专利名称：三件式液体灌装工作站的制作方法
技术领域：
本实用新型属于液体灌装设备领域，涉及一种三件式液体灌装工作站，即 可根据需要，将液体高速精确分配，适合于食品，制药，日化等行业及实验室。
技术背景目前，公知的三件式液体灌装工作站是配套机械高精度加工的柱塞式计 量泵一起工作来实现液体的高精度分装。除此之外，对液体的分装也使用蠕 动泵来进行分装或者使用移液器手动来进行液体的分装。但后两者在实际的 使用过程中，对分装的精度和速度都有一定的局限性。尤其是在高粘性液体 的分装以及对速度和精度有更高要求的时候，柱塞式计量泵发挥着重要的作 用。因此，在使用柱塞式计量泵进行液体的分装过程中，对三件式液体灌装 工作站的要求越来越高。而目前在针对柱塞式计量泵的控制， 一般是通过液 体灌装机上的凸轮结构来实现，其结构复杂，需要通过控制凸轮的运动来达 到目的，并且在稳定性能方面不可靠，控制相对复杂，并且是作为灌装机的 一个部分，当液体灌装机某个部分损坏后，就无法进行工作。不具有可移动 性能和移殖的功能。 发明内容本实用新型所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种三件 式液体灌装工作站，可实现对更高精度及性能的液体分装，同时降低产品的 成本，使这种工作站可以配套三件式柱塞计量泵使用。另外还具有可移殖的 功能，即本系统是一个集成模块，既可以与液体灌装机配合使用，也可以单 独的使用。本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的依据本实用新型提供一种三件式液体灌装工作站，包含升降机构、旋转 机构、机架、外罩及控制模块和电源模块，所述的升降机构、旋转才几构及控制模块和电源模块分别固装在机架20上，并通过控制模块12进行联机动作， 其中升降机构由电机、同步带轮、同步带、丝杠、直线导轨、升降动板、 升降块、万向连轴器和传感器构成；电机17与同步带轮16连接，同步带轮 16与同步带轮14通过同步带15连接，同步带轮14与丝杠19上端直接连接， 丝杠滑块22与直线导轨5所连接的滑块23相连接，升降动板6直接连接到 丝杠滑块22和直线导轨滑块23上，升降块8与升降动板直接连接，万向连 轴器7的一端与升降块8连接，万向连轴器7的另一端与泵的柱塞25连接， 电机通过同步带轮、同步带带动丝杠旋转，与直线导轨一起带动升降动板和 泵的柱塞25做沿导轨方向的垂直升降动作，传感器18固定在机架上的升降 动板上方，用于检测升降动板的位置，传感器18、电机17分别连接控制模块 12,控制升降运动的距离和速度；旋转机构由电机、同步带轮、同步带、定位码盘、万向连轴器及传感器 构成；电机11连接同步带轮10通过同步带21带动同步带轮2转动，使与同 步带轮2连接的定位盘1和万向连轴器3做旋转动作；万向连轴器3的另一 端与泵的旋转阀24连接完成泵套筒4的进液和出液动作；传感器9装在机架 上的定位盘l旁边，用于检测定位盘l的位置，传感器9、电机ll分别连接 控制模块12，控制旋转运动的角度和速度。本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案进一步实现前述的电机是步进电机，或者是伺服电机，或者是无刷交流/直流电机， 或者是驱动和控制集成为 一体的马达；前述的直线导轨是单直线导轨，或者是双直线导轨，或者是多根直线导轨；前述的定位盘是单定位盘，或者是双定位盘；前述的控制模块是PLC控制模块，或者是单片机控制模块，或者是多轴 运动控制模块。本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果 本实用新型各电机通过控制模块PLC的信号控制，结构简单且控制稳定， 更适合长期稳定的运转需求。各机构相对于整个设备的其他的机构，相对独 立，更易于维护及检修。低压电器控制，不需要额外的润滑油脂辅助运行， 更适合在高洁净度要求的环境使用。本实用新型体积小，重量轻，并且具有 可移殖的功能，即本系统是一个集成模块，既可以与液体灌装机配合使用， 也可以单独的使用。使液体灌装机的厂家不必考虑液体分装的实现机制，仅 需在设计和制造液体灌装机的时候预留三件式液体灌装工作站的空间和启动 停止信号接口就可以。这样可以降低液体灌装机的设计难度和制造成本。另 外，泵与设备的连接通过万向连轴器连接，此结构可以实现纠正多方向的偏 差；可以避免柱塞泵在工作过程中造成的损坏。总之，釆用本实用新型可以使 产品的分装更简洁，更稳定，分装过程更易控制，结构轻巧，更易维护和检 修，更易清洁。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。本实用新型的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
图l是本实用新型的结构示意图； 其中1、定位盘2、同步带轮3、万向连轴器4、泵的套筒5、直线导轨 6、升降动板7、万向连轴器8、升降块9、传感器10、同步带轮ll、电机 12、控制模块13、电源模块14、同步带轮15、同步带16、同步带轮 17、电机18、传感器19、丝杠20、机架21、同步带22、丝杠滑块 23、直线导轨滑块24、泵的旋转阀25、泵的柱塞具体实施方式
参见图1， 一种三件式液体灌装工作站，包含升降机构、旋转机构、机架、 外罩(图中省略)及控制模块和电源模块，所述的升降机构、旋转机构及控制模块和电源模块分别固装在机架20上，并通过控制模块12进行联机动作， 其中升降机构由电机，同步带轮、同步带、丝杠、直线导轨、升降动板、 升降块、万向连轴器和传感器构成；步进电机17与同步带轮16连接，同步 带轮16与同步带轮14通过同步带15连接，同步带轮14与丝杠19上端直接 连接，丝杠滑块22与直线导轨5所连接的滑块23相连接，升降动板6直接 连接到丝杠滑块22和直线导轨滑块23上，升降块8与升降动板直接连接， 万向连轴器7的一端与升降块连接，万向连轴器7的另一端与泵的柱塞25连 接，电机通过同步带轮、同步带带动丝杠旋转，与直线导轨一起带动升降动 板和泵的柱塞25做沿导轨方向的垂直升降动作，直线导轨可以是单直线导轨， 或者是双直线导轨，或者是多根直线导轨。传感器18固定在机架上的升降动 板上方，用于检测升降动板的位置，传感器18、电机17分别连接控制模块 12，控制升降运动的距离和速度。旋转机构由电机、同步带轮、同步带、定位盘、万向连轴器及传感器构 成；电机11连接同步带轮10通过同步带21带动同步带轮2转动，使与同步 带轮2连接的定位盘1和万向连轴器3做旋转动作；定位盘1可以是单定位 盘，或者是双定位盘，万向连轴器3的另一端与泵的旋转阀24连接完成泵套 筒4的进液和出液动作；传感器9装在机架上的定位盘1旁边，用于检测定 位盘1的位置，传感器9、电机11分别连接控制模块12,控制旋转运动的角 度和速度。电机可以是步进电机，或者是伺服电机，或者是无刷交流/直流电机,或者 是驱动和控制集成为一体的马达，如IMS马达。固装在机架上的各机构通过 控制模块进行联机动作，控制模块可以是PLC控制模块，或者是单片机控制 模块，或者是多轴运动控周模块。运动控制参数通过人机界面或者PC人机界面来设定。工作原理当设备通电后，需要手动设置人机界面的参数来得到需要的操作方式与 升降距离和旋转位置以及各自的速度。当选择手动运动方式时，需要手动给 定启动的信号。下面我们以手动控制方式来描述当设置好参数后，设备首先完成复位动作，即电机ll转动，使定位盘1 上特定的部位转动到传感器9的位置，使泵的旋转阀24转动到泵套筒4的进 液口开启、出液口闭合的位置处，道道位置后电机11的运动；然后电机17 转动，使升降动板6升降移动到传感器18开关安装位置，然后停止电机17 的运动，完成复位动作。当手动按动启动按纽，首先控制模块启动电机17转 动，使丝杠19转动，这样通过直线导轨滑块23和丝杠滑块22带动升降动板 6向下移动设定的参数。就可以让升降块8和万向连轴器7下降到设置的参数 位置。这样万向联轴器7带动泵的柱塞25向下移动设定的参数，使得液体从 泵套筒的进口处被柱塞移动产生的负压吸入到泵套筒4内。完成吸g，电 机17停止运动。控制模块接受到电机17动作完成信号后，控制模块信号控制 电机11启动，带动同步带轮2转动，使得定位盘1以及万向连轴器3转动设 定的角度完成转动定位。当万向联轴器3转动后，同时带动泵的旋转阀转动 到设定的角度位置，这样泵的旋转阀24开启泵套筒4的出液口，同时关闭进 液口 。当转动定位完成后电机11停止运动。控制模块12接受到电机11动作 完成信号后，控制模块12信号控制电机17启动复位转动，使丝杠19反向转 动，这样通过直线导轨滑块23和丝杠滑块22带动升降动板6向上移动。当升 降动板6上升到传感器18位置时，传感器18发出信号给控制模块12，控制 模块12接受到信号后停止电机17动作，复位成功。就可以让升降块8和万向 连轴器7上升到原点位置及启始位置。就是使他们向上移动设定的参数距离。 在这个复位过程中，由于泵套筒的出液口开启，进液口闭合，当万向联轴器7带动泵的柱塞25座上升运动的时候，泵柱塞25产生的推力将泵套筒4内的液 体通过出液口排出。复位成功后，控制模块12通知电机11转动启动复位，带 动同步带轮2转动，使得定位码盘1以及万向连轴器3反向转动，使定位盘l 定位部分回到传感器9位置，控制模块12接受到传感器9的信号后，控制模 块12信号控制电机11停止转动，旋转复位成功。定位盘1和万向连轴器3 回到原位，同时万向联轴器3带动泵的旋转阀24回到原位，泵套筒的进液口 开启、出液口闭合。以上为一次启动信号的所有动作。如果选择的是自动控 制方式，那么设备将反复的进行以上动作的循环。如果选择外控方式控制， 当接受到外控信号后，设备将完成手动方式的工作一次。 一次外控信号相当 于一次手动启动信号。
权利要求1.一种三件式液体灌装工作站，包含升降机构、旋转机构、机架、外罩及控制模块和电源模块，其特征在于所述的升降机构、旋转机构及控制模块和电源模块分别固装在机架(20)上，并通过控制模块(12)进行联机动作，其中升降机构由电机、同步带轮、同步带、丝杠、直线导轨、升降动板、升降块、万向连轴器和传感器构成；电机(17)与同步带轮(16)连接，同步带轮(16)与同步带轮(14)通过同步带(15)连接，同步带轮(14)与丝杠(19)上端直接连接，丝杠滑块(22)与直线导轨(5)所连接的直线导轨滑块(23)相连接，升降动板(6)直接连接到丝杠滑块和直线导轨滑块上，升降块(8)与升降动板直接连接，万向连轴器(7)的一端与升降块连接，万向连轴器的另一端与泵的柱塞(25)连接，电机通过同步带轮、同步带带动丝杠旋转，与直线导轨一起带动升降动板和泵的柱塞做沿导轨方向的垂直升降动作，传感器(18)固定在机架上的升降动板上方，用于检测升降动板的位置，传感器(18)、电机(17)分别连接控制模块，控制升降运动的距离和速度；旋转机构由电机、同步带轮、同步带、定位盘、万向连轴器及传感器构成；电机(11)连接同步带轮(10)通过同步带(21)带动同步带轮(2)转动，使与同步带轮连接的定位盘(1)和万向连轴器(3)做旋转动作；万向连轴器(3)的另一端与泵的旋转阀(24)连接完成泵套筒(4)的进液和出液动作；传感器(9)装在机架上的定位盘旁边，用于检测定位盘的位置，传感器(9)、电机(11)分别连接控制模块，控制旋转运动的角度和速度。
2. 根据权利要求1所述的三件式液体灌装工作站，其特征在于所述的 电机是步进电机，或者是伺服电机，或者是无刷交流/直流电机，或者 是驱动和控制集成为一体的马达。
3. 根据权利要求1所述的三件式液体灌装工作站，其特征在于所述的 直线导轨是单直线导轨，或者是双直线导轨，或者是多根直线导轨。
4. 根据权利要求1所述的三件式液体灌装工作站，其特征在于所述的 定位盘是单定位盘，或者是双定位盘。
5. 根据权利要求1所述的三件式液体灌装工作站，其特征在于所述的 控制模块是PLC控制模块，或者是单片机控制模块，或者是多轴运动 控制模块。
专利摘要本实用新型涉及一种三件式液体灌装工作站，包含升降机构、旋转机构、机架、外罩及控制模块和电源模块，升降机构、旋转机构及控制模块和电源模块分别固装在机架上，并通过控制模块进行联机动作，其中升降机构由电机、同步带轮、同步带、丝杠、直线导轨、升降动板、升降块、万向连轴器和传感器构成；旋转机构由电机、同步带轮、同步带、定位盘、万向连轴器及传感器构成；本实用新型结构简单，体积小，可实现对更高精度及性能的液体分装，同时降低产品的成本，使这种工作站可以配套三件式柱塞计量泵使用。另外还具有可移殖的功能，即既可以与液体灌装机配合使用，也可以单独的使用。本实用新型可广泛应用于制药、日化、化工、食品、实验室等行业之液体分装。
文档编号B67C3/24GK201102892SQ20072010001
公开日2008年8月20日 申请日期2007年10月22日 优先权日2007年10月22日
发明者铮 李 申请人:铮 李