专利名称：药物灌装多维运动跟踪系统的制作方法
技术领域：
本发明是涉及一种用于食品、药品等无菌灌装机的药物灌装多维运动跟踪系统， 用于带动零部件、物品的多维运动，属于机械装备技术领域。
背景技术：
在食品、药品装备中，直线式灌装设备广泛用于食品、药品物料的灌装。现在的直线式灌装设备大多采用机械凸轮的跟随灌装方式或间歇灌装的方式，即瓶子在指定区域， 灌装头跟踪瓶子同步水平运动或灌装针和瓶子都不做水平运动，灌装针向下运动，插入瓶子内，完成灌装工艺。还有少量设备，简单地把机械凸轮结构改为伺服电机驱动，但机械结构、布局和方法与机械凸轮的跟随灌装结构和方法类似。目前的机械结构和运动方法结构复杂、维修保养较繁琐、通用性和灵活性较差，不适应模块化的设计趋势。我国新出版的 GMP，对环境的微生物和尘埃粒子控制提出了更高的要求，需要设备外形简洁、易清洁无死角，所有运动零部件与设备外部环境密闭、不产生微粒和不滋生微生物，外露的材质符合无菌要求，运行稳定可靠。目前使用的灌装结构，由于有许多运动副，结构较复杂，尺寸较大， 维修、保养工作量大且麻烦；同时，没有办法密闭在一个特定空间内，易产生微粒和滋生微生物，在杀菌或者清洁时，不可避免会存在许多卫生死角。
发明内容
本发明目的在于提供一种能使直线式灌装机实现连续自动灌装的药物灌装多维运动跟踪系统，它能自动往复摆动，自动同步跟踪瓶子运动，完成连续灌装动作，以实现灌装过程快速、有序、准确进行。本装置和技术方法，结构紧凑，能和生产线上的自动控制系统相配合，实现随时自动跟踪灌装工作。本药物灌装多维运动跟踪系统，能适用多种速度、多种不同灌装头的场合，可以用于一般直线式灌装机，特别能适用于无菌灌装机，用于各种食品、医药等灌装线。本发明的技术解决方案其特征是基体盖通过螺栓与基体连接；下摆臂电机通过螺栓固定在下摆臂电机支板上，下摆臂电机支板通过螺栓与基体盖连接；下摆臂电机通过螺栓与下摆臂盖相连；由下摆臂盖、下摆臂、中间电机支板组成第一个摆臂，由上摆臂盖、上摆臂、上电机组成第二个摆臂；由第一个摆臂和第二个摆臂组成摆动装置，其中下摆臂盖与下摆臂通过螺栓连接，中间电机通过螺栓固定在中间电机支板上，中间电机支板与下摆臂盖通过螺栓连接；中间电机8通过螺栓与上摆臂盖相连；上摆臂盖通过螺栓与上摆臂连接； 上电机通过螺栓固定在上摆臂上，灌装头托架与上电机输出轴固定，灌装头通过螺栓安装在灌装头托架上，中间电机密封圈安装在下摆臂的密封圈槽内，下摆臂电机密封圈安装在基体的密封圈槽内。本发明的优点在于1)本装置和技术方法具有新颖性、独创性、高智能化，2)结构简单、紧凑，省去中间机械传动部分，定位精度高；3)所有电机都为伺服电机，由一个运动控制器MC控制，控制方便、同步性好；4)无需润滑，更适合无菌灌装；5)维护方便，无过渡传动装置，只需调整电机参数即可；6)可用于多种灌装头和不同灌装速度，适用范围广泛，7)适用于一般直线式和无菌环境的直线灌装机。
附图I是药物灌装多维运动跟踪系统的结构示意图。附图2是伺服控制系统的示意图。附图3是中灌装头的运动轨迹示意图。图中的I是基体盖、2是基体、3是下摆臂电机支板、4是下摆臂电机、5是下摆臂盖、6是下摆臂、7是中间电机支板、8是中间电机、9是上摆臂盖、10是上摆臂、11是上电机、 12是上电机输出轴、13是灌装头托架、14是灌装头、15是中间电机密封圈、16是下摆臂电机密封圈。
具体实施例方式对照附图1，其结构是基体盖I通过螺栓与基体2连接；下摆臂电机4通过螺栓固定在下摆臂电机支板3上，下摆臂电机支板3通过螺栓与基体盖I连接；下摆臂电机4通过螺栓与下摆臂盖5相连；由下摆臂盖5、下摆臂6、中间电机支板7组成第一个摆臂，由上摆臂盖9、上摆臂10、上电机11组成第二个摆臂；由第一个摆臂和第二个摆臂组成摆动装置， 其中下摆臂盖5与下摆臂6通过螺栓连接，中间电机8通过螺栓固定在中间电机支板7上， 中间电机支板7与下摆臂盖5通过螺栓连接；中间电机8通过螺栓与上摆臂盖9相连；上摆臂盖9通过螺栓与上摆臂10连接；上电机11通过螺栓固定在上摆臂10上，灌装头托架13 与上电机输出轴12固定，灌装头14通过螺栓安装在灌装头托架13上，中间电机密封圈15 安装在下摆臂6的密封圈槽内，下摆臂电机密封圈16安装在基体2的密封圈槽内。 所述的下摆臂电机4、中间电机8、上电机11都为伺服电机。对照附图2，伺服控制系统，其结构是运动控制器MC与下摆臂电机4、中间电机8、 上电机11同时连接。所述的运动控制器MC为外购件(供应商为日本三菱公司)。本发明药物灌装多维运动跟踪系统，是用伺服技术控制的自动摆臂系统，用运动控制器控制伺服电机运动，可以实现多种灌装路径。药物灌装多维运动跟踪系统结构简单， 所有传动结构都密封在一定空间内，表面没有杀菌或者清洗死角，运动灵活、采用智能化系统控制，并可作为一个功能模块便捷的与各种主体设备进行控制和机械结构的对接，运动幅度调节灵活，适用范围广。特别适用于食品、药品等直线无菌灌装机的灌装头的连续灌装运动或其它轻型物品的二维运动。对照附图3，灌装头14的运动轨迹，其X方向为水平向右，Y方向为垂直向上；其中运动轨迹A段是在X方向加速段，Y方向加速段；
运动轨迹B段是在X方向的匀速段，Y方向的减速段；
运动轨迹C段是在X方向匀速段，Y方向速度为零；
运动轨迹D段是在X方向匀速段，Y方向加速；
运动轨迹E段是在X方向减速段，Y方向减速；
运动轨迹F段是在X方向加速段，Y方向速度为零；运动轨迹G段是在X方向匀速段，Y方向速度为零；
运动轨迹H段是在X方向减速段，Y方向速度为零。采用二个摆臂联合运动，以得到精确的指定运动轨迹，第一个摆臂底端安装下摆臂电机，第一个摆臂顶端与第二个摆臂的底端安装中间电机，下摆臂电机驱动第一个摆臂运动，中间电机驱动第二个摆臂运动，这样第二个摆臂的顶部的运动轨迹可以通过控制下摆臂电机和中间电机的同时转动精确得到；第二个摆臂的顶部安装一个上电机，灌装头托架安装在上电机输出轴上，通过控制上电机的转动位置，保证灌装头托架一直处于水平状态，再加上二个摆臂的联合运动，使灌装头最终按照设计的运动轨迹运动并保持竖直；下摆臂电机、中间电机、上电机都是根据已输入运动控制器MC的程序自动控制；所有电机结构都在摆臂内部，轴都有密封，可以保证没有清洗和杀菌死角。工作时把本系统装置安装到指定设备上，当开始工作时，动作如下启动伺服控制系统，在运动控制器MC的控制下，下摆臂电机4带动第一个摆臂按照控制要求往复摆动， 与此同时中间电机8带动第二个摆臂按照控制要求往复摆动，而上电机11带动上电机输出轴12按控制要求转动。三个运动叠加，其最终结果为，上电机输出轴12按照指定的的轨迹运动，并且在整个运动过程，上电机输出轴12在控制系统的作用下使灌装头托架13始终保持水平，即灌装头14始终保持竖直。
权利要求
1.药物灌装多维运动跟踪系统，其特征是基体盖通过螺栓与基体连接；下摆臂电机通过螺栓固定在下摆臂电机支板上，下摆臂电机支板通过螺栓与基体盖连接；下摆臂电机通过螺栓与下摆臂盖相连；由下摆臂盖、下摆臂、中间电机支板组成第一个摆臂，由上摆臂盖、 上摆臂、上电机组成第二个摆臂；由第一个摆臂和第二个摆臂组成摆动装置，其中下摆臂盖与下摆臂通过螺栓连接，中间电机通过螺栓固定在中间电机支板上，中间电机支板与下摆臂盖通过螺栓连接；中间电机通过螺栓与上摆臂盖相连；上摆臂盖通过螺栓与上摆臂连接；上电机通过螺栓固定在上摆臂上，灌装头托架与上电机输出轴固定，灌装头通过螺栓安装在灌装头托架上，中间电机密封圈安装在下摆臂的密封圈槽内，下摆臂电机密封圈安装在基体的密封圈槽内。
2.根据权利要求I所述的药物灌装多维运动跟踪系统，其特征是下摆臂电机、中间电机、上电机同时与运动控制器连接。
3.根据权利要求I所述的药物灌装多维运动跟踪系统，其特征是灌装头的运动轨迹， 其X方向为水平向右，Y方向为垂直向上；其中运动轨迹A段是在X方向加速段，Y方向加速段；运动轨迹B段是在X方向的匀速段，Y方向的减速段；运动轨迹C段是在X方向匀速段，Y方向速度为零；运动轨迹D段是在X方向匀速段，Y方向加速；运动轨迹E段是在X方向减速段，Y方向减速；运动轨迹F段是在X方向加速段，Y方向速度为零；运动轨迹G段是在X方向匀速段，Y方向速度为零；运动轨迹H段是在X方向减速段，Y方向速度为零。
全文摘要
本发明是药物灌装多维运动跟踪系统，其结构是基体盖与基体连接；下摆臂电机固定在下摆臂电机支板上，下摆臂电机支板与基体盖连接；下摆臂电机与下摆臂盖相连；下摆臂盖与下摆臂连接，中间电机固定在中间电机支板上，中间电机支板与下摆臂盖连接；中间电机与上摆臂盖相连；上摆臂盖与上摆臂连接；上电机固定在上摆臂上，灌装头托架与上电机输出轴固定，灌装头安装在灌装头托架上，中间电机密封圈安装在下摆臂的密封圈槽内，下摆臂电机密封圈安装在基体的密封圈槽内。优点结构简单、紧凑，使用、维护方便，定位精度高；控制方便、同步性好；无需润滑，无过渡传动装置，可用于多种灌装头和不同灌装速度，适用范围广泛。
文档编号B67C3/22GK102602867SQ201210061148
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者石秀东, 程绍祥, 赵加洋, 高春刚 申请人:南京博健科技有限公司, 江南大学