解决滚模式软胶囊机现存问题及解决途径

日期：2013/9/30 8:36:32 标签：软胶囊机 独立驱动

 1.软胶囊形成过程中的几个关键因素
　　软胶囊形成质量受多种因素的影响，如明胶自身特性的各种参数、熔胶时各种材料的配比等，在这里就不去讨论它了。与软胶囊机相关的因素主要有明胶膜的保温温度、胶皮轮的冷却温度、喷体的加热温度、左右模具的对线情况、柱塞的注药时间等。现有的软胶囊机通过PLC控制系统及PID调节圆满地解决了上述胶囊形成过程中的温度控制和监测问题。但左右模具对线和柱塞的注药时间是依靠操作工人的经验来进行调整的，存在很强的不确定因素，直接影响软胶囊的成形和装量。
　　柱塞的注药时间是个动态的过程，随着模具的转动，喷体上的喷孔会相对的在模具型腔上运动。注药时间不能太早，因为当明胶膜下方被模具型腔挤压剪切后，需要一定的时间才能粘合，从而形成完整的斗式的胶盒。只有在明胶膜开始粘合后注药，才能保证药液完全包封在软胶囊内，而不会从胶囊合缝处流出，导致装量上的不准确，并影响其他胶囊的形成。注药时间也不能太迟，太迟会影响明胶膜上方的合缝不能完全粘合或者粘合面积太小，导致漏丸或是在后期滚笼干燥过程中很容易被挤破，影响成品率并且大面积影响其他软胶囊的卫生情况。因此，注药的合理时间应该处在软胶囊形成过程的中段。
　　以北京长征天民高科技有限公司的250模具为例，24#模具在主轴转速为1rpm的情况下，软胶囊整个的形成过程约为1.6秒，其中合理的注药时间约为0.5～0.8秒，依靠操作人员的经验，难以精确控制。如果模具模腔变小或转速增加，则实际的合理注药时间区域更短，基本上无法控制，只能是反复试验操作才能达到要求。因此，依靠操作人员去实现注药时间的准确性，很可能导致前期试验和后期处理时浪费大量的人力和物力，造成不必要的经济损失。
 2.全独立驱动方案
　　为了解决柱塞注药时间的准确性问题，北京长征天民高科技公司投入了大量的技术力量进行方案论证和试验，zui终确定采用全独立驱动方式解决上述问题。
　　传统的胶囊机一般采用单电机驱动、各组件之间通过机械传动的方式来实现其协调动作。机械传动具有同步效果好的突出优点，能够满足使用要求。但该方法除了有前面所说的调整时对人的依赖性较强的缺点外，还由于加工精度（特别是形位公差）要求高，带来生产成本和对检验设备的要求也较高；而且在转速提升后，由于明胶膜是具有弹性的，会出现拉明胶膜或明胶膜下垂的现象。我公司2005年推出的RGY10-15型软胶囊机，尝试采用全独立驱动方案来解决上述问题。作为该方案的第一步，对某些相关组件如左右胶皮轮、拉网轴采用各自独立的驱动装置，通过控制系统来解决同步问题的技术方案，较好的解决了主机转速发生变化时，机械传动对明胶膜产生影响这一问题。供料泵和机头之间，采用气动离合器的方式进行调整，虽然在操作方面较传统的方案有所改观，但仍需要操作人员的经验，仍然还会造成人力和物力的浪费。北京长征天民高科技有限公司正在研制的一代软胶囊机，拟采用全独立驱动方案，有望解决了这个一直以来没有解决的问题。
　　全独立驱动方案，也就是将RGY10-15型软胶囊机中还与主机共用一个驱动装置的供料泵与主机分开驱动。采用交流异步电机伺服控制原理，在柱塞开始注药的位置进行旋转编码转换，变为相应的圆周上的点，以便与柱塞注药时间相对应。主电机启动后，带动模具进行旋转运动。当检测装置检测到模具上的零位标志后，便向PLC发出一次零位信号。PLC在收到信号后，向伺服器发出信号控制异步交流电机开始工作，自动寻找与主电机随动的零点。当零点被确认后，伺服控制器锁定转速比，保持主电机与供料泵电机的同步，自动校对注药时间过程完成。
 3.结论
　　伺服电机具有输出扭矩控制功能，控制范围0～300%电机额定转矩，控制精度±5%，选择功率较小的电机，就可以满足供料泵对驱动力的要求；该种电机的位置控制精度±1P（zui高可分至10000P），同时通过每个工作循环校验一次，保证注药时间精确要求；速度控制精度±0.02%，调速范围1：25000，保证完全与变频器控制的主电机的随动功能；低速大转矩输出，零转速力矩保持，保证在不同转速下工作的可靠性和准确性。经试验证实，全独立驱动方式，具有控制精度高，可靠性强，能源损耗低等突出优点，可有效的解决现有胶囊机存在的问题。