，线速度低于下限时，停止加湿。加湿量过高时，机器报警，需重新设置合适的加湿量。最大加湿量为100ml/m。
三、机器设有两块加热板用于对纸带双面加热，温度可检测可调节；运行时可随时调整温度，加热温度误差控制在+/-2度内。
四、本机能够对纤维素纸连续压槽，也可以不连续。连续时挤压出的纸带上具有连续的沟槽段，不连续时挤压出的纸带上具有沟槽段和空白段。当生产开始机器启动时，生产的滤棒两端的沟槽段或空白段的长度不满足设计要求，或者当生产过程中纸带在压纹辊中或烟枪内因打滑或受阻使得成型后的滤棒切口两端沟槽段或空白段的长度累积误差超过设定值，纸带沟槽压纹及传送装置上连接有能够点动调速的辊伺服电机C，可以通过点动沟槽辊伺服电机C的控制开关，改变压纹辊的转速，从而改变纸带上的压纹位置，达到调节滤棒切口两端纸带的压纹段和空白段长度的目的。
有益效果：本实用新型具有如下优点：
1、本实用新型的装置能够提高沟槽滤棒生产设备的生产速度，由原先200米/分钟的国产沟槽成型机，变为300-400米/分钟的新型沟槽成型机。高速度带来高效率和单位时间的高产能。
2、采用本实用新型的装置后，通过加湿及加热工艺使得沟槽生产的沟槽滤棒的齿形稳定，产品质量提高，产品合格率上升。
3、对国内沟槽滤棒制造的关键技术进一步攻关，开发基于KDF3等高速成型机的电气伺服沟槽成型装置，以低成本、高效率迅速提高沟槽滤棒生产设备的产能，已成为国内沟槽滤棒成型制造技术研发的突破点。
不再依赖于国外进口设备并优于进口设备，减低滤棒生产企业的滤棒设备投资成本。
4、电气控制系统中采用PLC控制及模块化设计，规格更改只需直接更换沟槽辊，快捷方便。自动对位调节沟槽辊齿型对中及压纹深度，提高了维修调整效率和准确性。
5、采用伺服运动控制技术，提高沟槽辊跟随精度，设备运行中可随时改变相位，提高生产过程中滤棒切口相位调节的可靠性，稳定产品质量。
附图说明
图1时本实用新型的一种剖面结构示意图；
图中各个零部件如下：1-纸箱；2-伺服电机A；3-速度调控线；4-电气同步控制系统；5-湿度信号线；6-湿度感应元件；7-加湿装置；8-加热装置；9-丝束释放装置；10-间断辊；11-满槽辊；12-伺服电机B；13-伺服电机C；14-纸屑清除装置；15-烟枪；16-沟槽滤棒。
具体实施方式
如图1所示的纸带与丝束同步的沟槽滤棒成型机，用于制造沟槽滤棒，具有丝束传送机构、纸带沟槽压纹及传送装置、滤棒成型机、电气同步控制系统，纸带沟槽压纹及传送装置将纸带牵引进入沟槽压纹装置，使得纸带挤压形成凹凸状沟槽并传送出来，与丝束一起进入滤棒成型机包裹丝束形成沟槽滤棒；电气同步控制系统能够感应丝束传送速度和纸带沟槽压纹及传送速度，丝束传送采用伺服电机B驱动，纸带沟槽压纹及传送装置采用伺服电机A驱动，由成型机分别提供信号控制两个伺服电机的运转，使得丝束和纸带进入成型机的速度基本相同。
所述的纸带沟槽压纹及传送装置具有纸带加湿塑形及加热定型部件。
在加湿塑形部件上设置有湿度感应元件；伺服电机A上连接有减速调节元件，或者伺服电机B上连接有增速调节元件；湿度感应元件与电气同步控制系统之间连接有湿度信号线，电气同步控制系统与伺服电机A或者伺服电机B之间连接有速度调控线。
当生产过程中纸带在压纹辊中或烟枪内因打滑或受阻使得成型后的滤棒切口两端沟槽段或空白段的长度累积误差超过设定值时，通过点动沟槽辊伺服电机C的点动控制开关，改变纸带上的压纹位置。