胶囊机中推爪装置和中心盒装置与自动机同步控制系统

摘要

本发明涉及一种胶囊机中推爪装置和中心盒装置与自动机同步控制系统，主控制单元的输出端接有主电机控制回路，主电机通过传动装置带动自动机运转；同步控制单元通过编码器采集主电机的转速数据，同步控制单元通过两个伺服驱动器分别控制推爪电机和中心盒电机，主控制单元和同步控制单进行通讯连接；方法为：根据设定参数，由同步控制单元生成凸轮表；同步控制单元读取编码器数据；主电机带动的自动机如果到位，则启动凸轮表，编码器数据清零；推爪装置同步运行、中心盒装置同步运行；同步运行结束后返回到读取编码器数据步骤。本发明改善了原生产线存在的不同步且容易撞击的故障，减少了因撞击而产生的机械损伤，保证了生产的正常运行，降低了维修成本。

说明书

技术领域

本发明型涉及一胶囊机控制技术，具体的说是一种胶囊机中推爪装置 和中心盒装置与自动机同步控制系统。

背景技术

目前胶囊生产线各运动单元都是独立运行，每个运行单元或由外部信 号输入或由PLC内部代码识别，并通过有一定专业技能的人员输入相应参 数，才能将各个运行单元有效地整合成的生产线，生产胶囊。由于各运行 单元相对独立，在长期生产过程中不可避免地出现运行单元运行故障，如 推爪装置和中心盒装置与自动机为三个独立运行的单元，在整个系统运行 近程中时常出现控制不谐调，产生撞机现象，或由于参数设定问题产生运 行单元间衔接故障等等，给设备造成损伤，加大维护的工作量，直接影响 产品的质量，且随着生产线设备的发展，对设备自动化要求程度也越来越 高。

目前，能够满足上述要求的胶囊机同步控制系统尚未见报道。

发明内容

针对现有技术中胶囊生产线中各运行单元控制不谐调等不足，本发明 要解决的技术问题是提供一种能够避免各运行单元撞机的胶囊机中推爪装 置和中心盒装置与自动机同步控制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种胶囊机中推爪装置和中心盒装置与自动机同步控制系统， 具有主控制单元和同步控制单元，其中主控制单元的输出端接有主电机控 制回路，主电机通过传动装置带动自动机运转；同步控制单元通过编码器 采集主电机的转速数据，同步控制单元通过两个伺服驱动器分别控制推爪 电机和中心盒电机，主控制单元和同步控制单进行通讯连接。

所述主电机连接减速箱，减速箱输出轴的一侧通过传动装置拉动机械 自动机上升或下降，减速箱输出轴的另一侧通过传动装置连接编码器，编 码器的数据通过计数模块送至同步控制单元。

所述主控制单元和同步控制单元均连接有触摸屏。

本发明胶囊机中推爪装置和中心盒装置与自动机同步控制系统的控制 方法包括以下步骤：

根据推爪装置和中心盒装置的设定参数，由同步控制单元自动生成相 应的凸轮表；

同步控制单元读取编码器数据；

根据编码器读数判断主电机带动的自动机是否到位？

如果到位，则启动凸轮表；

在凸轮无故障情况下编码器数据清零；

启动并执行凸轮表功能，即推爪装置同步运行、中心盒装置同步运行；

同步运行结束后返回到读取编码器数据步骤。

如果凸轮有故障，则停止凸轮控制，进行故障处理，处理完成后返回 到读取编码器数据步骤。

如果主电机带动的自动机没有到位，则返回到读取编码器数据步骤。

推爪凸轮表的生成过程为：

设编码器每转脉冲数为C1；

推爪运行的实际最远距离为L1个脉冲；

确定编码器控制点脉冲数据；

将上述控制点脉冲数据写入凸轮表中。

确定编码器控制点脉冲数据包括：

确定推爪同步启动位置，即编码器从零开始转动的相对位置；

确定推爪前进运行到最远距离L1的对应编码器转动的相对位置；

确定推爪返回运行时对应编码器转动的相对位置；

确定推爪返回原点时对应编码器转动的相对位置；

确定推爪不动作时，编码器转动的脉冲数。

中心盒凸轮表的生成过程为：

设编码器每转脉冲数为C2；

中心盒运行的实际最远距离为L2个脉冲数；

确定编码器控制点脉冲数据；

将上述控制点脉冲数据写入凸轮表中。

确定编码器控制点脉冲数据包括：

确定中心盒同步下降启动位置，即编码器从零开始转动的相对位置；

确定中心盒下降运行到最远距离L2的对应编码器转动的相对位置；

确定中心盒上升启动运行时对应编码器转动的相对位置；

确定中心盒上升到原点时对应编码器转动的相对位置；

确定中心盒在工艺要求不动作时，编码器转动的脉冲数。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明将原有的三个独立运行的单元整合成为统一的运动整体，并 保持着实时同步性、可靠性、稳定性，实现了机械凸轮的控制效果，有效 地改善了原生产线存在的不同步且容易撞击的故障，减少了因撞击而产生 的机械损伤，保证了生产的正常运行，有效降低了维修成本。

2.本发明提高了胶囊机的自动化程度，体现了目前最先进的控制水平， 能够适应未来的需求，具有广阔的发展前景。

附图说明

图1为本发明控制原理图；

图2为本发明控制流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。

如图1所示，本发明胶囊机中推爪装置和中心盒装置与自动机同步控 制系统，具有主控制单元和同步控制单元，其中主控制单元的输出端接有 主电机控制回路，主电机通过传动装置带动自动机运转；同步控制单元通 过编码器采集主电机的转速数据，同步控制单元通过两个伺服驱动器分别 控制推爪电机和中心盒电机，主控制单元和同步控制单进行通讯连接。

所述主电机连接减速箱，减速箱输出轴的一侧通过传动装置拉动机械 自动机上升或下降，减速箱输出轴的另一侧通过传动装置连接编码器；编 码器的数据通过计数模块送至同步控制单元。所述主控制单元和同步控制 单元均连接有触摸屏。

本实施例中，主控制单元和同步控制单元的CPU模块均选用欧姆龙 NJ301-1100，输入模块为欧姆龙ID211，输出模块为欧姆龙OD212，由电 源模块欧姆龙PA3001提供电源；计数模块选用高速欧姆龙GX241；编码 器为德国SEVNER SEM5810增量编码器，5000线差分信号输出；触摸屏 为欧姆龙NB7W-TW01B。

如图2所示，本发明胶囊机中推爪装置和中心盒装置与自动机同步控 制系统的控制方法，包括以下步骤：

根据推爪装置和中心盒装置的设定参数，由同步控制单元自动生成相 应的凸轮表；

同步控制单元读取编码器数据；

根据编码器读数判断主电机带动的自动机是否到位？

如果到位，则启动凸轮表；

在凸轮无故障情况下编码器数据清零；

启动并执行凸轮表功能，即推爪装置同步运行、中心盒装置同步运行；

同步运行结束后返回到读取编码器数据步骤；

如果凸轮有故障，则停止凸轮控制，进行故障处理，处理完成后返回 到读取编码器数据步骤；

如果主电机带动的自动机没有到位，则返回到读取编码器数据步骤。

推爪凸轮表的生成过程为：

设编码器每转脉冲数为C1；

推爪运行的实际最远距离为L1个脉冲；

确定编码器控制点脉冲数据；

将上述控制点脉冲数据写入凸轮表中。

确定编码器控制点脉冲数据包括：

确定推爪同步启动位置，即编码器从零开始转动的相对位置；

确定推爪前进运行到最远距离L1的对应编码器转动的相对位置；

确定推爪返回运行时对应编码器转动的相对位置；

确定推爪返回原点时对应编码器转动的相对位置；

确定推爪不动作时，编码器转动的脉冲数。

中心盒凸轮表的生成过程为：

设编码器每转脉冲数为C2；

中心盒运行的实际最远距离为L2个脉冲数；

确定编码器控制点脉冲数据；

将上述控制点脉冲数据写入凸轮表中。

确定编码器控制点脉冲数据包括：

确定中心盒同步下降启动位置，即编码器从零开始转动的相对位置；

确定中心盒下降运行到最远距离L2的对应编码器转动的相对位置；

确定中心盒上升启动运行时对应编码器转动的相对位置；

确定中心盒上升到原点时对应编码器转动的相对位置；

确定中心盒在工艺要求不动作时，编码器转动的脉冲数。

凸轮表的生成是根据编码器每转的脉冲数与推爪、中心盒运行的实际 距离参数相对应产生的。

本实施例中，编码器每转脉冲数C1为20000个脉冲数；推爪运行实际 最远距离L3为13800个脉冲数；确定推爪同步启动位置，即编码器从零开 始转动的相对位置为10个脉冲数；推爪前进运行到最远距离L2(13800个 脉冲数)的对应编码器转动的相对位置为8000个脉冲数；推爪返回启动时 对应编码器转动的相对位置为9000个脉冲数；推爪返回原点对应编码器转 动的相对位置为17000个脉冲数；另外，还确定推爪在空程时编码器转动 量即推爪不动作时，编码器转动的脉冲数为3000。

中心盒凸轮表的生成过程与推爪凸轮表的生成过程相同，只在编码器 控制点产生差异，具体为：

编码器每转脉冲数C2为20000个脉冲数；中心盒运行最远距离L2为 40000个脉冲数；中心盒同步下降启动位置，指编码器从零开始转动的相对 位置为2000个脉冲数；中心盒下降运行到最远距离(40000个脉冲数)的 对应编码器转动的相对位置为5000个脉冲数；中心盒上升启动运行对应编 码器转动的相对位置为16500个脉冲数；中心盒上升到原点对应编码器转 动的相对位置为19000个脉冲数；另外，还确定中心盒在停止时编码器转 动量即中心盒在工艺要求不动作时，编码器转动的脉冲数为1000；

通过以上对编码器控制点的确定，将指定的数据写入凸轮表中，由同 步控制单元(同步控制PLC)控制系统自动生成有效的合理的运行曲线， 控制推爪的同步运行。

本发明的控制原理为：主控制单元(主控制PLC)对主电机输出指令 信号，控制主电机旋转；主电机连接减速箱，减速箱输出轴的一侧通过皮 带传动拉动机械自动机使其产生升、降动作，减速箱输出轴的另一侧通过 齿轮传动连接一个编码器(每旋转一周20000脉冲)，编码器转动一周对应 自动机升、降动作一次；同时编码器由控制同步的计数模块(欧姆龙 GX241)采集数据，并通过同步控制PLC内部的凸轮控制功能实现与自动 机同步；即在一个自动机动作周期内，推爪装置前进、后退动作一次，中 心盒装置升、降动作一次；并且保持着每一个位置的对应。其中推爪装置 和中心盒装置的运行位置、运行速度都是由同步控制PLC控制模块中各自 的运动单元的电子凸轮表控制实现的。因此当主电机运行速度发生变化时， 自动机升降和编码器旋转速度也发生变化，推爪装置和中心盒装置也实时 同步改变。

本发明将原有的三个独立运行单元整合成统一的运动整体，并保持着 实时同步性、可靠性、稳定性，实现了机械凸轮的控制效果，有效地改善 了原生产线存在的不同步且容易撞机的故障，减少了因撞机而产生的机械 损伤。