12道栓剂计量灌装机是用于栓剂灌装工序的全自动专用设备，由于其具有生产效率高、占地少、产品质量好、不挂壁、不滴药等优点，在国外各大栓剂生产企业得到广泛的应用，但由于造价昂贵，这种先进设备在国内的使用受到较大的限制。

2栓剂灌装机工作原理

栓剂灌装机是灌装系统重要的工位，将已配好的药液加人恒温桶内，搅拌后通过入药管路进入灌注体，根据装置需要与程序控制自动灌入栓剂包装袋泡型内，然后自行进人冷却机进行冷却完成灌注。

3灌装机械系统各部件设计

3.1结构组成

该套设备包括以下几部分:灌注体，电气控制系统，电加热系统，冷热液循环系统。其中机械系统部分由机架、灌注头、计量机构、主联体、抱紧机构等组成。

3.2灌注头机构设计

灌注头是整台灌装机的主要部件，分别由12个插人杆、12个灌注杆和灌注体组成。通过灌注体后部定位销连接在主联体上，再通过汽缸和伺服电机的配合完成抽药、插人、灌药、回位等一系列动作，完成灌装的工位。

3.3计量机构设计

计量机构是确定灌装量的部件，是由联轴器将丝杆与伺服电机联接组成。通过丝杆转动圈数来控制药液的灌装量。丝杆与丝母材质分别为40Cr和ZCuSn10P1.可以降低磨损量，提高使用寿命。丝杆为M20x1细牙螺纹，精车后与丝母配研磨，从而保证丝杆与丝母之间的间隙配合。M20x1细牙螺纹能够更精准地控制药液的灌装量。

3.4主联体结构设计

主联体包括主体和左右支座组合，通过主体和支座使灌注头和计量机构组合成一体。主联体的主体是连接灌注头的载体，在主体上有3根电加热管，用来保持灌注头溶腔内药液的温度(一般保持在40℃~50℃之间)。可保证在停机的情况下药液不凝固，不变性。左右支座是把计量机构联接到灌注头组成一个整体。

3.5抱带机构设计

抱带机构包括两块冷却板、两块抱带板、托架、连接轴和两个汽缸组合而成。抱带机构通过两个汽缸带动连接轴在自润滑轴承中完成抱紧和松开两动作。在需要灌注时，栓剂壳带通过托架传送至抱带板，抱带板抱紧栓剂壳带，使栓剂壳带能固定住，让插入杆能稳定准确地插人栓剂壳带中灌注药液，灌注完成后松开壳带使其进人下个工位。冷却板上分别有进液口和出液口，冷液从进液口进人，经过冷却板内的通道从出液口流出，达到冷却作用。

3.6机械系统总装

整台设备有12道相同的工位，而所有运动都只有唯一的运动轨迹和起止位，这样就要求12个工位达到的精确度一定要高。通过分析发现，以下几个关键加工和装配质量决定了12个工位精确度的高低:

(1)灌注体的12个通道要在数控镗床上完成12个通道的加工，这样可以保证每个孔之间的间距一致(17.4mm)和每个孔的精度要求。

(2)12个插入杆和灌注杆要求有相同的尺寸，这样可达到它们之间的互换性。

(3)12个插人杆和灌注杆上的密封圈非常主要，它对材质的选择和精度的要求很高，因为栓剂罐装的药液温度在40℃~50℃完成，这样胶圈的选择是耐温材质，保障它的使用寿命。它的加工精度要和每一通道配合严密，以提高灌装精度和消除滴药现象。

4系统设计

自动灌装机采用专用工业过程控制仪，通过RS485总线与中控室实现通信，既可独立控制，又可实现PLC联机控制。可实现实时过程数据监视、模拟显示工艺流程、实时数据记录查阅、操作员权限设定、工艺参数设定、设置运行过程事件报警及手动与自动控制切换。计算机通过以太网PLC联机下载程序并监控设备的运行。触摸屏通过Modbus485通讯协议与PLC进行通讯，时时显示设备的运行状态，并对进行设备启动、停止设定各个运行参数等操作。执行机构负责执行PLC的指令，具体执行相应的动作。

液体灌装机整套系统采用隔爆型标准制造，快慢两段或快，或慢，更慢三段式灌装方式，目标量自由设定。选用高精度、合理量程的称重模块及灌装执行机构，进行下料启/停控制，经称重仪表TR700变送进入PLC中，通过PLC和TR700的配合，伺服控制器控制步进电机精确运行到指定工位并精准卸料，灌装生产线在程序中设置联锁，保证灌装时移动/卸料机构运行有序可靠。为了实际操作维护的方便，在手动操作方式下，人员可通过控制器柜的表面不锈钢模拟屏上的带灯操作按钮，操作现场各机构，并直观观察设备运行。采用PLC通信采集、处理重量数据，以及发送去皮信号使仪表去皮。在定量灌装模式下，PLC作为主控器接收来自称重仪表的数据，对数据进行处理后发出一系列的控制灌装动作的信号完成定量灌装。灌装完成后专业机械手会每次准确取出每一个包装桶，通过动力轨道将包装桶精确输送到指定位置，对满桶的到位、堆堵、下盖、打开/关闭灌装阀等进行实时捡测与控制。利用PLC信号驱动电机等传动机构带动机械手移动，同时驱动电机自带的编码器反馈位詈脉冲数给驱动器驱动器对两种脉冲进行比较并确定偏差，按一定控制规律运算后得到的校正信号作为伺服驱动器中速度控制器的给定再经电流调节与功率放大，使抓取机械手朝消除偏差的方向运动，从而实现机械手的堆垛定位。

称重灌装机的计量信号分别通过计量显示控制器和称重模块化转换进入PLC，灌装机的输出是通过程序转换为二进制代码并存储在PLC的数据寄存器中的并行BCD代码。称重模块输出电压信号通过防爆电子秤A/D转换，通过接线盒累积并传递到称重器中，接线盒实时显示当前称重(反应堆称重)内的材料重量。液体灌装机通过电子秤通过串行通信将显示重量数据传递到PLC，PLC将收集的称重模块的重量与电子秤触摸屏(或计算机)中设置的重量进行比较，以控制整个反应釜称重模块的行为。配置了计算机配料系统后，动态显示工作状态，实时打印测量数据，保存历史数据记录，并允许用户监控反应罐的工作状态和查找历史数据。

5结语

设计的12粒栓剂灌装机，结构合理、精度高、成本低，可进行推广使用。经过连续完成10000粒栓剂的灌装实验表明，灌注过程没有出现滴药和挂壁现象，并在其中随机抽取100粒进行称量，每粒与所设灌装重量的误差都在+1%之内，各项性能都可以达到设计要求。