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臺達A2系列伺服在精密藥液灌裝生產線上的應用

中達電通股份有限公司

基本介紹
隨著醫藥行業“GMP”新標準認證制度的深入實施，藥品生產對于制藥設備的自動化要求日益提高，傳統藥機設備的運行精度與生產速度已逐漸滯后于實際生產的需求。我們利用臺達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，實現液體灌裝速度和送瓶速度的實時高精度同步。同時通過伺服By-pass功能，省去了昂貴的運動控制器，實現了高性價比的一主多從多軸伺服同步控制控制方案。

設備介紹
伺服灌裝同步生產線主要分為送瓶軸拖鏈、水平跟蹤軸（X軸）和垂直跟蹤軸（Y軸）3部分。由安裝在送瓶拖鏈上的高分辨率編碼器提供伺服系統的命令，通過精密絲桿分別控制X軸和Y軸的位移。工作時，X軸水平軸跟蹤伺服驅動灌裝噴嘴作前后運動，這個過程分為同步區間和高速返回區間，其中同步區間速度和送料拖鏈速度保持一致。在同步區域內，Y軸伺服驅動插針到瓶內完成灌裝，然后提升離開瓶內，此時同步區結束，X軸高速返回到原點。Y軸垂直軸提升伺服則驅動灌裝噴嘴作上下運動，分為快速插入和慢速返回區間。要求插針先以較高速度快速插入40mm的距離，并在瓶底停留一段時間，然后根據灌液流量慢速提升，并保證任何情況下針管都不接觸灌裝液面。

設備示意圖

應用規劃及效果

早期的同步灌裝，各部分均由送瓶拖鏈電機提供動力，通過多級機械傳動，帶動兩個實體凸輪機構來實現同步。由于實體凸輪加工成本高，安裝調試復雜，并且長期使用后的機械磨損會影響到工作精度，造成后期維護費用高，也不利于產品換型。而新型伺服灌裝同步生產線則用兩顆高精度伺服系統替代傳統的機械凸輪，避免了上述問題，并且達到了更好的控制精度和更高的工作速度。

1. 精度要求：
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、插針與液面均不能接觸！
要求伺服在同一灌裝速度下，定位精度在0.5mm內。
不論主動軸變頻器速度在0~50Hz內任意變換，伺服的加減速保證完全同步，偏移量不大于1mm。
2. 臺達A2伺服的應用優勢：
20bit高分辨率編碼器，可以提供1280000ppr的超高定位精度。
內含64組PR運動路徑編輯功能和電子凸輪功能。無需高階控制系統，就可實現復雜的運動控制和凸輪同步功能。
伺服By-pass功能，實現信號傳遞不衰減，適合一主多從的控制架構。
推薦配置為400WA2伺服驅動器ASD-A2- 0421-B 及電機，并搭配適當的HMI與PLC。
實際應用過程中，需注意編碼器的安裝和外接CAPTURE信號的精確捕捉。

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