[發(fā)明專利]一種在線校準(zhǔn)壓片機壓輪及填充機構(gòu)位置的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310740386.5
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103707547A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張浩;萬呈
• 申請（專利權(quán)）人: 朗利維（北京）科技有限公司
• 主分類號: B30B15/00
• 分類號: B30B15/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 樓艮基

1.一種在線校正壓片機中壓輪及填充機構(gòu)的位置的方法，其特征在于，是在一個在線校正壓片機中壓輪及填充機構(gòu)位置的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)下依次按照以下步驟實現(xiàn)的：

步驟（1）構(gòu)造一個壓片機中壓輪及填充機構(gòu)位置的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，包括：壓片機、控制器、執(zhí)行機構(gòu)和傳感器測量機構(gòu)，其中：

控制器，是一個計算機，設(shè)有：

以下控制命令輸出端口：

填充機構(gòu)中的填充電機控制電壓的輸出端口，

主壓輪機構(gòu)中的平移電機控制電壓的輸出端口，

片厚電機控制電壓輸出端口，

下預(yù)壓輪機構(gòu)中的下預(yù)壓電機控制電壓的輸出端口，

以及以下反饋信號輸入端口：

填充機構(gòu)中的填充凸輪垂直位移的傳感電壓信號輸入端口，

主壓輪機構(gòu)中的上、下主壓輪托架同時垂直位移的傳感電壓信號輸入端口，

下主壓輪托架垂直位移的傳感電壓信號輸入端口，

下預(yù)壓輪機構(gòu)中的下預(yù)壓輪垂直位移的信號輸入端口，同時設(shè)定以下參數(shù)值：

當(dāng)控制器輸出單位脈沖時，

填充凸輪的垂直位移量，單位mm，

上、下主壓輪托架同時垂直位移的位移量，單位mm，

下主壓輪垂直位移量，單位mm，

下預(yù)壓輪垂直位移量，單位mm，

控制器對于填充電機、平移電機、片厚電機以及下預(yù)壓電機的控制步長，單位:位移量/變化1個脈沖，

輸入填充機構(gòu)、主壓輪機構(gòu)以及下預(yù)壓輪機構(gòu)中涉及閉環(huán)控制的參數(shù)：

填充凸輪垂直位移閾值，為設(shè)定值，

上、下主壓輪托架同時垂直位移的閾值，也稱期望形成，期望行程與位移的誤差<±0.5%，在數(shù)值上等于連接桿垂直位移的閾值，為設(shè)定值，對應(yīng)其磁性位移傳感器在全行程中反饋的脈沖數(shù)，也等于控制器的輸出脈沖數(shù)，

下預(yù)壓輪垂直位移閾值，為設(shè)定值，處理方法與所述上下主壓輪托架相同，

填充凸輪自下向上作垂直運動時的起點及終點，所述起點和終點分別是填充凸輪上表面的最低位置，

上、下主壓輪機構(gòu)中，所述連接桿自下向上作垂直運動時的起點，設(shè)在所述連接桿下端的最低位置，終點在所述連接桿自下向上作垂直運動時上端部的最高位置

下預(yù)壓輪圓心的最低位置作為所述下預(yù)壓輪自下向上作垂直運動時的起點，所述下預(yù)壓輪垂直位移閾值對應(yīng)于終點位置，取下預(yù)壓輪圓心的最高位置，

下主壓輪圓心的最低位置為所述下主壓輪自下向上作垂直運動時的起點，所述下主壓輪垂直位移閾值對應(yīng)于終點位置，取下主壓輪圓心的最高位置，

當(dāng)填充凸輪處于起點位置時填充電機的轉(zhuǎn)速為零，

當(dāng)所述連接桿下端處于起點位置時平移電機轉(zhuǎn)速為零，

當(dāng)所述下主壓輪圓心處于起點位置時，片厚電機的轉(zhuǎn)速為零，

當(dāng)所述下預(yù)壓輪圓心處于起點位置時下預(yù)壓電機的轉(zhuǎn)速為零，

執(zhí)行機構(gòu)包括：填充機構(gòu)的執(zhí)行機構(gòu)、上下主壓輪同步垂直運動的執(zhí)行機構(gòu)，下主壓輪的執(zhí)行機構(gòu)和下預(yù)壓輪的執(zhí)行機構(gòu)，是一種把所述個執(zhí)行機構(gòu)中的執(zhí)行電機在水平方向的轉(zhuǎn)動分別轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的所述填充機構(gòu)、整體運動的上主壓輪托架和下主壓輪托架，下主壓輪和下預(yù)壓輪的垂直運動的一種傳動機構(gòu)，都由相互串接的執(zhí)行電機和渦輪——蝸桿組成，

傳感器測量機構(gòu)，是一個磁性位移傳感器，由磁探測頭和磁檢測片組成：

在填充機構(gòu)中：磁探測頭固定在同軸連接在所述填充凸輪下方調(diào)節(jié)桿的圓柱表面的任何位置上，與所述填充凸輪上表面的垂直距離是固定的，磁檢測片位于所述調(diào)節(jié)桿的的外套筒內(nèi)側(cè)，磁檢測片的下端與磁探測頭對準(zhǔn)，磁探測片的的高度等于填充凸輪位移的閾值，調(diào)節(jié)桿帶動磁探測頭相對于固定的所述外套筒作垂直方向的相對滑動，

在主壓輪結(jié)構(gòu)中，磁探測頭安裝在所述連接桿下端的起點上，磁檢測片安裝在固定的連接桿外套筒內(nèi)側(cè)，該磁探測片下端的起點對應(yīng)所述連接桿的起點，磁探測片的高度與連接桿垂直運動的位移閾值相等，在平移電機控制下，連接桿相對于連接桿外套作垂直方向運動，

在下主壓輪機構(gòu)中，磁探測片安裝在所述下壓輪托架與連接桿的外套筒連接的一端，磁探測頭安裝固定在機架上，該磁探測片下端的起點對應(yīng)所述下壓輪支架的起點，磁探測片的高度與下壓輪支架垂直運動的位移閾值相等，在片厚電機控制下，下壓輪支架相對于上主壓輪作垂直方向運動，

在下預(yù)壓輪結(jié)構(gòu)中，磁探測頭固定在垂直于下預(yù)壓輪輸出蝸桿下端的最低位置上,磁探測片固定在下預(yù)壓座體內(nèi)側(cè)面上，磁探測頭的位置對應(yīng)于磁探測片的最下端位置，磁探測片的高度與下預(yù)壓輪垂直位移的閾值相等，隨著蝸桿在所述下預(yù)壓座體內(nèi)上下滑動，磁探測頭也相對于磁探測片作上下位移，

步驟（2），在空載下校準(zhǔn)各磁性位移傳感器在垂直位移時探測頭的起點位置及終點位置，

磁探測頭位于起點時控制器輸出為零，機構(gòu)電機轉(zhuǎn)速為零，磁性位移傳感器的輸出脈沖也為零，

磁探測頭垂直運動自下而上位移終點時：

在填充機構(gòu)中，填充凸輪的期望行程等于填充凸輪垂直位移閾值，所述期望行程由控制器輸出的脈沖數(shù)相對應(yīng)，所述位移閾值與對應(yīng)的磁性位移傳感器在全行程中反饋的脈沖數(shù)相對應(yīng)，

期望行程與位移的誤差＜±0.5%；

步驟（3）依次按以下步驟對壓片機中壓輪和填充機構(gòu)的位置進行閉環(huán)自動校正：

步驟（3.1）向控制器輸入依據(jù)待壓制藥片的厚度和硬度而得到的各額定的執(zhí)行元件位移量，

對于填充機構(gòu)是指：控制器通過執(zhí)行機構(gòu)使作為執(zhí)行元件的填充凸輪自起點到達所述額定位移量所對應(yīng)的位置的脈沖數(shù)，

對于主壓輪機構(gòu)是指：控制器經(jīng)填充電機的執(zhí)行機構(gòu)使作為連接桿這一執(zhí)行元件到達對應(yīng)的額定位移量的對應(yīng)的位置的脈沖數(shù)，所述額定位移量用脈沖數(shù)表示，

控制器通過平移電機的執(zhí)行機構(gòu)使作為執(zhí)行元件的上主壓輪自起點到達相應(yīng)額定位移量的對應(yīng)位置的脈沖數(shù)，

控制器通過平移電機的執(zhí)行機構(gòu)使作為執(zhí)行元件的下主壓輪自起點到達對應(yīng)額定位移量所對應(yīng)位置的脈沖數(shù)

控制器通過片厚電機的執(zhí)行機構(gòu)使作為執(zhí)行元件的下主壓輪自起點到達對應(yīng)額定位移量所處位置的脈沖數(shù)，

控制器通過下預(yù)壓電機的執(zhí)行機構(gòu)使作為執(zhí)行元件的下預(yù)壓電機自起點到達對應(yīng)額定位移量所處位置的脈沖數(shù)，

當(dāng)片重和硬度確定時，在正常運行條件下：

上主壓輪圓周上最低點到中沖盤上表面的垂直距離為h1，是一個定值，

下主壓輪圓周上最高點到中沖盤上表面的距離為h2，是一個定值，

上主壓輪圓周上最低點到下主壓輪圓周上最高點的直線距離為h1+h2，不隨連接桿的垂直運動而改變，

同時向控制器輸入在所述各個磁性位移傳感器中磁探測頭垂直移動單位距離時，磁性位移傳感器輸出的脈沖數(shù)，

步驟（3.2）加料器向填充機構(gòu)送入藥粉，系統(tǒng)開始運行。系統(tǒng)正常運行時，填充凸輪、連接桿以及下預(yù)壓輪的位置保持不變，控制器運行在設(shè)定誤差范圍內(nèi)，

步驟（3.3）控制器按以下步驟對壓輪和填充機構(gòu)的位置進行在線校正：

步驟（3.3.1）當(dāng)填充凸輪運行的位置誤差超出設(shè)定的位置誤差范圍時表示片重不合格，控制器根據(jù)設(shè)定的填充凸輪的位置和反饋的填充凸輪的位置之差的方向和差值，計算出需要的控制步長個數(shù)，對填充凸輪位置進行給定值閉環(huán)調(diào)節(jié)，一直到滿足位置誤差要求為止，記錄下新的填充凸輪位置，

步驟（3.3.2）當(dāng)下主壓輪運行的位置誤差超出設(shè)定的位置誤差范圍時表示硬度不合格，控制器根據(jù)設(shè)定的下主壓輪的位置和反饋的下主壓輪的位置之差的方向和差值計算出所需要的控制步長數(shù)，對主壓輪位置進行給定值閉環(huán)調(diào)節(jié)，一直到滿足位置誤差需求位置，同時計算新的h2值h1+h2值，

步驟（3.3.3）當(dāng)上主壓輪運行的位置誤差超出設(shè)定的位置誤差范圍時表示藥片成型位置發(fā)生變化，控制器根據(jù)設(shè)定的連接桿的位置和反饋的連接桿位置計數(shù)器位置誤差，通過控制步長的個數(shù)對連接桿位置進行閉環(huán)調(diào)節(jié)，一直到滿足位置誤差要求為止，計算新的h1值和h2值，

步驟（3.3.4）當(dāng)下預(yù)壓輪運行的位置誤差超出設(shè)定的位置誤差范圍時表明藥片成型外觀效果變差，控制器根據(jù)設(shè)定的下主壓輪的位置和反饋下主壓輪的位置之差，包括方向和差值，按步驟（3.3.1所述）對下主預(yù)輪進行位置閉環(huán)調(diào)節(jié)，一直到滿足要求位置為止，記錄新的下預(yù)壓輪位置。