变频器及步进系统在超声波洗瓶机中的应用

　　1 引言

　　口服液药瓶是一种用途较广的长圆柱体玻璃瓶。瓶子从玻璃厂制造出来后，必须按照国家相关标准进行严格的清洗、干燥和消毒，才能灌装各种口服营养液和药液。因此，口服液药瓶的清洗是一项极为重要的工序，因而也产生了各种不同类型的自动清洗机械。作者采用三菱变频器、三菱plc及kinco步进系统，成功地应用在一种结构简单、清洗效率高的超声波洗瓶机械上，大大地提高了设备的自动化程度。

　　2 超声波洗瓶机的工作原理

　　洗瓶机的主要动力源是一台750w的减速电动机，它通过链轮链条和伞型齿轮等机械装置驱动输送瓶子的金属网输送带和10瓶一排组成的清洗架，电动机的速度由变频调速器控制。当清洗架运动到螺旋推进辊送瓶的位置稍作停顿时，机械凸轮感应接近开关发出指令，步进电机立即驱动螺旋推进辊快速旋转10圈，将密密麻麻、相互簇拥的待洗瓶子中的10只推入空清洗架，若清洗架上已有10只清洗完毕的瓶子，则被10只未清洗的瓶子“挤”出清洗架……如此周而复始、程序井然地将十只十只待洗的瓶子送入超声波水箱中清洗，然后十只十只的被“挤”出到干净瓶的支架里。若有联动生产线，清洗后的瓶子将转入干燥、灌装、压盖、贴标等工序，完成整个口服液灌装生产全过程，参见图1。

　　图1 超声波洗瓶机的额工作原理(俯视图)

　　由于螺旋推进辊的初始位置要求十分准确，否则推进时就不能确保是10个整数瓶子，有可能出现半个瓶子卡在清洗架边上的异常情况，这时开动机器就会将那半个瓶子挤碎，既不合理也不安全;加之步进电机在断电后没有锁紧能力，螺旋推进辊可以自由运动，自然无法保证在每次起动时在同一位置。因此，系统为螺旋推进辊设置了“机械原点”并编写“原点回归”的plc程序。每次正式开机之前，启动“原点回归”，由步进电机、plc和接近开关自动寻找机械原点并且准确地停下来。

　　3 超声波洗瓶机自控系统主要配置

　　(1) 三菱变频调速器:fr-s540-0.75k-ch(外接1kω /2w电位器) 1台;

　　(2) 三菱可编程控制器(plc):fx1n-10mt-001(晶体管输出型、i/o点=6/4点) 1台;

　　(3) 深圳kinco 86系列两相步进电机:2s86q-051f6(相电流6a、保持转矩12.8nm) 1台;

　　(4) 深圳kinco步进驱动器:2m1060(最大驱动电流6.5a、256/250细分功能) 1台;

　　(5) 350va单相交流变压器:220vac/100vac(步进驱动器电源) 1台;

　　(6) 图尔克接近开关:ni4-m12-an6x(10～30vdc供电、npn型、感应距离4mm) 2只;

　　(7) 步进驱动器信号输入端限流电阻:2kω/1w 2只。