一、卷料上供料機構的基本組成和類型
* 在藥劑生產中,卷料上供科機構主要應用於藥品自動包裝機械上,如鋁塑包裝袋包裝等。
* 卷料上供科機構主要解決
——定量(即定比)或定長供量
——硬性材料的校直與送進
——商標圖案材料的縱橫向調位問題。
1、基本組成:料架、卷料送進裝置、卷料校直裝置、卷料定量裝置及剎車裝置等。
2、類型:根據供料情況分為間歇作用式和連續作用式。在藥劑生產尤其是藥品包裝設備中都有著廣泛應用。
(1)間歇作用式供料機構——周期性地送出一定長度的卷料。
圖1-1為自動捆紮機送料機構。
採用電氣-機械式的間歇傳動供料:滾輪2摩擦送料,開關6控制驅動電機
圖1-2為間歇式袋包裝塑料膜供料機構示意圖。
導向輥校直薄膜,(成型器2成形、縱封器3熱封成筒狀袋、);
橫封器5封底並夾著袋子向下移動一個袋距、進行切斷;
移動的距離由光自檢測裝置進行控制。
(2)連續作用式供料機構——按自動機生產率要求連續送進一定長度的卷料。
* 通常是利用摩擦滾輪或摩擦帶輸送卷料。
圖1-3為連續制袋包裝機供料示意圖。
導向輥校直薄膜;
兩縱封滾輪4完成縱封,並帶動薄膜自上而下送料;
橫封滾輪6間歇閉合(此時轉鼓進行加料),其上的滾刀同時將袋定長切斷。
* 兩次橫封切斷之間的袋長,由縱封滾輪轉速決定,而該轉速受光電檢測裝置通過包裝紙上標記識別機構及調速機構控制。
二、包裝紙(薄膜)自動上料方法
* 藥品包裝中所用包裝材科主要有包裝紙、塑料薄膜等。
* 根據有無商標(圖案)可以分類為:
無商標單色紙(一般為捲筒紙);
密集型商標紙(每件產品的包裝上有一個以上商標) ;
完整型商標紙(每件產品的包裝紙上只有一個商標,包括單張商標紙和捲筒商標紙)。
** 由於密集型商標紙的商標密集排列,因此,可以將其作為無商標(即單色)捲筒紙考慮。
** 單張商標紙作為單個的薄片料處理。
1、無商標卷料送料方法
圖1—4為捲筒包裝紙或內襯紙上料機構示意圖。
卷料輸送中的位置精度包括縱向和橫向兩方面。 * 材質——質地厚實強度較高的防潮橡皮紙或紙與鋁的複合材料。 * 材質——塑料薄膜。 2、捲筒商標紙(塑膜)送料方法 * 運動分三路輸出: * 自動定位裝置組成部分 * 三種工作狀態 * 微動開關在凸輪小徑範圍時為常態。 圖1-11是圓柱齒輪運動合成機構。
* 卷料輸送受多因素影響—→縱向或橫向偏位—→設計調整偏位機構。
* 斷料——常採用先刺穿后拉斷的方法。
* 拉紙滾輪3上裝有鋸齒形刀片
—→送料同時刺成一排鋸齒小孔。
* 滾輪5的線速度比滾輪3的線速度約高1/3
—→紙帶因速度差立即沿刺破線拉斷,完成紙帶斷料。
圖1—5是塑料膜帶的上料機構。
* 斷料——一次切斷。
* 拉紙滾輪3完成摩擦送料,旋轉刀5與固定刀4完成切斷。
* 旋轉刀5與滾輪3之間有嚴格的速比要求。
* 廣泛應用於藥品袋包裝機械中,如圖1-3所示的連續制袋包裝機的機構。
上述兩種上料機構工作原理基本相同,差別在於切割方法。
* 主要問題:
對正送進、多因索影響商標正確定位、斷料
—→自動上料方法複雜。
* 增沒光電檢測自動定位的裝置、運動合成機構。
商標紙光電定位裝置原理圖
電機13—→減速機構12
——驅動切斷刀17剪切包裝帶;
——通過分配軸驅動信號識別凸輪、可逆電機;
——通過運動合成機構10使滾輪15轉動。
A、紙帶定長、切斷機構;
B、光電控制裝置;
C、信號識別用同步凸輪機構;
D、運動合成機構。
(1)光電控制裝置
光電裝置根據商標紙帶上的標記發出信號。
A、正常情況,開關5、7不閉合,可逆電機11 不轉動。
B、商標滯后,凸輪4推動開關5閉合,光電信號經中間繼電器9使可逆電機11正轉,運動合成機構10使滾輪15轉速加快,糾正滯后現象。
C、商標超前,凸輪6推動開關7閉合,光電信號經中間繼電器8使可逆電機11反轉,運動合成機構10使滾輪15轉速減慢,糾正超前現象。
* 光電裝置如何控制可逆電機的?
光電裝置狀態有二:遮斷光線有信號/無信號。
信號發生狀態有三:正常/滯后/超前。
(2)信號識別機構——同步凸輪-微動開關裝置
* 信號識別用同步凸輪機構是控制可逆電機的裝置;
* 同步凸輪及微動開關與可逆電機的正反轉是預先設置的。
圖1-8是識別信號發生三狀態的同步凸輪工作原理圖。
* 信號發生狀態的設置:
A、光電信號發生在φ1區
→同步凸輪使開關1、4均開
→信號不傳送
→可逆電機不轉——設置為商標無錯位;
B、光電信號發生在φ2區
→同步凸輪使開關1閉合、4打開
→信號經1傳送至中間繼電器
——設置可逆電機正轉,糾正商標滯后;
C、光電信號發生在φ3區
→同步凸輪使開關1打開、4閉合
→信號經4傳送至中間繼電器
——設置可逆電機正轉,糾正商標超前。
綜合光電控制裝置和信號識別機構的工作原理,可確定三種工作狀態:
A、正常情況,切斷刀17接觸紙帶的瞬間,紙帶上的黑標通過光電裝置2,遮斷光線,光電管就發出信號,使光電繼電器3的常開觸頭閉合,但此時凸輪不推動微動開關5、7閉合,光電信號就送不到中間繼電器8、9上,故可逆電機11 不轉動。
B、切斷瞬間黑標滯后,這時,滯后光電信號就能因凸輪4推動微動開關5閉合而通過,經中間繼電器9使可逆電機11正轉,並通過運動合成機構10使滾輪15轉速加快,從而糾正商標滯后現象。
C、切斷瞬間黑標超前,則超前光電信號就能因凸輪6推動微動開關7閉合而通過,經中間繼電器8使可逆電機11反轉,再通過運動合成機構10使滾輪15的轉速減慢,從而糾正商標超前現象。
* 中間繼電器的作用——控制可逆電機轉動時間→補償滯后或超前量。
(3)運動合成機構
運動合成機構的傳動比為:
(n11-n17)/(n13-n17)=-(Z13·Z12)/(Z12·Z11);
因Z11 =Z12=Z13,所以
(n11-n17)/(n13-n17)=-1
當紙帶上的商標定位正常時,可逆電機不轉,即n11=0(固定不動,電機具有制動裝置或減速器有自鎖性),則得:
n13/n17=2
當紙帶上的商標定位不正常時, n0,此運動合成機構的傳動關係為:
n13=2n17± n11。11≠
運動合成機構的傳動比為:
(n7-n10)/(n4-n10)=(-1)²·(Z4·Z5·Z6)/(Z5·Z6·Z7);
因Z4 =2Z7,所以
(n7-n10)/(n4-n10)=2
當商標定位正常時,可逆電機不轉,即n4=0,所以
n10=-n7
當商標定位不正常時, n4≠0,此時的傳動關係為:
n10=-n7±2n4
三、卷料輸送中的調位
*
1、縱向位置調偏機構
* 卷料輸送時發生超前或滯后現象—→縱向偏位。
* 卷料輸送中的縱向位置調整有單向和雙向之分。
* 單向調整隻能在一個方向調整:先鑒別卷料超前或滯后,再按偏轉方向以時間控制方式逐步調整。
雙向調整能在正反兩個方向任意調整。
無論單向還是雙向調整,一般均採用逐步趨近的調整方法。
2、橫向位置調偏機構
* 卷料輸送時橫向位置發生偏移—→橫向偏位—→影響後續工序。
* 通常在橫向位置有一定要求的工序前設置橫向位置調偏機構。
* 常用橫向糾偏裝置有:張力式、電磁式、電動式、氣液式。
(1)張力式糾偏裝置(圖1-12)
◆無偏位時,卷料居中
→左右受力相等
→糾偏輥呈水平態。
◆橫向跑偏時,
→卷料偏移,左右受力不等
→糾偏輥傾斜
→捲筒產生的軸向力Fx使卷料回復。(偏移量越大,Fx越大)
→糾偏。
◆特點:
A、結構簡單、動作可靠、加工安裝方便;
B、無需動力、成本低;
C、該裝置屬剛性糾偏,要求兩壓簧剛度一致、卷料速度適中(太快:靈敏度不高;太慢:糾偏反應也慢,不實用)。
(2)電動式糾偏裝置(圖1-13)
◆無偏位時,卷料居中
→探邊發訊器無光電信號輸出
→無脈衝信號進入糾偏架步進電機1
→電機1不轉
→糾偏架保持在居中位置。
◆橫向跑偏時,卷料偏移
→探邊發訊器發出光電信號
→糾偏架步進電機1得到脈衝信號而旋轉
→糾偏架及糾偏輥一起向跑偏的反方向橫向移動
→糾偏。
◆特點:
A、採用呈三角形排列的三根糾偏輥
→增大包角→增加摩擦→利於糾偏;
B、機構質量大時慣性較大
→難以獲得準確位置、電機耗功較大
→適用於卷料寬度不大的場合。
(3)氣液式糾偏裝置
◆結構組成:氣流噴嘴8、氣-液伺服閥、油缸2、相關管路、糾偏架等。
◆無偏位時,卷料居中
→氣流噴嘴8的輸出壓不變
→氣-液伺服閥桿3不動
→輸出油路及流量不變
→油缸2中的活塞桿不動
→糾偏架保持原位。
◆橫向跑偏時,卷料偏移
→氣流噴嘴8的輸出壓發生改變
→推動氣-液伺服閥桿3移動
→輸出油路及流量改變
→油缸2中的活塞桿移動
→帶動糾偏架向跑偏的反方向移動
→糾偏。
◆特點:
A、機構採用氣液聯合傳動,面積大、成本高;
B、糾偏範圍為±50mm,速度為30m/min,精度為±2~3mm;
→適用於寬幅卷料或大型糾偏裝置的場合。
(4)光電-液動式糾偏裝置
◆結構組成:光電系統7和放大系統6、電-液伺服閥3、執行油缸2、相關管路、糾偏架1等。
◆無偏位時,卷料居中
→光電系統的光通量不變而無輸出訊號
→電-液伺服閥3位於中間不動
→油缸2中的活塞桿不動
→糾偏架保持原位。
◆橫向跑偏時,卷料偏移
→光電系統的光通量發生改變而輸出訊號
→推動電-液伺服閥3的閥芯
→輸出相應流量
→油缸2中的活塞桿移動
→帶動糾偏架向跑偏的反方向移動
→糾偏。
◆特點:
A、機構採用電液聯合傳動,成本較高;
B、糾偏範圍為±50mm,速度為120m/min,精度為±1~2mm、靈敏度高;
→適用於寬幅卷料快速糾偏裝置的場合。