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dao300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tu1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。

 

 

    其(qi)螺(luo)杆(gan)分(fen)裝(zhuang)機(ji)構(gou)原(yuan)來(lai)通(tong)常(chang)使(shi)用(yong)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)作(zuo)為(wei)其(qi)驅(qu)動(dong)設(she)備(bei)，在(zai)實(shi)際(ji)使(shi)用(yong)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)，步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)的(de)響(xiang)應(ying)特(te)性(xing)往(wang)往(wang)達(da)不(bu)到(dao)使(shi)用(yong)要(yao)求(qiu)，使(shi)得(de)整(zheng)個(ge)設(she)備(bei)的(de)效(xiao)率(lv)不(bu)高(gao)；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 

 

    shoudongcaozuodejiemianzhishijianggezhongcaozuodeanniudoujinxinglepeizhi
，weiyizhidezhuyideshisifuqideyunxingfangshi，youyushoudongtiaozhengdexuyao，caozuozhetongchangxiwangsifuqinengyunxingyidingzhuangyaolianghouzanshitingyixia，ranhouzaiyunxingtongyangdezhuangyaoliang，zheyanggengbianyucaozuoyuguancha，zhejiuxuyaoshiyongmaichongbiaozhiweiduisifudianjizhuangtaijinxingjiankong，jiyutaidaDVPEH2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。