ELAU全伺服自動化控制系統(tǒng)解決方案-玻璃瓶灌裝密封一體機

1 方案簡介

         本機采用ELAU的PacDrive運動控制系統(tǒng)和全數(shù)字伺服電機作為控制系統(tǒng)。直線高速輸送藥瓶，可以達到500瓶/分鐘。灌裝針采用往復跟蹤方式在藥瓶運動的情況下進行灌裝以及旋轉式加塞、壓塞。實現(xiàn)可適用多種規(guī)格，并可根據(jù)各種瓶子的規(guī)格來自動調整灌裝的裝量、灌針升降的高度和整個系統(tǒng)的生產速度，同時實現(xiàn)無瓶不灌裝和無瓶不加塞的等功能。生產數(shù)據(jù)和產品數(shù)據(jù)可以長期保留，生產配方數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)無限復制和修改。采用大屏幕真彩觸摸屏設計人機交互界面，操作友好，可以實現(xiàn)多級數(shù)據(jù)安全管理。具備操作向導和誤操作鎖定功能，防止因誤操作而損害機器和操作人員，強化了設備和人員安全保障。同時提供全面的幫助信息，使得用戶可以在幫助信息的指導下迅速的排除故障和問題。

2 工藝簡介
2.1 機械機構簡圖

說明：
 F1~F12為12個灌裝泵電機，V是泵閥轉向控制電機，這13臺電機均采用ELAU的iSH智能一體式電機（驅動器和電機集成與一起）。結構緊湊，大大節(jié)約了機器的安裝空間和電氣柜的體積。由于采用了標準配線，減少了90%的配線，亦使得配線出錯率降低為零，極大的節(jié)約了安裝和調試時間。
 m電機：是網(wǎng)帶機電機，負責輸送空瓶，由ATV31變頻器驅動，采用其自帶的Canopen總線與ELAU的C600運動控制器通信，可以實現(xiàn)無級調速給瓶。
 M電機：一共5臺，其中4臺采用ELAU的SH系列伺服電機，1臺iSH電機。從左到右分別是：
 絞盤電機，負責把網(wǎng)帶機上面的空瓶均勻的分配到主齒形輸送帶上。要求嚴格跟隨主齒形帶的位置進行運轉，否則會出現(xiàn)擠爆瓶的危險。
 跟隨電機，負責驅動灌裝針左右，跟隨主齒形輸送帶的位置，做跟隨同步運動。把灌裝針對準玻璃瓶口，從而保證灌裝針可以正確的插入瓶口。
 上下電機，負責驅動灌裝針上下運動，保證灌裝針的插入深度。
 主電機，負責驅動整個輸送齒形帶做高速直線運動，齒形帶上的齒槽內有玻璃瓶。
 分瓶電機（iSH），負責驅動產品出口的選擇，做0~100°角擺動。

2.2 工藝說明

        設備上電，自檢完畢無故障，進行運行操作。網(wǎng)帶機啟動，玻璃瓶被輸送到絞盤電機的螺旋槽內；主機運行起來，主齒形帶做勻速運行，同時，絞盤電機跟隨主機運轉，保持給瓶位置正確。一旦有瓶進入主齒形帶，檢瓶開關發(fā)送信號給灌裝機構，一旦空瓶到了灌裝機構的跟隨位置就開始灌裝。
        正常運轉后，如果檢瓶開關檢測到一列瓶子中間其中有缺瓶，即瓶子沒有連續(xù)的到來，而是中間有空位，這時，要把這個信號送到灌裝機構，通知處在該位置的那個灌裝針電機停止灌裝動作，同樣也要把這個信號送到加塞結構，在該缺瓶位置不要送塞。這就是所謂的無瓶不灌裝和無瓶不加塞功能。否則會出現(xiàn)藥物被灌到缺瓶位置上，浪費了藥品，也污染了機器，缺瓶位置的瓶塞也會掉落下來，影響整個機器的運轉。
        檢瓶開關在延時1-2秒的情況下仍沒有檢測到瓶子時，說明已經沒有空瓶進來，此時主機和灌裝機構會自動的把已經送出的瓶灌裝完畢，主機將進入等待狀態(tài)，直到瓶子來到后主機又開始自動運行。
        本機在自動工作方式的時候，能根據(jù)各個報警來自動停止機器的運行，當出現(xiàn)異常緊急情況下，也可按下急停按鈕來停止機器的運行。
當故障排除后重新啟動時，所有電機又可以從原點開始正常運行。
       還有手動和點動方式。當在手動工作方式時，當機器出現(xiàn)故障或電機未回到原點時，可在自動條件不滿足的條件下運行機器，也可以單獨對每一個電機進行操作和調整，同樣，急停按鈕也能緊急停止機器的運行。
當機器運行在點動工作方式時，按下啟動按鈕保持后機器開始運行，所有電機根據(jù)主電機的速度同步動作，當所有動作執(zhí)行完一個運行周期后機器可以自動停止運行。
尋零模式下可以實現(xiàn)所有電機的尋找零點位置。采用寫編碼器的方式進行把當前位置強制為零。
        因本機可適用于多種規(guī)格的瓶子，每種規(guī)格的瓶子只要把參數(shù)設定好以后就可以存貯下來，下一次更換規(guī)格時，只要把相應規(guī)格瓶子的參數(shù)調用出來就可以了。
計算產量。
生產速度顯示。
各個電機的位置顯示。
顯示系統(tǒng)報警和條件報警。

3 標準和規(guī)范 

        軟件開發(fā)平臺是標準的windows環(huán)境下的EPAS-4軟件，編程使用有6種語言，其中包含5種標準的IEC 61131-3語言。
機器制造商要保證系統(tǒng)操作的安全性，可以按照EN292安全標準來設計。
設備在調試和維護的時候能夠保證3級認證（EN954-1）。
        ELAU 提供了符合以上提到的安全標準的InverterEnable circuit （驅動使能回路）安全技術。本技術細節(jié)可以在www.elau.de網(wǎng)站上可以查到。

4 開創(chuàng)性的模塊化機器設計
        ELAU的模塊化機器設計，是基于模塊化的電氣硬件設計和應用程序軟件的設計，極大了方便了機器的開發(fā)、使用和維護?；诖烁拍钤O計的機器或者生產線，原有的程序不需要改變，卻可以根據(jù)實際生產的要求，增加或者減少運行電機的數(shù)量，從而可以改變生產工藝流程。
4.1 機器模塊
本機器劃分為以下幾個功能組模塊：
• 虛軸組模塊AlphaModule（虛擬主軸）
• 輸送組模塊BravoModule（主機電機，絞盤電機，分瓶電機）
• 跟蹤組模塊CharlyModule（跟隨電機，上下電機）
• 灌裝組模塊DeltaModule（轉閥控制電機，灌裝泵電機）

4.2 系統(tǒng)配置

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