用于冻干机推杆的控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于冻干机推杆的控制系统，包括控制单元及安装在冻干机推杆伺服电机转轴上的位置检测组件，所述位置检测组件与所述控制单元相连，还包括原点开关，所述原点开关与控制单元相连，所述控制单元接收原点开关的开关信号并在所述推杆伸出的过程中令位置检测组件初始化，所述原点开关设置在推杆收回的极限位置与推杆离开冻干机板层的位置之间。本实用新型具有定位精准、重复性好、安全可靠的优点。
【专利说明】用于冻干机推杆的控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冻干机【技术领域】，具体涉及一种用于冻干机推杆的控制系统。
【背景技术】
[0002]在制药机械行业中，冻干机箱体推杆的定位通常采用伺服系统自带的位置模式，通过减速机丝杆或齿轮传动固定在箱体壁上的推杆伸缩运动，将箱体板层上的物料一排一排或连续推出至推杆对面箱体的小门口，然后通过进出料进料或出料输送带将物料移出小门口。出料推杆伺服采用运动控制器控制，其伺服电机定位的编码器为绝对编码器，推杆移动位置控制通过伺服绝对编码器计数控制，即:通过人机界面设定，伺服绝对编码器到达设定值后出料推杆停止。以上采用的推杆运行控制通过伺服绝对编码器计数控制，多周期运行后，编码器累计误差大，从而影响推杆的定位以及动作。
实用新型内容
[0003]针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种无累计误差、定位精准的用于冻干机推杆的控制系统。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为:
[0005]一种用于冻干机推杆的控制系统，包括控制单元及安装在冻干机推杆伺服电机转轴上的位置检测组件，所述位置检测组件与所述控制单元相连，还包括原点开关，所述原点开关与控制单元相连，所述控制单元接收原点开关的开关信号并在所述推杆伸出的过程中令位置检测组件初始化，所述原点开关设置在推杆收回的极限位置与推杆离开冻干机板层的位置之间。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进:
[0007]所述推杆收回的极限位置处设置有后限位开关，所述后限位开关与所述控制单元相连。
[0008]所述推杆伸出的极限位置处设置有前限位开关，所述前限位开关与所述控制单元相连。
[0009]所述推杆的极限运动轨迹的两端的外侧分别设置有前保护开关和后保护开关，所述前保护开关和后保护开关均与所述控制单元相连。
[0010]所述前限位开关、后限位开关、原点开关为接近开关，前保护开关和后保护开关均为机械行程开关。
[0011 ] 所述位置检测组件为旋转编码器。
[0012]所述控制单元为可编程控制器。
[0013]在所述推杆收回的过程中，所述控制单元根据原点开关的开关信号控制推杆作减速动作。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:
[0015]1、本实用新型的用于冻干机推杆的控制系统，在推杆收回的极限位置与推杆离开冻干机板层时的位置之间设置有原点开关，在推杆的每次伸出过程中，控制单元在原点开关处对位置检测组件进行重新初始化，有效避免了推杆的累计误差，从而保证推杆的定位精准，提高推杆的安全性。
[0016]2、本实用新型的控制系统，在推杆运动的极限位置处设置有前限位开关和后限位开关，通过位置检测组件与外部开关信号相配合，对推杆伸出及收回的结束位置进行精准控制，重复性好。另外原点开关与后限位开关之间的距离是确定的定值，推杆的运行速度、加减速度与方向可设定成定值，从而能保证每次推杆定位参考位的重复精度。
[0017]3、本实用新型的控制系统，在推杆极限运动轨迹两端的外侧设置有前保护开关和后保护开关，两开关的电路关联伺服电机电源供给，用于推杆伺服电机紧急停止，防止推杆伺服电机飞车、位置偏差导致碰撞大门或出现推杆轨道故障。
[0018]4、本实用新型的控制系统，出料推杆收回过程中，到原点开关时进行减速，推杆低速且定速能提高定位重复精度，为准确定位收回结束位置做准备。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的控制流程示意图。
[0020]图2是本实用新型的控制系统框架结构示意图。
[0021]图3是本实用新型的控制系统结构示意图。
[0022]图4是本实用新型的控制系统结构示意图。
[0023]图5是本实用新型的控制系统结构示意图。
[0024]图6是本实用新型的控制方法中出料推杆启动前的结构示意图。
[0025]图7是本实用新型的控制步骤I)对应的出料推杆结构示意图。
[0026]图8是本实用新型的控制步骤2)对应的出料推杆结构示意图。
[0027]图9是本实用新型的控制步骤3)对应的出料推杆结构示意图。
[0028]图10是本实用新型的控制步骤4)对应的出料推杆结构示意图。
[0029]图11是本实用新型的控制步骤5)对应的出料推杆结构示意图。
[0030]图12是本实用新型的控制步骤6)对应的出料推杆结构示意图。
[0031]图13是本实用新型的控制步骤7)对应的出料推杆结构示意图。
[0032]图14是本实用新型的控制步骤结束后对应的出料推杆结构示意图。
[0033]图中标号表示:101、控制单元；102、上位机；109、信息交互通讯模块；111、真空压力探头；112、检测开关；1、推杆；2、翻板；3、小门；4、桥板对接软板；5、板层；6、箱体；7、进料单元；8、进瓶出料缓冲区；9、小门口 ；10、第一小门关闭信号开关；11、第二小门关闭信号开关；12、板层升降油缸；201、推杆推头；202、不锈钢波纹管；203、直线单元；205、推杆伺服电机；206、前保护开关；207、前限位开关；208、原点开关；209、推杆位置感应块；210、后限位开关；211、后保护开关；212、刹车组件。
【具体实施方式】
[0034]以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。
[0035]如图1至图14所示，本实施例的用于冻干机推杆的控制系统，包括控制单元101及安装在冻干机推杆伺服电机205转轴上的位置检测组件，位置检测组件与控制单元101相连,还包括原点开关208,原点开关208与控制单元101相连,控制单元101接收原点开关208的开关信号并在推杆I伸出的过程中令位置检测组件初始化，原点开关208设置在推杆I收回的极限位置与推杆I离开冻干机板层5的位置之间。通过对每周期中对位置检测组件的重新初始化，能够减少推杆I的累计误差，提高推杆I定位的精准性，从而保证推杆I动作的安全性。
[0036]本实施例中，推杆I收回的极限位置处设置有后限位开关210，后限位开关210与控制单元101相连。推杆I伸出的极限位置处设置有前限位开关207，前限位开关207与控制单元101相连。通过位置检测组件与外部开关信号相配合，对推杆I伸出及收回的结束位置进行精准控制，重复性好。另外原点开关208与后限位开关210之间的距离是确定的定值，推杆I的运行速度、加减速度与方向可设定成定值，从而能保证每次推杆I定位参考位的重复精度。
[0037]本实施例中，推杆I的极限运动轨迹的两端的外侧分别设置有前保护开关206和后保护开关211，前保护开关206和后保护开关211均与控制单元101相连。两开关的电路关联伺服电机电源供给，用于推杆伺服电机205紧急停止，防止推杆I伺服飞车、位置偏差碰撞大门或出现推杆轨道故障。
[0038]本实施例中，前限位开关207、后限位开关210、原点开关208为接近开关，前保护开关206和后保护开关211均为机械行程开关。
[0039]本实施例中，位置检测组件为旋转编码器。
[0040]本实施例中，控制单元101为可编程控制器，其还连接有上位机102。
[0041]本实施例中，在推杆I收回的过程中，控制单元101根据原点开关208的开关信号控制推杆I作减速动作，推杆I低速且定速能提高定位重复精度，为准确定位收回结束位置做准备。
[0042]本实施例中冻干机及推杆的结构为:不锈钢支架上安装有直线单元203以及用于驱动直线单元203的推杆伺服电机205，通过直线单元203的往复运动带动推杆I与推杆推头201前后运动。在支架的前端安装有刹车组件212，其刹车片闭合时与推杆I接触，可抱死推杆1，防止其前后运动，在刹车组件212前部与推杆推头201之间伸出的推杆I外套有不锈钢波纹管202。支架内侧的推杆I底部装有推杆位置感应块209，在感应块的下方分别安装有前保护开关206、前限位开关207、原点开关208、后限位开关210、后保护开关211五个位置开关，用于安全定位与位置超出检测。
[0043]出料推杆I被安装在箱体6上，通过连接管使箱体6内部与支架前端相连，不锈钢波纹管202与推杆推头201与箱体6内部接触，箱体6内设有可以通过板层升降油缸12升降的板层5，在推杆推头201的前方有冻干机小门口 9，小门口 9上有可以升降运动的冻干机小门3，在其完全关闭位置下方有两个分布在冻干机小门3左右的第一小门关闭信号开关10与第二小门关闭信号开关11，小门3关闭可实现箱体6与外界空气隔离，在冻干机小门口 9内侧有可上下翻转的翻板2，通过伸缩气缸前后移动桥板对接软板4，其前后移动可与板层5对接实现推杆推头201推出箱体6，进入进出料进料单元7的进瓶出料缓冲区8，从而实现将板层5上的小瓶从箱体6内推出。本实施例中，冻干机的小门3上设置有用于检测小门3是否关闭的检测开关112，检测开关112与控制单元101相连，控制单元101根据检测开关112的开关信号控制出料推杆I的启动，防止在箱体6内压力高于设定值时移动出料推杆1，从而提高出料推杆I的定位精度。另外也可以在箱体6内设置真空压力探头111，以确定箱体6内的压力，进一步防止出料推杆I的误启动。
[0044]本控制系统中推杆I的控制过程如下:
[0045]I)当满足预设条件且冻干机板层5定位完成，进出料对接板层5伸出；冻干机与进出料出料阶段开始，首先冻干机板层升降油缸12升降板层5到设定板层5位置，信号通过冻干机与进出料信息交互通讯模块109传递给进出料系统，接受信号后翻板2与软板对接板层5后将对接，完成信号通过冻干机与进出料信息交互通讯模块109发给冻干机，则可启动出料推杆1，其中板层5定位的目的是为进出料出料推杆I伸出无障碍做准备；
[0046]2)出料推杆I后退至收回结束位置停止运动，退回的目的是为后续推杆I原点定位做准备，因为其收回结束位置在原点之后，且两个位置之间的距离是确定的定值，下一步骤后出料推杆I的运行速度、加减速度与方向可设定成定值，从而能保证每次出料推杆I定位参考位的重复精度。
[0047]3)出料推杆I向前运动至原点开关208位并定位为原点；每次出料动作重新定位原点，目的为了减少推杆I的累计误差，整个运行的过程为低速运行。
[0048]4)出料推杆I向前间断运动或连续运动出料将小瓶推出；
[0049]5)出料推杆I运动到伸出结束位置时换向返回；
[0050]6)出料推杆I返回到原点开关208位时减速，推杆I返回的过程中触发参考位后减速的目的是为准确定位收回结束位置做准备，推杆I低速且定速能提高定位重复精度。
[0051]7)出料推杆I运动到收回结束位置时停止，进出料对接板层5收回，本次推杆I动作完成。
[0052]以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于冻干机推杆的控制系统，包括控制单元(101)及安装在冻干机推杆伺服电机(205)转轴上的位置检测组件，所述位置检测组件与所述控制单元(101)相连，其特征在于,还包括原点开关(208),所述原点开关(208)与控制单元(101)相连,所述控制单元(101)接收原点开关(208)的开关信号并在所述推杆(I)伸出的过程中令位置检测组件初始化，所述原点开关(208)设置在推杆(I)收回的极限位置与推杆(I)离开冻干机板层(5)的位置之间。
2.根据权利要求1所述的用于冻干机推杆的控制系统，其特征在于，所述推杆(I)收回的极限位置处设置有后限位开关(210)，所述后限位开关(210)与所述控制单元(101)相连。
3.根据权利要求2所述的用于冻干机推杆的控制系统，其特征在于，所述推杆(I)伸出的极限位置处设置有前限位开关(207)，所述前限位开关(207)与所述控制单元(101)相连。
4.根据权利要求3所述的用于冻干机推杆的控制系统，其特征在于，所述推杆(I)的极限运动轨迹的两端的外侧分别设置有前保护开关(206)和后保护开关(211)，所述前保护开关(206)和后保护开关(211)均与所述控制单元(101)相连。
5.根据权利要求4所述的用于冻干机推杆的控制系统，其特征在于，所述前限位开关(207)、后限位开关(210)、原点开关(208)为接近开关，所述前保护开关(206)和后保护开关(211)均为机械行程开关。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于冻干机推杆的控制系统，其特征在于，所述位置检测组件为旋转编码器。
7.根据权利要求6所述的用于冻干机推杆的控制系统，其特征在于，所述控制单元(101)为可编程控制器。
8.根据权利要求7所述的用于冻干机推杆的控制系统，其特征在于，在所述推杆(I)收回的过程中，所述控制单元(101)根据原点开关(208)的开关信号控制推杆(I)作减速动作。
【文档编号】G05B19/418GK203759500SQ201320882237
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】谢铁桩 申请人:楚天科技股份有限公司