解決滾模式軟膠囊機(jī)現(xiàn)存問題及解決途徑

日期：2013/9/30 8:36:32 標(biāo)簽：軟膠囊機(jī) 獨(dú)立驅(qū)動

 1.軟膠囊形成過程中的幾個(gè)關(guān)鍵因素
　　軟膠囊形成質(zhì)量受多種因素的影響，如明膠自身特性的各種參數(shù)、熔膠時(shí)各種材料的配比等，在這里就不去討論它了。與軟膠囊機(jī)相關(guān)的因素主要有明膠膜的保溫溫度、膠皮輪的冷卻溫度、噴體的加熱溫度、左右模具的對線情況、柱塞的注藥時(shí)間等。現(xiàn)有的軟膠囊機(jī)通過PLC控制系統(tǒng)及PID調(diào)節(jié)圓滿地解決了上述膠囊形成過程中的溫度控制和監(jiān)測問題。但左右模具對線和柱塞的注藥時(shí)間是依靠操作工人的經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行調(diào)整的，存在很強(qiáng)的不確定因素，直接影響軟膠囊的成形和裝量。
　　柱塞的注藥時(shí)間是個(gè)動態(tài)的過程，隨著模具的轉(zhuǎn)動，噴體上的噴孔會相對的在模具型腔上運(yùn)動。注藥時(shí)間不能太早，因?yàn)楫?dāng)明膠膜下方被模具型腔擠壓剪切后，需要一定的時(shí)間才能粘合，從而形成完整的斗式的膠盒。只有在明膠膜開始粘合后注藥，才能保證藥液完全包封在軟膠囊內(nèi)，而不會從膠囊合縫處流出，導(dǎo)致裝量上的不準(zhǔn)確，并影響其他膠囊的形成。注藥時(shí)間也不能太遲，太遲會影響明膠膜上方的合縫不能完全粘合或者粘合面積太小，導(dǎo)致漏丸或是在后期滾籠干燥過程中很容易被擠破，影響成品率并且大面積影響其他軟膠囊的衛(wèi)生情況。因此，注藥的合理時(shí)間應(yīng)該處在軟膠囊形成過程的中段。
　　以北京長征天民高科技有限公司的250模具為例，24#模具在主軸轉(zhuǎn)速為1rpm的情況下，軟膠囊整個(gè)的形成過程約為1.6秒，其中合理的注藥時(shí)間約為0.5～0.8秒，依靠操作人員的經(jīng)驗(yàn)，難以精確控制。如果模具模腔變小或轉(zhuǎn)速增加，則實(shí)際的合理注藥時(shí)間區(qū)域更短，基本上無法控制，只能是反復(fù)試驗(yàn)操作才能達(dá)到要求。因此，依靠操作人員去實(shí)現(xiàn)注藥時(shí)間的準(zhǔn)確性，很可能導(dǎo)致前期試驗(yàn)和后期處理時(shí)浪費(fèi)大量的人力和物力，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。
 2.全獨(dú)立驅(qū)動方案
　　為了解決柱塞注藥時(shí)間的準(zhǔn)確性問題，北京長征天民高科技公司投入了大量的技術(shù)力量進(jìn)行方案論證和試驗(yàn)，zui終確定采用全獨(dú)立驅(qū)動方式解決上述問題。
　　傳統(tǒng)的膠囊機(jī)一般采用單電機(jī)驅(qū)動、各組件之間通過機(jī)械傳動的方式來實(shí)現(xiàn)其協(xié)調(diào)動作。機(jī)械傳動具有同步效果好的突出優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足使用要求。但該方法除了有前面所說的調(diào)整時(shí)對人的依賴性較強(qiáng)的缺點(diǎn)外，還由于加工精度（特別是形位公差）要求高，帶來生產(chǎn)成本和對檢驗(yàn)設(shè)備的要求也較高；而且在轉(zhuǎn)速提升后，由于明膠膜是具有彈性的，會出現(xiàn)拉明膠膜或明膠膜下垂的現(xiàn)象。我公司2005年推出的RGY10-15型軟膠囊機(jī)，嘗試采用全獨(dú)立驅(qū)動方案來解決上述問題。作為該方案的第一步，對某些相關(guān)組件如左右膠皮輪、拉網(wǎng)軸采用各自獨(dú)立的驅(qū)動裝置，通過控制系統(tǒng)來解決同步問題的技術(shù)方案，較好的解決了主機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，機(jī)械傳動對明膠膜產(chǎn)生影響這一問題。供料泵和機(jī)頭之間，采用氣動離合器的方式進(jìn)行調(diào)整，雖然在操作方面較傳統(tǒng)的方案有所改觀，但仍需要操作人員的經(jīng)驗(yàn)，仍然還會造成人力和物力的浪費(fèi)。北京長征天民高科技有限公司正在研制的一代軟膠囊機(jī)，擬采用全獨(dú)立驅(qū)動方案，有望解決了這個(gè)一直以來沒有解決的問題。
　　全獨(dú)立驅(qū)動方案，也就是將RGY10-15型軟膠囊機(jī)中還與主機(jī)共用一個(gè)驅(qū)動裝置的供料泵與主機(jī)分開驅(qū)動。采用交流異步電機(jī)伺服控制原理，在柱塞開始注藥的位置進(jìn)行旋轉(zhuǎn)編碼轉(zhuǎn)換，變?yōu)橄鄳?yīng)的圓周上的點(diǎn)，以便與柱塞注藥時(shí)間相對應(yīng)。主電機(jī)啟動后，帶動模具進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。當(dāng)檢測裝置檢測到模具上的零位標(biāo)志后，便向PLC發(fā)出一次零位信號。PLC在收到信號后，向伺服器發(fā)出信號控制異步交流電機(jī)開始工作，自動尋找與主電機(jī)隨動的零點(diǎn)。當(dāng)零點(diǎn)被確認(rèn)后，伺服控制器鎖定轉(zhuǎn)速比，保持主電機(jī)與供料泵電機(jī)的同步，自動校對注藥時(shí)間過程完成。
 3.結(jié)論
　　伺服電機(jī)具有輸出扭矩控制功能，控制范圍0～300%電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩，控制精度±5%，選擇功率較小的電機(jī)，就可以滿足供料泵對驅(qū)動力的要求；該種電機(jī)的位置控制精度±1P（zui高可分至10000P），同時(shí)通過每個(gè)工作循環(huán)校驗(yàn)一次，保證注藥時(shí)間精確要求；速度控制精度±0.02%，調(diào)速范圍1：25000，保證完全與變頻器控制的主電機(jī)的隨動功能；低速大轉(zhuǎn)矩輸出，零轉(zhuǎn)速力矩保持，保證在不同轉(zhuǎn)速下工作的可靠性和準(zhǔn)確性。經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，全獨(dú)立驅(qū)動方式，具有控制精度高，可靠性強(qiáng)，能源損耗低等突出優(yōu)點(diǎn)，可有效的解決現(xiàn)有膠囊機(jī)存在的問題。