淺談伺服電機對過濾器折紙機發展的影響

黃兆強

摘 要：堅定不移把發展經濟著力點放在以制造業為主體的實體經濟上，加快建設制造強市，保持制造業比重基本穩定，鞏固提升傳統產業優勢，不斷提高產業基礎高級化、產業鏈現代化水平。堅持創新在現代化建設全局中的核心地位，大力推進科技創新強市建設，在加大研發經費投入力度、加強關鍵核心技術攻關、加快創新平臺載體建設、優化創新體制機制等方面下功夫，促進人才、資本、信息、技術等資源要素加速集聚融合，形成依靠創新驅動的內涵型增長模式，并積極布局智能工廠，推進智能生產，引領第四次工業革命。在汽車過濾器的生產過程中，解決多樣性，模塊化、提高生產率，節省人員，實現信息化、數據化的工廠管理;伺服電機在全自動往復式折紙機、激光切割折紙機（滾筒式）和機械切割折紙機（滾筒式）應用必不可少。

關鍵詞：伺服電機;過濾器折紙機

一、伺服電機的工作原理

伺服電機又稱執行電動機，在自動控制系統中，用作執行元件，把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。其主要特點是：當信號電壓為零時無自轉現象，轉速隨著轉矩的增加而勻速下降。伺服電機是一個典型閉環反饋系統，減速齒輪組由電機驅動，其終端（輸出端）帶動一個線性的比例電位器作位置檢測，該電位器把轉角坐標轉換為一比例電壓反饋給控制線路板，控制線路板將其與輸入的控制脈沖信號比較，產生糾正脈沖，并驅動電機正向或反向轉動，使齒輪組的輸出位置與期望值相符，令糾正脈沖趨于為0，從而達到使伺服電機精確定位的目的。伺服電機內部的轉子是永磁鐵，驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉子在此磁場的作用下轉動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器，驅動器根據反饋值與目標值進行比較，調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度取決于編碼器的精度，從而實現精確的定位，因此被廣泛應用。

二、步進電機與伺服電機的區別

步進電機和伺服電機的區別在于：1、控制精度不同;2、控制方式不同;3、低頻特性不同;4、矩頻特性不同;5、過載能力不同;6、運行性能不同;7、速度響應性能不同。所以交流伺服系統在許多性能方面都優于步進電機。

三、伺服電機在過濾器折紙機的應用

折紙機作為過濾器生產的裝配前折紙工序必不可少的設備，其使用性能受到過濾器廠家的高度重視。

（一）傳統復式折紙機的應用

傳統的往復式折紙機，機械刀是機械式傳動，直接通過齒輪和機械凸輪、連接件、皮帶傳動，帶動刀具產生上下移動和固定角度動作。此種方式是上下的折刀通過齒輪連接在同一臺電機上，無法實現上下折刀的獨立控制，難以提高控制的靈活性和適應性，并且在換型時需要熟煉人員操作，而且耗時及很難實現自動化，已無法滿足過濾器廠對折紙產品精確、異形、快速的要求。因此，電控刀折紙機將是順應市場發展的新方向。其電控刀頭裝置是折紙機控制中的核心部件之一，主要功能給折紙刀傳動的作用，并生成精細、恰時、平穩的折刀下刀動作，此部分的質量和性能在整機性能中起著舉足輕重的作用，可以說電控刀機構的優劣將直接影響到整個機器的效率和品質。伺服電機一端固定連接一折刀主動齒輪;下凸輪軸設置在折紙機連接板之間，凸輪軸一端設有凸輪軸同步帶輪，下凸輪軸另一端設有編碼器，采用伺服電機帶動齒形同步帶完成折刀的上升工作代替了原來折紙機的大凸輪，滿足不同要求的折高。改用伺服電機后操作系統采用觸摸屏界面，使操作變得直觀方便，濾紙在折紙機上完成自動打點計數，折疊加工和預熱定型的調節等工作。還可以折疊所有不規則折高變化（折高無極可調），實現如W型 ?M型多折高變化，折疊刀角度可以任意變化，保證在折疊中不損傷任何一種濾紙材料。濾紙上面自動調刀予分切實現數控，只需輸入尺寸，分切刀自動分出所需規格，刀距通過電腦自動調節，還可實行遠程控制。該生產線適用于汽車三濾行業，及其它過濾行業。

（二）全自動激光切割折紙機的應用

舊式的滾筒折紙機是汽車空氣濾芯生產設備中的一種，主要用于生產小汽車使用的濾芯，其生產出板型濾芯，而非圓筒型。濾紙可在折紙機上完成自動打點記數、注膠、折疊加工和預熱定型等工序。它是采用一個電機拖動滾筒模具和收紙輪，收波輪三者之間用鏈條、鏈輪、齒輪連接傳動。換型時非常繁瑣和耗時需要把鏈條、鏈輪、齒輪全部更換（以獲取不同的速比）。在調節收波輪的初始位置角度時，反復對位幾次才能調節好。并且注膠槍不能走多邊形，只能生產常規方形板濾。全自動激光切割折紙機是一種改進型的折紙機，它在舊式的滾筒折紙機折紙、注膠的基礎上增加自動切割工序和多邊形功能，改用8個伺服電機、PLC和人機界面控制，調節十分方便，只需更換模具，不用更換鏈條、鏈輪、齒輪;節省大量調機時間。調節收波輪的起始位置時直接在顯示屏上設定，注膠槍和激光切割頭用伺服電機和絲桿控制可以走出特殊的形狀。在涂膠的同時對濾紙進行激光切割，將需要切除的部分斷續切割或者全部切割，然后進入疊紙裝置進行折疊，斷續切割時生產出的產品：切除的部分與主體斷續連接，可輕易地用手掰掉;全部切割時生產出的產品直接為去除切割部分，減少了后續勞動力，提高生產效率，同時加工出的產品穩定、不亂褶、合格率高。

（三）全自動機械刀切割折紙機的應用

全自動機械刀割折紙機，是基于舊式機器的基礎上改進的，集加濕、烘干、計褶打點、壓痕、送紙、注膠、切割、收折、輸送、自動裁剪等功能于一體，功能豐富、控制靈活、操作簡單直觀。全自動機械刀切割折紙機是把激光切割折紙機的激光部分換成機械刀，增加改用2個伺服電機（一共10個伺服電機）、PLC和人機界面控制，可以降低對原材料要求，減少加工的不便，目前很多材料都加入定量的PET合成纖維，在使用激光切割時產生較大異味，并且材料明火易燃，成為較大安全隱患，從而不能使用激光切割的形式進行加工，只能采用機械刀的形式。機械刀切割同樣是伺服電機和絲桿控制，并與注膠槍同步，機械刀左右移動和進給都是伺服電機的控制，降低人員的勞動強度和實現復雜形狀的切割。機械式與激光切割形式對比：要求位置更加精準、控制更加完善，PLC運算更快，注膠伺服兩軸和機械刀左右移動和進給的伺服電機的控制分別單獨控制，每個軸可設定多段的運動軌跡。

四、結論

伺服電機折紙機的投產提升了汽車工業空氣過濾器質變的里程，所以伺服電機令折紙機得到飛躍式的發展，解決很多老式的滾筒折紙機技術難題。新征程催人奮進，新作為有賴實干。讓我們更加緊密地團結黨中央周圍，高舉中國特色社會主義偉大旗幟，以一往無前的奮斗姿態、全面開啟建設社會主義現代化國家的新征程，加快推動產業結構！

參考文獻：

[1]佛山市市長 朱偉：《2021年佛山市政府工作報告》節選.

[2]杜增輝，克軍.《圖解步進電機 伺服電機的應用與維修》.