Kinco ED 追剪专用伺服在高精度灌装机中的应用

2015年03月10日

　　一、系统概述

　　在药机中有一种以水剂为原料的制剂设备, 可以提供口服液瓶、糖浆瓶、安瓿瓶、西林瓶、输液瓶等的灌装、轧盖, 如果与清洗，杀菌干燥等前端设备组合又可成为一条自动生产线，如口服液洗烘灌轧联动机组、西林瓶洗烘灌塞联动机组、安瓿洗烘灌封联动机组。与清洗，杀菌干燥等前端设备组合成的安瓿洗烘灌封联动机组：

　　图1 安瓿洗烘灌封联动机组

　　决定这种设备生产效率的关键部分是跟踪灌装，灌装过程分灌装头水平跟踪送料带和垂直灌装跟踪，原系统采用单片机加步进电机，产量为 120-200 瓶/分钟，稳定速度在 200 瓶/分钟以下，破瓶率较高。为了满足日益增长产量和对质量的要求，急需一种新的控制方案。从已了解到的国外设备看，有采用：水平跟踪部分使用凸轮，升降灌装跟踪用伺服控制的方法，价格是国内设备的 2-3倍。如果水平部分采用凸轮，其到主轴处的连接机械设计复杂，加工、安装调试和维护困难，整体成本较高。下图为直线式灌装跟踪部分：

　　图2 直线灌装跟踪机构

　　二、工艺介绍

　　该套控制系统为全电气设计，彻底解决了原有设备上凸轮长期使用后磨损造成跟踪效果减弱的弊病，简化了机械结构，经过改进后的系统产量可稳定在 300瓶/分钟，最大到 380 瓶/分钟。

　　Kinco 伺服做为全智能的交流伺服系统，内部强大的编程能力可以实现对伺服电机的灵活控制。通过伺服驱动器内置的比较器自行判断跟踪位置，实现自动切换控制模式的目的。整个系统采用X、Y两轴伺服控制，X轴本系统采用KINCO为客户定制的特殊FIRMWARE来实现同步跟随控制，如图3所示，b点是罐装头原点位置，a、b两点间距离S是指X轴跟随启动瞬间罐装头距药瓶口中心的距离。b、c两点间距离S就是X轴加速到同步速度的加速距离，也就是说加速距离就等于a、b两点的距离。

　　整个控制过程中，X轴加速到与主轴同步速度的距离固定为S，无论负载、主轴速度有何变化都可以做到精准灌装。X轴加速到同步速度C点是输出一个开关量，通知Y轴控制灌装头下降到灌装位置，完成灌装Y轴回到零点位置，然后X轴回到零点位置。