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A2系列臺達伺服控制器在灌裝生產(chǎn)線上應(yīng)用

發(fā)布時間:2019-08-02 16:23:40來源:

隨著制藥企業(yè)“GMP”新標(biāo)準認證制度的實施,為制藥企業(yè)對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)展機遇和市場空間,但是傳統(tǒng)的制藥機械機械結(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,新一代的制藥機械將可以提供更高精度的,更高自動化程度的控制工藝,來不斷迎接市場的挑戰(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,詳述了如何利用臺達A2伺服獨有的電子凸輪功能配合全新pr運動控制模式,僅以外置編碼器作為命令來源,即可實現(xiàn)液體灌裝速度和送瓶速度實時保持高精度同步。同時利用伺服By-pass功能,無需昂貴的運動控制器的參與,即可實現(xiàn)高性價比的一主多從多軸伺服同步控制控制方案。

2.   機械設(shè)計和工藝要求

1)       機械結(jié)構(gòu)設(shè)計

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。

  早期藥機同步灌裝,送瓶軸拖鏈、水平跟蹤軸和垂直跟蹤軸3部分動力來源均為送瓶拖鏈電機輸出。多是以機械凸輪通過多級機械傳動,帶動兩個實體凸輪機構(gòu)來實現(xiàn)同步。實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)試和安裝起來非常麻煩,并且隨著使用時間增加,機械的磨損會影響到同步灌裝的精度,后期維護費用很高,產(chǎn)品換型困難。(變頻器維修)

 臺達A2系列伺服電子凸輪功能就是針對上述問題而開發(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,只是在機械結(jié)構(gòu)上,摒棄了傳統(tǒng)的機械凸輪連接,取而代之的是兩顆高精度伺服系統(tǒng),通過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)的命令來源均為安裝在送瓶拖鏈上的高解析度編碼器提供。控制架構(gòu)如下圖所示:

l   詳細機械數(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差動信號。

ü    主電機由變頻器控制工作頻率在0~50hz。

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

ü    軸同步的區(qū)域長度為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低速運行時,也能保證好的同步效果。

l    同步灌裝動作要求:

ü    X軸水平軸跟蹤伺服,驅(qū)動灌裝噴嘴前后運動。灌裝過程分為同步區(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軸才可以插針到瓶內(nèi)。同步區(qū)結(jié)束后X軸高速返回到原點,等待插入下一組藥瓶。

ü    Y軸垂直軸提升伺服,驅(qū)動灌裝噴嘴上下運動,灌裝過程分為快速插入和慢速返回區(qū)間。快速插入時的距離為40mm。并要求在瓶底停留一段時間。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    在灌裝過程時,不論在快速插入瓶口和返回區(qū)間Y軸始終和主動軸的編碼器命令同步對應(yīng),同樣伺服馬達的速度和藥瓶的輸送速度保持一致,即為同步灌裝要點!

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