1  前言

柱塞式灌裝機，在醫藥領域藥品藥劑的裝量國家有嚴格的控制標準和規范，因為關乎生命安全所以精準度非常重要。對制藥生產企業，一方面要嚴格執行國家關于灌裝藥品的規范，另一方面更注重生產效率，總之既要做到精準達到國家標準，又要盡可能提高生產效率，以最大化獲取企業效益。

客戶以往的機器是使用機械凸輪實現從軸跟隨主軸速度進行灌裝，一臺設備上需要至少有三個機械凸輪。長時間運行后，機械凸輪會有磨損，造成灌裝位置偏移。機械凸輪的速度不能快，否則會產生嚴重的抖動，因此使生產效率大打折扣。臺達10MC可以支持16軸，并可以建立多組電子凸輪曲線。利用電子凸輪曲線實現灌裝針與瓶位置對應。并可利用電子凸輪曲線實現藥泵控制，通過修改電子凸輪關鍵點來達到調整灌裝量。

2  系統控制框圖及說明

2.1設備框圖

圖1 設備框圖

2.2工藝要求

客戶此次設備是要求一次灌裝十瓶。主機啟動后，當瓶位開關導通時，從軸開始根據電子凸輪曲線追隨主軸位置。當主從同步時，灌裝軸下針，當針到瓶底時，藥泵開始打藥。藥泵包括打藥伺服和換向伺服。藥劑量根據觸摸屏設定的值，改變打藥伺服電子凸輪曲線關鍵點。當打藥伺服到達藥劑凸輪點時，換向伺服旋轉換向，改變藥劑流向。換向伺服的工作亦是根據凸輪曲線動作。藥泵整個動作在同步區里全部完成。當從軸快脫離同步區時，灌裝軸上升到原點，從軸跟據凸輪曲線高速返回起點。等待下一期到來，往復以上動作。

3  配置方案選型及程序

3.1配置方案選型

該設備一共有六顆伺服，且各個伺服間都有對應的位置關系，因此控制器選用臺達10MC總線運動控制器。（如圖2所示）

圖2 臺達10MC總線運動控制器

DVP10MC11T是臺達自主研發的基于CANopen現場總線的多軸運動控制器，它遵循CANopen DS301基本通訊協議和DSP402運動控制協議，同時還支持大部分國際組織所定義的運動控制標準指令庫，極大方便使用者快速入門，迅速的進行項目開發。

DVP10MC11T是一個多功能控制器，其內部包含標準PLC模塊和MC運動控制模塊兩大功能模塊（如圖3）。PLC模塊與臺達其它DVP系列PLC功能相似，使用方法也相同，通過WPLSoft或ISPSoft編程軟件，可以編寫梯形圖，順序功能圖，指令表等臺達標準的PLC邏輯程序。PLC 模塊同時還支持左側和右側兩個擴展接口，左側為高速并行擴展口，可以連接最多7 臺現場總線主站模塊（DeviceNet，CANopen主站等）、以太網模塊及高速模擬量模塊等，右側用來連接原DVP-S系列PLC的擴展模塊（如低速模擬量及數字量模塊）。MC運動控制模塊主要通過CANopen總線，對伺服驅動器進行精密的控制，以完成用戶所期望的速度控制、位置控制等功能。MC運動控制模塊采用CANopenBuilder軟件進行運動控制編程，來實現各種復雜的運動控制任務，運動控制語言以圖形化的方式提供用戶編寫運動控制功能，使用簡潔，易于學習理解。同時，CANopeBuilder軟件也提供用戶方便的G 代碼編輯、預覽、電子凸輪編輯等界面，方便用戶規劃更有特色的運動控制需求。由于采用高可靠性的CAN總線為主線的通訊系統，DVP10MC11T只需為客戶提供簡單配線，因具有高速可靠的運動控制系統，可廣泛應用在包裝、印刷、封裝、切割、數控機床、自動化倉儲等各種自動化控制領域中。

圖3 DVP10MC11T內部結構

MC運動控制模塊主要功能有：單軸系統最大支持16個實軸；兩軸直線/圓弧插補；簡易NC功能，2.5軸G代碼支持；電子凸輪，5階多項式擬合，支持虛軸；電子齒輪。

10MC控制器是CANopen總線控制器，臺達A2-M伺服支持CANopen通訊。與10MC控制器配套選用。配線大大簡化、控制更加精確，能夠滿足高端設備的應用需求。

3.2控制方法

硬件架構如圖4。

圖4 硬件架構圖

程序架構如圖5。

圖5 程序架構圖

設置各個軸的軸參數如圖6和圖7。

圖6 運動控制結構圖

圖7 參數配置界面