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A2系列臺(tái)達(dá)伺服控制器在灌裝生產(chǎn)線上應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2019-08-02 16:23:40來(lái)源:

隨著制藥企業(yè)“GMP”新標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證制度的實(shí)施,為制藥企業(yè)對(duì)制藥裝備提出了更高的目標(biāo)和要求。同樣為制藥裝備廠家提供了前所未有的發(fā)展機(jī)遇和市場(chǎng)空間,但是傳統(tǒng)的制藥機(jī)械機(jī)械結(jié)構(gòu)已經(jīng)和控制方案已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有的制藥行業(yè)發(fā)展的需求,新一代的制藥機(jī)械將可以提供更高精度的,更高自動(dòng)化程度的控制工藝,來(lái)不斷迎接市場(chǎng)的挑戰(zhàn)!

  本文以藥品水針劑生產(chǎn)灌裝生產(chǎn)線高精度同步灌裝工藝為案例,詳述了如何利用臺(tái)達(dá)A2伺服獨(dú)有的電子凸輪功能配合全新pr運(yùn)動(dòng)控制模式,僅以外置編碼器作為命令來(lái)源,即可實(shí)現(xiàn)液體灌裝速度和送瓶速度實(shí)時(shí)保持高精度同步。同時(shí)利用伺服By-pass功能,無(wú)需昂貴的運(yùn)動(dòng)控制器的參與,即可實(shí)現(xiàn)高性價(jià)比的一主多從多軸伺服同步控制控制方案。

2.   機(jī)械設(shè)計(jì)和工藝要求

1)       機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

灌裝同步生產(chǎn)線,主要分為送瓶軸拖鏈、水平跟蹤軸和垂直跟蹤軸3部分構(gòu)成,如下圖所示。

  早期藥機(jī)同步灌裝,送瓶軸拖鏈、水平跟蹤軸和垂直跟蹤軸3部分動(dòng)力來(lái)源均為送瓶拖鏈電機(jī)輸出。多是以機(jī)械凸輪通過(guò)多級(jí)機(jī)械傳動(dòng),帶動(dòng)兩個(gè)實(shí)體凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)同步。實(shí)體的凸輪加工需要高精密的CNC加工中心才能生產(chǎn),生產(chǎn)成本較高,而且調(diào)試和安裝起來(lái)非常麻煩,并且隨著使用時(shí)間增加,機(jī)械的磨損會(huì)影響到同步灌裝的精度,后期維護(hù)費(fèi)用很高,產(chǎn)品換型困難。(變頻器維修)

 臺(tái)達(dá)A2系列伺服電子凸輪功能就是針對(duì)上述問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的智能型伺服系統(tǒng)。

  伺服灌裝同步生產(chǎn)線,仍然分為送瓶軸拖鏈、水平跟蹤軸和垂直跟蹤軸3部分構(gòu)成,只是在機(jī)械結(jié)構(gòu)上,摒棄了傳統(tǒng)的機(jī)械凸輪連接,取而代之的是兩顆高精度伺服系統(tǒng),通過(guò)精密絲桿分別控制水平跟蹤軸(X軸)和垂直跟蹤軸(Y軸)的位移。其伺服系統(tǒng)的命令來(lái)源均為安裝在送瓶拖鏈上的高解析度編碼器提供??刂萍軜?gòu)如下圖所示:

l   詳細(xì)機(jī)械數(shù)據(jù)如下:

ü   主編碼器分辨率為2000p/r,凸輪一周,編碼器旋轉(zhuǎn)2圈,采集脈沖數(shù)量16000ppr,5v差動(dòng)信號(hào)。

ü    主電機(jī)由變頻器控制工作頻率在0~50hz。

ü   X/Y滑臺(tái)絲桿的螺距為10mm,X/Y伺服編碼器分辨率通過(guò)電子齒輪比功能設(shè)定為100000ppu。

ü    軸同步的區(qū)域長(zhǎng)度為A~B=240mm。Y軸插入的距離為40mm。

2)   工藝要求

l    精度要求:

ü    灌裝噴嘴直徑為2mm,藥瓶口直徑為6.5mm,無(wú)論何種速度。噴嘴和瓶口不能接觸!

ü    要求伺服在同一灌裝速度下,定位精度在0.5mm內(nèi)。

ü    不論主動(dòng)軸變頻器速度在0~50HZ內(nèi)任意變換,伺服的加減速都可以保證完全同步,偏移量不得大于1mm。

ü    伺服可以在變頻器10HZ低速運(yùn)行時(shí),也能保證好的同步效果。

l    同步灌裝動(dòng)作要求:

ü    X軸水平軸跟蹤伺服,驅(qū)動(dòng)灌裝噴嘴前后運(yùn)動(dòng)。灌裝過(guò)程分為同步區(qū)間和高速返回區(qū)間。其中同步區(qū)間速度和送料拖鏈速度保持一致。在同步區(qū)域內(nèi),Y軸才可以插針到瓶?jī)?nèi)。同步區(qū)結(jié)束后X軸高速返回到原點(diǎn),等待插入下一組藥瓶。

ü    Y軸垂直軸提升伺服,驅(qū)動(dòng)灌裝噴嘴上下運(yùn)動(dòng),灌裝過(guò)程分為快速插入和慢速返回區(qū)間??焖俨迦霑r(shí)的距離為40mm。并要求在瓶底停留一段時(shí)間。然后慢速提升,提升速度和灌裝系統(tǒng)流量相關(guān),任何情況下不允許針管接觸到灌裝液面。

ü    在灌裝過(guò)程時(shí),不論在快速插入瓶口和返回區(qū)間Y軸始終和主動(dòng)軸的編碼器命令同步對(duì)應(yīng),同樣伺服馬達(dá)的速度和藥瓶的輸送速度保持一致,即為同步灌裝要點(diǎn)!

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