摘  要：在論述螺杆分裝工藝的基礎上，給出基於台達機電一體化技術平台的分裝伺服定量控製係統設計。項目實際分裝速度超過設計要求。

    關鍵詞：螺杆分裝機   EH2 PLC    ASDA伺服器    B係列觸摸屏

 

    guangfanyingyongyujingmaiyujirouzhushedefenzhenshiyixuelinchuangzuichangyongdeyiyaozhiji。fenzhenfenzhuangdegongyimudeshishixianfenjiyuanliaoyaodinglianganpingbaozhuang。fenzhenfenzhuangzhuliujishufenweiqiliufenzhuangyuluoganfenzhuang。youyuluoganfenzhuangjiegoujiandanhejishuchengshudujiaogao，suoyijinguanfenzhuangjingduhesududiyuqiliufenzhuang，haishichengweizhongguoyaoqiyedangqiandezhuliufenjibaozhuangshebei。

    螺(luo)杆(gan)分(fen)裝(zhuang)機(ji)屬(shu)於(yu)容(rong)積(ji)式(shi)包(bao)裝(zhuang)類(lei)別(bie)。通(tong)過(guo)轉(zhuan)動(dong)角(jiao)度(du)精(jing)確(que)控(kong)製(zhi)的(de)螺(luo)杆(gan)間(jian)歇(xie)旋(xuan)轉(zhuan)
，按(an)計(ji)量(liang)要(yao)求(qiu)將(jiang)藥(yao)物(wu)定(ding)量(liang)裝(zhuang)入(ru)西(xi)林(lin)瓶(ping)
，快(kuai)速(su)性(xing)和(he)準(zhun)確(que)性(xing)是(shi)設(she)備(bei)的(de)兩(liang)個(ge)基(ji)本(ben)要(yao)求(qiu)。縮(suo)短(duan)螺(luo)杆(gan)在(zai)每(mei)次(ci)分(fen)裝(zhuang)推(tui)進(jin)時(shi)的(de)占(zhan)用(yong)時(shi)間(jian)，就(jiu)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)分(fen)裝(zhuang)速(su)度(du)，這(zhe)要(yao)求(qiu)螺(luo)杆(gan)旋(xuan)轉(zhuan)速(su)度(du)要(yao)高(gao)，動(dong)態(tai)響(xiang)應(ying)要(yao)快(kuai)，現(xian)在(zai)的(de)設(she)備(bei)分(fen)裝(zhuang)速(su)度(du)已(yi)達(da)到(dao)300瓶/分。增加設備上螺杆的數量，可以同時對幾隻藥瓶進行灌裝，也是提高設備快速性的有效手段，目前國產分裝機上可以見到一頭
、二頭、四頭的配置。

    機ji電dian伺si服fu係xi統tong是shi控kong製zhi螺luo杆gan分fen裝zhuang係xi統tong包bao裝zhuang精jing度du最zui基ji本ben的de技ji術shu。電dian控kong係xi統tong在zai螺luo杆gan分fen裝zhuang機ji具ju有you決jue定ding性xing的de重zhong要yao作zuo用yong。螺luo杆gan分fen裝zhuang係xi統tong第di一yi代dai為wei螺luo杆gan裝zhuang量liang由you步bu進jin電dian機ji與yu集ji成cheng電dian路lu控kong製zhi的de技ji術shu
；第二代為螺杆裝量由步迸電機與PLC控製的技術；第三代為近期的螺杆裝量由伺服電機與PLC控製的技術，改善了第二代分裝螺杆的精度穩定性和定量調整能力。

    間歇式螺杆分裝機是通過伺服電機驅動螺杆，將藥品“擠出”攪(jiao)拌(ban)容(rong)器(qi)
，灌(guan)裝(zhuang)於(yu)藥(yao)瓶(ping)內(nei)。由(you)於(yu)劑(ji)量(liang)需(xu)要(yao)準(zhun)確(que)的(de)控(kong)製(zhi)
，因(yin)此(ci)要(yao)求(qiu)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)每(mei)次(ci)分(fen)裝(zhuang)時(shi)轉(zhuan)同(tong)樣(yang)的(de)圈(quan)數(shu)。具(ju)體(ti)的(de)旋(xuan)轉(zhuan)圈(quan)數(shu)則(ze)是(shi)由(you)操(cao)作(zuo)者(zhe)由(you)手(shou)動(dong)方(fang)式(shi)試(shi)驗(yan)出(chu)來(lai)的(de)，因(yin)此(ci)
，程(cheng)序(xu)不(bu)僅(jin)要(yao)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)可(ke)以(yi)讓(rang)操(cao)作(zuo)者(zhe)更(geng)改(gai)的(de)裝(zhuang)藥(yao)量(liang)，還(hai)要(yao)提(ti)供(gong)手(shou)動(dong)操(cao)作(zuo)裝(zhuang)藥(yao)量(liang)的(de)操(cao)作(zuo)方(fang)式(shi)。當(dang)一(yi)個(ge)藥(yao)瓶(ping)需(xu)要(yao)被(bei)添(tian)裝(zhuang)時(shi)，定(ding)位(wei)汽(qi)缸(gang)會(hui)驅(qu)動(dong)一(yi)個(ge)定(ding)位(wei)器(qi)將(jiang)被(bei)添(tian)裝(zhuang)藥(yao)瓶(ping)卡(ka)在(zai)攪(jiao)拌(ban)機(ji)的(de)出(chu)口(kou)下(xia)，這(zhe)時(shi)傳(chuan)動(dong)帶(dai)雖(sui)然(ran)繼(ji)續(xu)運(yun)動(dong)
，但(dan)由(you)於(yu)藥(yao)瓶(ping)被(bei)定(ding)位(wei)其(qi)卡(ka)緊(jin)，所(suo)以(yi)藥(yao)瓶(ping)將(jiang)不(bu)隨(sui)傳(chuan)動(dong)帶(dai)運(yun)動(dong)，直(zhi)到(dao)添(tian)裝(zhuang)完(wan)畢(bi)，定(ding)位(wei)器(qi)鬆(song)開(kai)
，藥(yao)瓶(ping)才(cai)會(hui)繼(ji)續(xu)跟(gen)隨(sui)傳(chuan)送(song)帶(dai)運(yun)動(dong)，直(zhi)到(dao)進(jin)入(ru)扣(kou)塞(sai)機(ji)構(gou)。圖(tu)1是間歇式螺杆分裝機的結構示意圖。

   

 

圖1 螺杆分裝結構

 

    螺luo杆gan分fen裝zhuang是shi利li用yong螺luo杆gan螺luo旋xuan槽cao的de容rong腔qiang來lai計ji量liang物wu料liao。由you於yu每mei個ge螺luo距ju都dou有you一yi定ding的de理li論lun容rong積ji，因yin此ci，隻zhi要yao準zhun確que地di控kong製zhi螺luo杆gan的de轉zhuan數shu，就jiu能neng獲huo得de較jiao為wei精jing確que的de計ji量liang值zhi。每mei次ci充chong填tian物wu料liao的de重zhong量liang可ke由you式shi(1)求出。

    G=Vrn0 (1)

式中：V為圈螺旋的容積，cm3
，V=FL；r為物料的比重

，kg／cm3；n0為充填一次螺杆的轉數；L為每圈螺線旋周長，cm，L=πDm/cosθ
；F為螺旋截麵積
，cm2，F=st/2。

 

 

    qiluoganfenzhuangjigouyuanlaitongchangshiyongbujindianjizuoweiqiqudongshebei，zaishijishiyongdeguochengzhong
，bujindianjidexiangyingtexingwangwangdabudaoshiyongyaoqiu，shidezhenggeshebeidexiaolvbugao；erqieyouyupinfandeduidianjijinxinggaosudeqidonghetingzhi，yeshidebujindianjideguzhanglvbijiaogao。weilebimianguzhangdepinfanfashenghetigaozhenggeshebeideyunxingsudu，cishebeishiyongletaidadeASDA –AB係列伺服器和伺服電機替代通常使用的步進電機。並使用了EH2係列PLC用高速脈衝的方式對伺服器進行控製
，用以解決高速、定量添裝的問題。

    螺杆轉動的轉數與角度是依托伺服電機實施的(即伺服電機轉動的角度)，電機轉動的速度和轉角是由電機驅動器輸出的脈衝信號所決定的，驅動器輸出由PLC進行控製，而PLC是依據人工設定的裝量進行控製的。通過觸摸屏的友好人機界麵(HMI)的參數設定(主要有分裝量設定
、分裝量調整，速度設定等)，把指令傳送到PLC中，就可以控製整個係統的運行。

    由以上分析可以看出，裝入藥劑量的多少要通過伺服電機的旋轉圈數來決定；分裝機運行速度的快慢
，除了與添裝速度有關外
，還與傳送帶的運行速度有關；以上2個工藝運動參數的控製，連同對藥瓶到位的檢測和定位機構的動作，都是通過PLC來實現的，除此之外，還需要一個人機對話的工具，此設備中選用了台達B係列的觸摸屏，具體運動控製係統配置如圖2所示。
   

 圖2 台達伺服運動控製配置

    控製方式分為手動調試和自動運行2個界麵，分別如圖3、圖4所示。根據分裝定量工藝設定與填料（及與伺服相關的）有關的參數，為了防止有的藥瓶瓶口不朝上（添裝時藥劑會落在傳送帶上），還需要有“倒瓶時間”的設定
，以防止意外情況的發生。

   

 圖3  自動操作畫麵

   

圖4手動操作畫麵 

 

    手shou動dong操cao作zuo的de界jie麵mian隻zhi是shi將jiang各ge種zhong操cao作zuo的de按an鈕niu都dou進jin行xing了le配pei置zhi
，唯wei一yi值zhi得de注zhu意yi的de是shi伺si服fu器qi的de運yun行xing方fang式shi，由you於yu手shou動dong調tiao整zheng的de需xu要yao，操cao作zuo者zhe通tong常chang希xi望wang伺si服fu器qi能neng運yun行xing一yi定ding裝zhuang藥yao量liang後hou暫zan時shi停ting一yi下xia，然ran後hou再zai運yun行xing同tong樣yang的de裝zhuang藥yao量liang
，這zhe樣yang更geng便bian於yu操cao作zuo與yu觀guan察cha
，這zhe就jiu需xu要yao使shi用yong脈mai衝chong標biao誌zhi位wei對dui伺si服fu電dian機ji狀zhuang態tai進jin行xing監jian控kong
，基ji於yu台tai達daDVPEH2的PLC程序如下所示：

 

    基於伺服技術的螺杆分裝設備控製係統使用了全套的台達產品，具有非常好的兼容性，設備運行平穩
，裝瓶速度達到了125瓶/分鍾
，超過了用戶原來要求的120瓶/分鍾的設計標準。