CN104229443B - 一种单列瓶体排列输送装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种单列瓶体排列输送装置及其控制方法，该输送装置包括控制器以及依次相连的进瓶输送带、用于将小瓶导向入星轮的进瓶输送带导瓶栏栅、用于分瓶与计算的星轮、出瓶输送带；所述进瓶输送带具有速度反馈部件并通过进瓶输送带调速电机驱动，所述进瓶输送带处设有小瓶列长度检测部件和检瓶部件；所述星轮通过星轮伺服电机驱动，所述星轮的入口端设有检测星轮前有无瓶的轮前检瓶部件；所述小瓶列长度检测部件、轮前检瓶部件、进瓶输送带调速电机、星轮伺服电机均与控制器相连。该控制方法用来实现对上述输送装置的控制。本发明具有结构简单、自动化程度高、可控性高、可靠性好等优点。

Description

一种单列瓶体排列输送装置及其控制方法

技术领域

本发明主要涉及到瓶体输送设备领域，特指一种适用于单列瓶体排列的输送装置及其控制方法。

背景技术

在制药机械设备中，常使用到固定式进出瓶系统单列瓶体输送排列装置。通常采用输送带移动小瓶队列，利用光电传感器在输送带上感应有无小瓶，PLC（可编程控制器）计算小瓶数、控制前后挡瓶气缸交错动作并配合输送带运动形成小瓶队列。另还有一种采用计数与排列小瓶的方式，即通过接近开关感应安装在星轮每个瓶位下方的螺栓以感应有无小瓶，PLC（可编程控制器）计算小瓶数、控制星轮电机与输瓶输送带电机旋转运动并通过时间配合运动实现分瓶形成小瓶队列。

上述第一种方式，小瓶在输送带上抖动易引起光电传感器的误动作，进而造成小瓶计数的不准确。同时，气缸的瞬间启停动作，将会产生冲击，影响到小瓶队列的排列，最终导致小瓶排列不整齐，同时不能实现小瓶列排列间距的调整。

上述第二种方式，小瓶在排列过程中星轮电机与输瓶输送带电机为时间配合的开环同步运动，影响小瓶排列；通过分别调整星轮电机与输瓶输送带电机速度调整小瓶间距，调整不方便且重复精度差，不能实现星轮电机与输瓶输送带电机同步速度的无极调速，星轮瓶位缺瓶易引起小瓶列排列小瓶不连续，且小瓶瓶位感应螺栓孔加工制造与调整较为困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、自动化程度高、可控性高、可靠性好的单列瓶体排列输送装置及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种单列瓶体排列输送装置，包括控制器以及依次相连的进瓶输送带、用于将小瓶导向入星轮的进瓶输送带导瓶栏栅、用于分瓶与计算的星轮、出瓶输送带；所述进瓶输送带具有速度反馈部件并通过进瓶输送带调速电机驱动，所述进瓶输送带处设有小瓶列长度检测部件和检瓶部件；所述星轮通过星轮伺服电机驱动，所述星轮的入口端设有检测星轮前有无瓶的轮前检瓶部件；所述小瓶列长度检测部件、轮前检瓶部件、进瓶输送带调速电机、星轮伺服电机均与控制器相连。

作为本发明的进一步改进：

所述星轮安装于星轮旋转轴上，所述星轮的外圆周上均匀设有与瓶体外形相匹配的星轮瓶位；所述星轮旋转轴上套有星轮伺服参考原点轴套，所述星轮伺服参考原点轴套上设有星轮伺服参考原点感应块以及用于检测的星轮伺服参考原点接感应开关。

所述星轮旋转轴的轴端设有星轮旋转卡瓶时用于保护星轮瓶位尖角与防止小瓶破碎的扭矩限制器。

所述出瓶输送带由出瓶输送带伺服电机驱动，所述出瓶输送带伺服电机与控制器相连。

所述出瓶输送带的运行方向与进瓶输送带导瓶栏栅的出口方向平行。

所述进瓶输送带导瓶栏栅的侧面安装有两个间隔为大于或等于一个小瓶列的镜反射光电装置。

本发明进一步提供一种用来对上述单列瓶体排列输送装置进行控制的方法，其步骤为：

（1）设定参数后，星轮回参考原点操作，进瓶输送带启动；所述设定的参数包括设定小瓶列的瓶数、小瓶列的瓶子间距、星轮与出瓶输送带伺服电机与进瓶输送带电机速度、小瓶列的偏移距离；

（2）反馈进瓶输送带的实时速度，判断实时速度是否等于设定速度，同时判断星轮位置参考是否正常与扭矩限制器反馈是否正常；如果有一个条件不满足，星轮与出瓶输送带立即停止运行，返回步骤（1）；如果条件均满足，则星轮伺服电机与出瓶输送带伺服电机同步准备；

（3）通过小瓶列的长度检测装置传感器检测是否有瓶，星轮前检瓶装置传感器检测是否有瓶，是否允许排列小瓶列；如果条件不满足，则系统等待，返回星轮伺服电机与出瓶输送带伺服电机同步准备；如果条件满足，则进入步骤（4）；

（4）星轮伺服电机与出瓶输送带伺服电机同步运行，完成设定小瓶数同步角度行程；

（5）星轮与出瓶输送带伺服同步解除，出瓶输送带伺服移动设定偏移距离，步骤完成后返回步骤（2）；

（6）输出控制信号结束排列指令，结束单列瓶体排列。

所述出瓶输送带具有速度反馈部件，由出瓶输送带伺服电机驱动，所述出瓶输送带伺服电机与控制器相连。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明能够保证需要排列的小瓶数量，减少小瓶列排列停机时间。进瓶输送带导瓶栏栅上安装有两个间隔为大于或等于一个小瓶列的检瓶装置，远离星轮的检瓶装置为增加的小瓶列长度检测装置，连续运行的进瓶输送带与停止挡瓶的星轮将间隙进入的小瓶列在星轮前堆积成紧挨的小瓶列，当小瓶列长度检测装置检测到连续有瓶，程序将控制星轮开始启动排列小瓶，小瓶列长度检测装置与星轮的启动配合控制，星轮前一定长度的连续小瓶列可提供一个小瓶连续进入星轮瓶位的推力，同时大于小瓶列的连续小瓶可消除间隙进入的小瓶对连续排列小瓶的影响，减少连续排列小瓶星轮伺服电机与出瓶输送带伺服电机启停次数，加快了排列小瓶列速度，提高了生产效率。

2、本发明通过通信控制的闭环电机驱动实时反馈进瓶输送带速度，确保进瓶输送带输瓶速度大于星轮出瓶速度，与传统的延时启动星轮相比，提高了星轮运行操作响应速率与连续传递小瓶的稳定性，稳定的输瓶速度能提供一个稳定的推力以减少星轮伺服电机启停次数，提高了生产效率。

3、本发明通过安装在星轮旋转轴上的星轮伺服参考原点装置与传统的在星轮上设置位置参考点相比装置不需要暴露在洁净区，在更换不同规格的星轮时不需要调整传感器位置，从而减少了对洁净区的污染风险，保证了药厂的无菌性，同时星轮伺服参考原点装置减少了小瓶位感应点，减轻了星轮加工制造与装配难度，减少了成本。

4、本发明通过圆周运动的星轮与出瓶输送带配合带有运动控制功能的控制器闭环控制的伺服电机，出瓶输送带采用相对位置控制方法，即每次开始同步运行排列小瓶距离计算采用重新计算的方法，通过改变伺服电机之间的电子齿轮比可实现小瓶列间距排列快速调整，通过改变伺服电机同步速度，实现同步速度的无极调速，与传统的通过调整两个伺服电机的速度实现同步的开环控制同步速度调整更快，同步误差更小，提高了生产效率和设备的稳定性。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是本发明中星轮的具体结构示意图。

图3是本发明控制方法的流程示意图。

图例说明：

1、小瓶列长度检测部件；2、轮前检瓶部件；3、进瓶输送带导瓶栏栅；4、星轮；5、星轮瓶位；6、进瓶输送带调速电机；7、出瓶输送带伺服电机；8、进瓶输送带；9、小瓶；10、小瓶列；11、出瓶输送带；12、星轮旋转轴；13、星轮伺服参考原点轴套；14、星轮减速机；15、星轮伺服电机；16、星轮伺服参考原点感应块；17、星轮伺服参考原点接感应开关；18、扭矩限制器；19、检瓶部件。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明的单列瓶体输送排列装置，包括控制器（图中未示）以及依次相连的进瓶输送带8、用于将小瓶导向入星轮4的进瓶输送带导瓶栏栅3、用于分瓶与计算的星轮4、出瓶输送带11。其中，进瓶输送带8具有速度反馈部件，并通过进瓶输送带调速电机6驱动，进瓶输送带调速电机6的控制通过可通讯反馈速度的变频器控制。进瓶输送带8处设有小瓶列长度检测部件1和检瓶部件19，用来对进瓶输送带8上小瓶列的长度进行检测。检瓶部件19安装于进瓶输送带导瓶栏栅3侧面，包括两个间隔为大于或等于一个小瓶列的镜反射光电装置。星轮4的入口端设有轮前检瓶部件2，用来检测星轮4的入口端处是否有瓶。星轮4安装于星轮旋转轴12上，星轮4通过星轮伺服电机15驱动，星轮4的外圆周上均匀设有与瓶体外形相匹配的星轮瓶位5。参见图2，本实施例中，星轮旋转轴12上套有星轮伺服参考原点轴套13，星轮伺服参考原点轴套13上设有星轮伺服参考原点感应块16以及用于检测的星轮伺服参考原点接感应开关17。本实施例中，进一步在星轮旋转轴12的轴端设有星轮4旋转卡瓶时用于保护星轮瓶位5尖角与防止小瓶破碎的扭矩限制器18。

本实施例中，出瓶输送带11由出瓶输送带伺服电机7驱动，出瓶输送带11的运行方向与进瓶输送带导瓶栏栅3的出口方向平行，且出瓶输送带11上无导瓶栏栅。小瓶列长度检测部件1、轮前检瓶部件2、进瓶输送带调速电机6、星轮伺服电机15均与控制器相连。

如图3所示，本发明进一步提供一种用来对上述单列瓶体排列输送装置进行控制的方法，其步骤为：

（1）设定参数后，星轮4回参考原点操作，进瓶输送带8启动；所述设定的参数包括设定小瓶列的瓶数、小瓶列的瓶子间距、星轮4、出瓶输送带伺服电机7与进瓶输送带调速电机6的速度、小瓶列的偏移距离；星轮4回参考原点操作步骤，因为星轮伺服编码器为绝对编码器，通电与断电都能记住伺服位置。首先星轮伺服运动回零（即软参考点原点，也就是绝对编码器零点位置），然后同时对照外界安装的用于检测的星轮伺服参考原点接感应开关17是否触发，判断软参考原点与用于检测的星轮伺服参考原点接感应开关17原点是否重合，最后反馈判断星轮4回参考原点是否完成，重合，星轮4回参考原点完成，不重合星轮4回参考原点未完成，进入对应的错误操作程序进行恢复；

（2）反馈进瓶输送带8的实时速度，判断实时速度是否等于设定速度，同时判断星轮4位置参考是否正常与扭矩限制器18反馈是否正常；如果有一个条件不满足，星轮4与出瓶输送带11立即停止运行，返回步骤（1）；如果条件均满足，则星轮伺服电机15与出瓶输送带伺服电机7同步准备；通过控制器与进瓶输送带调速电机6驱动通讯，可反馈进瓶输送带8的实时速度，从而可判断实时速度是否等于设定速度；

（3）通过小瓶列的小瓶列长度检测部件1检测是否有瓶，轮前检瓶部件2（传感器）检测是否有瓶，是否允许排列小瓶列；如果条件不满足，则系统等待，返回星轮伺服电机15与出瓶输送带伺服电机7同步准备；如果条件满足，则进入步骤（4）；

（4）星轮伺服电机15与出瓶输送带伺服电机7同步运行，完成设定小瓶数同步角度行程；

（5）星轮4与出瓶输送带11同步解除，出瓶输送带11移动设定偏移距离，步骤完成后返回步骤（2）；

（6）输出控制信号结束排列指令，结束单列瓶体排列；此步骤可在之前所有步骤内触发，结束单排瓶体排列操作。

即，系统通过人机界面操作与设定参数，通过修改星轮伺服电机15与出瓶输送带伺服电机7的同步电子齿轮比参数实现小瓶列不同的瓶子间距；出瓶输送带伺服移动设定偏移距离实现小瓶列10偏移；小瓶个数的计算通过星轮4运行角度来实现，如星轮4外圆周上均匀设有与瓶体外形相匹配的星轮瓶位5幅度为θ，星轮4旋转一圈的瓶子个数n=2π/θ，将星轮伺服电机15设为模态伺服轴，小瓶列10瓶数为m，星轮4运行的角度行程S=m*θ；通过小瓶列长度检测部件1和轮前检瓶部件2保证星轮入口连续排列小瓶，同时通过小瓶列长度检测部件1周期性检测小瓶列长度减少星轮伺服电机与出瓶输送带伺服电机同步暂停时间。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种单列瓶体排列输送装置，其特征在于，包括控制器以及依次相连的进瓶输送带（8）、用于将小瓶导向入星轮（4）的进瓶输送带导瓶栏栅（3）、用于分瓶与计算的星轮（4）、出瓶输送带（11）；所述进瓶输送带（8）具有速度反馈部件并通过进瓶输送带调速电机（6）驱动，所述进瓶输送带（8）处设有小瓶列长度检测部件（1）和检瓶部件（19）；所述星轮（4）通过星轮伺服电机（15）驱动，所述星轮（4）的入口端设有检测星轮前有无瓶的轮前检瓶部件（2）；所述小瓶列长度检测部件（1）、轮前检瓶部件（2）、进瓶输送带调速电机（6）、星轮伺服电机（15）均与控制器相连；所述出瓶输送带（11）具有速度反馈部件并由出瓶输送带伺服电机（7）驱动，所述出瓶输送带伺服电机（7）与控制器相连。

2.根据权利要求1所述的单列瓶体排列输送装置，其特征在于，所述星轮（4）安装于星轮旋转轴（12）上，所述星轮（4）的外圆周上均匀设有与瓶体外形相匹配的星轮瓶位（5）；所述星轮旋转轴（12）上套有星轮伺服参考原点轴套（13），所述星轮伺服参考原点轴套（13）上设有星轮伺服参考原点感应块（16）以及用于检测的星轮伺服参考原点接感应开关（17）。

3.根据权利要求2所述的单列瓶体排列输送装置，其特征在于，所述星轮旋转轴（12）的轴端设有星轮（4）旋转卡瓶时用于保护星轮瓶位（5）尖角与防止小瓶破碎的扭矩限制器（18）。

4.根据权利要求1所述的单列瓶体排列输送装置，其特征在于，所述出瓶输送带（11）的运行方向与进瓶输送带导瓶栏栅（3）的出口方向平行。

5.根据权利要求1或2或3所述的单列瓶体排列输送装置，其特征在于，所述进瓶输送带导瓶栏栅（3）的侧面安装有两个间隔为大于或等于一个小瓶列的镜反射光电装置。

6.一种用来对上述权利要求1～5中任一项所述单列瓶体排列输送装置进行控制的方法，其特征在于，步骤为：

（1）设定参数后，星轮回参考原点操作，进瓶输送带启动；所述设定的参数包括设定小瓶列的瓶数、小瓶列的瓶子间距、星轮、出瓶输送带伺服电机速度、进瓶输送带调速电机速度、小瓶列的偏移距离；

（2）反馈进瓶输送带的实时速度，判断实时速度是否等于设定速度，同时判断星轮位置参考是否正常与扭矩限制器反馈是否正常；如果有一个条件不满足，星轮与出瓶输送带立即停止运行，返回步骤（1）；如果条件均满足，则星轮伺服电机与出瓶输送带伺服电机同步准备；

（3）通过小瓶列的长度检测装置传感器检测是否有瓶，星轮前检瓶装置传感器检测是否有瓶，是否允许排列小瓶列；如果条件不满足，则系统等待，返回星轮伺服电机与出瓶输送带伺服电机同步准备；如果条件满足，则进入步骤（4）；

（4）星轮伺服电机与出瓶输送带伺服电机同步运行，完成设定小瓶数同步角度行程；

（5）星轮与出瓶输送带伺服同步解除，出瓶输送带伺服移动设定偏移距离，步骤完成后返回步骤（2）；

（6）输出控制信号结束排列指令，结束单列瓶体排列。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述出瓶输送带（11）具有速度反馈部件，由出瓶输送带伺服电机（7）驱动，所述出瓶输送带伺服电机（7）与控制器相连。