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

 

    廣guang泛fan應ying用yong於yu靜jing脈mai與yu肌ji肉rou注zhu射she的de粉fen針zhen是shi醫yi學xue臨lin床chuang最zui常chang用yong的de醫yi藥yao製zhi劑ji。粉fen針zhen分fen裝zhuang的de工gong藝yi目mu的de是shi實shi現xian粉fen劑ji原yuan料liao藥yao定ding量liang安an瓶ping包bao裝zhuang。粉fen針zhen分fen裝zhuang主zhu流liu技ji術shu分fen為wei氣qi流liu分fen裝zhuang與yu螺luo杆gan分fen裝zhuang。由you於yu螺luo杆gan分fen裝zhuang結jie構gou簡jian單dan和he技ji術shu成cheng熟shu度du較jiao高gao
，所suo以yi盡jin管guan分fen裝zhuang精jing度du和he速su度du低di於yu氣qi流liu分fen裝zhuang，還hai是shi成cheng為wei中zhong國guo藥yao企qi業ye當dang前qian的de主zhu流liu粉fen劑ji包bao裝zhuang設she備bei。

    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；而(er)且(qie)由(you)於(yu)頻(pin)繁(fan)的(de)對(dui)電(dian)機(ji)進(jin)行(xing)高(gao)速(su)的(de)啟(qi)動(dong)和(he)停(ting)止(zhi)
，也(ye)使(shi)得(de)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)的(de)故(gu)障(zhang)率(lv)比(bi)較(jiao)高(gao)。為(wei)了(le)避(bi)免(mian)故(gu)障(zhang)的(de)頻(pin)繁(fan)發(fa)生(sheng)和(he)提(ti)高(gao)整(zheng)個(ge)設(she)備(bei)的(de)運(yun)行(xing)速(su)度(du)，此(ci)設(she)備(bei)使(shi)用(yong)了(le)台(tai)達(da)的(de)ASDA –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。