膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統的製作方法
2023-12-08 02:28:36
膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統，主控制單元的輸出端接有主電機控制迴路，主電機通過傳動裝置帶動自動機運轉；同步控制單元通過編碼器採集主電機的轉速數據，同步控制單元通過兩個伺服驅動器分別控制推爪電機和中心盒電機，主控制單元和同步控制單進行通訊連接；方法為：根據設定參數，由同步控制單元生成凸輪表；同步控制單元讀取編碼器數據；主電機帶動的自動機如果到位，則啟動凸輪表，編碼器數據清零；推爪裝置同步運行、中心盒裝置同步運行；同步運行結束後返回到讀取編碼器數據步驟。本發明改善了原生產線存在的不同步且容易撞擊的故障，減少了因撞擊而產生的機械損傷，保證了生產的正常運行，降低了維修成本。
【專利說明】膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統
【技術領域】
[0001]本發明型涉及一膠囊機控制技術，具體的說是一種膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統。
【背景技術】
[0002]目前膠囊生產線各運動單元都是獨立運行，每個運行單元或由外部信號輸入或由PLC內部代碼識別，並通過有一定專業技能的人員輸入相應參數，才能將各個運行單元有效地整合成的生產線，生產膠囊。由於各運行單元相對獨立，在長期生產過程中不可避免地出現運行單元運行故障，如推爪裝置和中心盒裝置與自動機為三個獨立運行的單元，在整個系統運行近程中時常出現控制不諧調，產生撞機現象，或由於參數設定問題產生運行單元間銜接故障等等，給設備造成損傷，加大維護的工作量，直接影響產品的質量，且隨著生產線設備的發展，對設備自動化要求程度也越來越高。
[0003]目前，能夠滿足上述要求的膠囊機同步控制系統尚未見報導。
【發明內容】
[0004]針對現有技術中膠囊生產線中各運行單元控制不諧調等不足，本發明要解決的技術問題是提供一種能夠避免各運行單元撞機的膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統。
[0005]為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是:
[0006]本發明一種膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統，具有主控制單元和同步控制單元，其中主控制單元的輸出端接有主電機控制迴路，主電機通過傳動裝置帶動自動機運轉；同步控制單元通過編碼器採集主電機的轉速數據，同步控制單元通過兩個伺服驅動器分別控制推爪電機和中心盒電機，主控制單元和同步控制單進行通訊連接。
[0007]所述主電機連接減速箱，減速箱輸出軸的一側通過傳動裝置拉動機械自動機上升或下降，減速箱輸出軸的另一側通過傳動裝置連接編碼器，編碼器的數據通過計數模塊送至同步控制單元。
[0008]所述主控制單元和同步控制單元均連接有觸控螢幕。
[0009]本發明膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統的控制方法包括以下步驟:
[0010]根據推爪裝置和中心盒裝置的設定參數，由同步控制單元自動生成相應的凸輪表;
[0011]同步控制單元讀取編碼器數據；
[0012]根據編碼器讀數判斷主電機帶動的自動機是否到位？
[0013]如果到位，則啟動凸輪表；
[0014]在凸輪無故障情況下編碼器數據清零；
[0015]啟動並執行凸輪表功能，即推爪裝置同步運行、中心盒裝置同步運行；
[0016]同步運行結束後返回到讀取編碼器數據步驟。
[0017]如果凸輪有故障，則停止凸輪控制，進行故障處理，處理完成後返回到讀取編碼器數據步驟。
[0018]如果主電機帶動的自動機沒有到位，則返回到讀取編碼器數據步驟。
[0019]推爪凸輪表的生成過程為:
[0020]設編碼器每轉脈衝數為C1 ;
[0021]推爪運行的實際最遠距離為L1個脈衝；
[0022]確定編碼器控制點脈衝數據；
[0023]將上述控制點脈衝數據寫入凸輪表中。
[0024]確定編碼器控制點脈衝數據包括:
[0025]確定推爪同步啟動位置，即編碼器從零開始轉動的相對位置；
[0026]確定推爪前進運行到最遠距離L1的對應編碼器轉動的相對位置；
[0027]確定推爪返回運行時對應編碼器轉動的相對位置；
[0028]確定推爪返回原點時對應編碼器轉動的相對位置；
[0029]確定推爪不動作時，編碼器轉動的脈衝數。
[0030]中心盒凸輪表的生成過程為:
[0031 ]設編碼器每轉脈衝數為C2 ;
[0032]中心盒運行的實際最遠距離為L2個脈衝數；
[0033]確定編碼器控制點脈衝數據；
[0034]將上述控制點脈衝數據寫入凸輪表中。
[0035]確定編碼器控制點脈衝數據包括:
[0036]確定中心盒同步下降啟動位置，即編碼器從零開始轉動的相對位置；
[0037]確定中心盒下降運行到最遠距離L2的對應編碼器轉動的相對位置；
[0038]確定中心盒上升啟動運行時對應編碼器轉動的相對位置；
[0039]確定中心盒上升到原點時對應編碼器轉動的相對位置；
[0040]確定中心盒在工藝要求不動作時，編碼器轉動的脈衝數。
[0041]本發明具有以下有益效果及優點:
[0042]1.本發明將原有的三個獨立運行的單元整合成為統一的運動整體，並保持著實時同步性、可靠性、穩定性，實現了機械凸輪的控制效果，有效地改善了原生產線存在的不同步且容易撞擊的故障，減少了因撞擊而產生的機械損傷，保證了生產的正常運行，有效降低了維修成本。
[0043]2.本發明提高了膠囊機的自動化程度，體現了目前最先進的控制水平，能夠適應未來的需求，具有廣闊的發展前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0044]圖1為本發明控制原理圖；
[0045]圖2為本發明控制流程圖。
【具體實施方式】
[0046]下面結合說明書附圖對本發明作進一步闡述。
[0047]如圖1所示，本發明膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統，具有主控制單元和同步控制單元，其中主控制單元的輸出端接有主電機控制迴路，主電機通過傳動裝置帶動自動機運轉；同步控制單元通過編碼器採集主電機的轉速數據，同步控制單元通過兩個伺服驅動器分別控制推爪電機和中心盒電機，主控制單元和同步控制單進行通訊連接。
[0048]所述主電機連接減速箱，減速箱輸出軸的一側通過傳動裝置拉動機械自動機上升或下降，減速箱輸出軸的另一側通過傳動裝置連接編碼器；編碼器的數據通過計數模塊送至同步控制單元。所述主控制單元和同步控制單元均連接有觸控螢幕。
[0049]本實施例中，主控制單元和同步控制單元的CPU模塊均選用歐姆龍NJ301-1100，輸入模塊為歐姆龍ID211，輸出模塊為歐姆龍OD212，由電源模塊歐姆龍PA3001提供電源；計數模塊選用高速歐姆龍GX241 ;編碼器為德國SEVNER SEM5810增量編碼器，5000線差分信號輸出；觸控螢幕為歐姆龍NB7W-TW01B。
[0050]如圖2所示，本發明膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統的控制方法，包括以下步驟:
[0051]根據推爪裝置和中心盒裝置的設定參數，由同步控制單元自動生成相應的凸輪表;
[0052]同步控制單元讀取編碼器數據；
[0053]根據編碼器讀數判斷主電機帶動的自動機是否到位？
[0054]如果到位，貝U啟動凸輪表；
[0055]在凸輪無故障情況下編碼器數據清零；
[0056]啟動並執行凸輪表功能，即推爪裝置同步運行、中心盒裝置同步運行；
[0057]同步運行結束後返回到讀取編碼器數據步驟；
[0058]如果凸輪有故障，則停止凸輪控制，進行故障處理，處理完成後返回到讀取編碼器數據步驟；
[0059]如果主電機帶動的自動機沒有到位，則返回到讀取編碼器數據步驟。
[0060]推爪凸輪表的生成過程為:
[0061 ] 設編碼器每轉脈衝數為Cl ;
[0062]推爪運行的實際最遠距離為LI個脈衝；
[0063]確定編碼器控制點脈衝數據；
[0064]將上述控制點脈衝數據寫入凸輪表中。
[0065]確定編碼器控制點脈衝數據包括:
[0066]確定推爪同步啟動位置，即編碼器從零開始轉動的相對位置；
[0067]確定推爪前進運行到最遠距離LI的對應編碼器轉動的相對位置；
[0068]確定推爪返回運行時對應編碼器轉動的相對位置；
[0069]確定推爪返回原點時對應編碼器轉動的相對位置；
[0070]確定推爪不動作時，編碼器轉動的脈衝數。
[0071]中心盒凸輪表的生成過程為:
[0072]設編碼器每轉脈衝數為C2 ;
[0073]中心盒運行的實際最遠距離為L2個脈衝數；
[0074]確定編碼器控制點脈衝數據；
[0075]將上述控制點脈衝數據寫入凸輪表中。
[0076]確定編碼器控制點脈衝數據包括:
[0077]確定中心盒同步下降啟動位置，即編碼器從零開始轉動的相對位置；
[0078]確定中心盒下降運行到最遠距離L2的對應編碼器轉動的相對位置；
[0079]確定中心盒上升啟動運行時對應編碼器轉動的相對位置；
[0080]確定中心盒上升到原點時對應編碼器轉動的相對位置；
[0081]確定中心盒在工藝要求不動作時，編碼器轉動的脈衝數。
[0082]凸輪表的生成是根據編碼器每轉的脈衝數與推爪、中心盒運行的實際距離參數相對應產生的。
[0083]本實施例中，編碼器每轉脈衝數Cl為20000個脈衝數；推爪運行實際最遠距離L3為13800個脈衝數；確定推爪同步啟動位置，即編碼器從零開始轉動的相對位置為10個脈衝數；推爪前進運行到最遠距離L2 (13800個脈衝數)的對應編碼器轉動的相對位置為8000個脈衝數；推爪返回啟動時對應編碼器轉動的相對位置為9000個脈衝數；推爪返回原點對應編碼器轉動的相對位置為17000個脈衝數；另外，還確定推爪在空程時編碼器轉動量即推爪不動作時，編碼器轉動的脈衝數為3000。
[0084]中心盒凸輪表的生成過程與推爪凸輪表的生成過程相同，只在編碼器控制點產生差異，具體為:
[0085]編碼器每轉脈衝數C2為20000個脈衝數；中心盒運行最遠距離L2為40000個脈衝數；中心盒同步下降啟動位置，指編碼器從零開始轉動的相對位置為2000個脈衝數；中心盒下降運行到最遠距離(40000個脈衝數)的對應編碼器轉動的相對位置為5000個脈衝數；中心盒上升啟動運行對應編碼器轉動的相對位置為16500個脈衝數；中心盒上升到原點對應編碼器轉動的相對位置為19000個脈衝數；另外，還確定中心盒在停止時編碼器轉動量即中心盒在工藝要求不動作時，編碼器轉動的脈衝數為1000 ；
[0086]通過以上對編碼器控制點的確定，將指定的數據寫入凸輪表中，由同步控制單元(同步控制PLC)控制系統自動生成有效的合理的運行曲線，控制推爪的同步運行。
[0087]本發明的控制原理為:主控制單元(主控制PLC)對主電機輸出指令信號，控制主電機旋轉；主電機連接減速箱，減速箱輸出軸的一側通過皮帶傳動拉動機械自動機使其產生升、降動作，減速箱輸出軸的另一側通過齒輪傳動連接一個編碼器(每旋轉一周20000脈衝)，編碼器轉動一周對應自動機升、降動作一次；同時編碼器由控制同步的計數模塊(歐姆龍GX241)採集數據，並通過同步控制PLC內部的凸輪控制功能實現與自動機同步；即在一個自動機動作周期內，推爪裝置前進、後退動作一次，中心盒裝置升、降動作一次；並且保持著每一個位置的對應。其中推爪裝置和中心盒裝置的運行位置、運行速度都是由同步控制PLC控制模塊中各自的運動單元的電子凸輪表控制實現的。因此當主電機運行速度發生變化時，自動機升降和編碼器旋轉速度也發生變化，推爪裝置和中心盒裝置也實時同步改變。
[0088]本發明將原有的三個獨立運行單元整合成統一的運動整體，並保持著實時同步性、可靠性、穩定性，實現了機械凸輪的控制效果，有效地改善了原生產線存在的不同步且容易撞機的故障，減少了因撞機而產生的機械損傷。
【權利要求】
1.一種膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統，其特徵在於:具有主控制單元和同步控制單元，其中主控制單元的輸出端接有主電機控制迴路，主電機通過傳動裝置帶動自動機運轉；同步控制單元通過編碼器採集主電機的轉速數據，同步控制單元通過兩個伺服驅動器分別控制推爪電機和中心盒電機，主控制單元和同步控制單進行通訊連接。
2.按權利要求1所述的膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統，其特徵在於:所述主電機連接減速箱，減速箱輸出軸的一側通過傳動裝置拉動機械自動機上升或下降，減速箱輸出軸的另一側通過傳動裝置連接編碼器，編碼器的數據通過計數模塊送至同步控制單元。
3.按權利要求1所述的膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統，其特徵在於:所述主控制單元和同步控制單元均連接有觸控螢幕。
4.按權利要求1所述的膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統的控制方法，其特徵在於包括以下步驟: 根據推爪裝置和中心盒裝置的設定參數，由同步控制單元自動生成相應的凸輪表； 同步控制單元讀取編碼器數據； 根據編碼器讀數判斷主電機帶動的自動機是否到位？ 如果到位，則啟動凸輪表； 在凸輪無故障情況下編碼器數據清零； 啟動並執行凸輪表功能，即推爪裝置同步運行、中心盒裝置同步運行； 同步運行結束後返回到讀取編碼器數據步驟。
5.按權利要求4所述的膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統的控制方法，其特徵在於:如果凸輪有故障，則停止凸輪控制，進行故障處理，處理完成後返回到讀取編碼器數據步驟。
6.按權利要求4所述的膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統的控制方法，其特徵在於:如果主電機帶動的自動機沒有到位，則返回到讀取編碼器數據步驟。
7.按權利要求4所述的膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統的控制方法，其特徵在於: 推爪凸輪表的生成過程為: 設編碼器每轉脈衝數為C1 ; 推爪運行的實際最遠距離為L1個脈衝； 確定編碼器控制點脈衝數據； 將上述控制點脈衝數據寫入凸輪表中。
8.按權利要求7所述的膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統的控制方法，其特徵在於確定編碼器控制點脈衝數據包括: 確定推爪同步啟動位置，即編碼器從零開始轉動的相對位置； 確定推爪前進運行到最遠距離L1的對應編碼器轉動的相對位置； 確定推爪返回運行時對應編碼器轉動的相對位置； 確定推爪返回原點時對應編碼器轉動的相對位置； 確定推爪不動作時，編碼器轉動的脈衝數。
9.按權利要求7所述的膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統的控制方法，其特徵在於 中心盒凸輪表的生成過程為: 設編碼器每轉脈衝數為C2 ; 中心盒運行的實際最遠距離為L2個脈衝數； 確定編碼器控制點脈衝數據； 將上述控制點脈衝數據寫入凸輪表中。
10.按權利要求9所述的膠囊機中推爪裝置和中心盒裝置與自動機同步控制系統的控制方法，其特徵在於確定編碼器控制點脈衝數據包括: 確定中心盒同步下降啟動位置，即編碼器從零開始轉動的相對位置； 確定中心盒下降運行到最遠距離L2的對應編碼器轉動的相對位置； 確定中心盒上升啟動運行時對應編碼器轉動的相對位置； 確定中心盒上升到原點時對應編碼器轉動的相對位置； 確定中心盒在工藝要求不動作時，編碼器轉動的脈衝數。
【文檔編號】A61J3/07GK104490600SQ201410742141
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月5日 優先權日:2014年12月5日
【發明者】賈毅, 朱光耀, 何福銀, 王平, 欒國利, 辛偉, 趙丹宇, 唐欣, 王鎮奎, 龐煜磊, 周鵬飛 申請人:丹東市金丸藥用膠囊機械有限公司