控释制剂药片自动激光高速打孔装置Laser Drilling With High Speed For Osmotic DrugDelivery型号：JK150-6/4-AD说明书发明专利：200610096734.X 200610096440.7实用新型专利：200620073834.6 200620074990.4200820032034.9 200820032033.4 南京瑞驰电子技术工程实业有限公司第一章概况1.1 概述控释药物是一种在表面包有渗透膜的片状制剂。
通常需在渗透膜上打出释药小孔，制剂服用后，水分子渗过渗透膜进入制剂片芯，使渗透泵吸收水分子后膨胀，产生压差，使药物通过渗透膜上已打出的释放小孔持续释放，达到稳定控释药物的目的，因此渗透膜上的释药小孔对于控释药物制剂释放质量至关重要。
结合我公司较强的产品研发能力，以及对药厂及各药研究所的合作，经过多次的反馈和修改，并得到合作单位的认可。
因此形成了一套独特的见解和特点。
并获得两项国家发明专利和四项实用新型专利的最新技术产品，从而打破国外的技术垄断的制约，拓展国内渗透泵控释技术的发展空间提供一个平台。
1.2 技术性能工作电压：380VAC，50/60Hz（三相四线或三相五线）；功率消耗：最大4KW；激光器型号：GEM 系列CO2脉冲激光器；激光波长：10.55μm - 10.63μm；发散量：7.5 ±0.5 mrad；激光直径：1.8 ±0.2mm；谐振腔使用寿命：＞15000 小时；环境温度：5 - 40℃；环境海拔：＜2000 米；环境湿度：不结露；空压气消耗量：0.5 m3 /h；孔数：1-2 孔；孔径、孔深可调，孔径：0.2 - 1.2MM，孔深：0.2 - 1.0MM；药片接触面为304不锈钢，非接触面为316不锈钢。
1.3 打孔设备总体布局图1-1上图为总体布局，无外加吸尘设备，吸尘设备需与厂家协调后，按厂家要求配置。
第二章安全2 .1 注意安全本控释制剂激光打孔装置是为药物打孔而设计的，严禁用于其他目的，使用者应保持系统在完好状态下运行，而不得擅自改装或拆除器件。
应定期的对操作维修人员进行安全知识培训，在系统维护以及检修过程中，闲杂人员不得在设备周围停留。
本装置采用CO2激光器，其激光为远红外10.6μm不可见高能激光，必须有经验丰富或专门培训的人员方可从事维护工作。
光路器件中任何器件或罩、盖若被拆除，危险类别为4的激光将泄漏出来。
更换各种镜片，转向器检修，聚焦头检修等必须在关机状态下进行。
2.2 危险源2.2.1 激光器激光器产生很强的不可见光束，若直接照射工人人体器官上，将会破坏器官组织，特别是眼睛，将无法治疗。
2.2.2 硒化锌光学元件损坏或烧坏的硒化锌光学器件能释放出有毒物质，吸收或咽下这些有毒物质很危险。
第三章结构和工作原理3.1 激光器G150 W/EXTERNAL 激光器是水冷型CO2激光器，激光管，射频电源，冷却水管都集成在一个模块里，结构紧凑，非常便于集成，使用时需提供48V的直流给射频电源，将冷却水管连接到循环水冷却系统中，并通激光器上的25PINS接口发送命令，就可以使激光器工作。
3.1.1 激光腔，射频电源以及冷却水管集成如图3-1 所示图3-1激光器结构：谐振腔是这样一个区域，在那里产生激光射线，原理上谐振腔由一根金属管组成，金属管内充满了激光介质（在这里就是二氧化碳及其混合物）。
气体被密封在谐振腔内，没有外来气体供应，使用时间长（一年）后功率会稍微下降。
能量注入：为了产生激光射线需要激发激光介质，这是通过气体放电时的电子碰撞发生的，为高频发生器供激发能量使用。
散热：由于激光的效率只有10 - 20％左右，所注入的大部分电能以热能形式散发出来，通过水循环将这种热能引到热交换器。
外部控制接口：射频电源提供了一个25PINS 接口，根据该接口各种脚的定义，制作外部控制电路，由此控制激光器运行。
3.1.2 直流电源如图3-2 所示图3-2直流电源直流电源，用来供给高频发生器的电源，它的输出电压为48±2%伏，输出平均电流12A输出最大电流为50A。
3.1.3 射束转向射束转向如图3-3 包含两个100%全反射镜片，通过调整两颗铜螺丝将激光反射到打孔位置。
图3-3光学转向装置图3-3 光学转向装置3.1.4 聚焦头聚焦头由一100%全反射镜片和一聚集镜片组成，聚焦镜片装在一铜嘴里面，铜嘴上带有螺纹，通过螺纹拧在聚焦座内，根据需要打孔的孔径的大小旋转铜嘴，改变聚焦的距离来改变孔的大小。
图 3 –4聚焦头3.1.5 机械传动利用转动盘（或震动盘）把药片送到下滑轨道，药片在重力的作用下下滑皮带上，伺服电机带动皮带运行，药片在皮带上运行过程中经过正反检测、上下打孔、上视觉检测、下视觉检测、不合格吹风剔除、合格品经出料口落入成品箱。
通过控制伺服电机的运动，控制系统的运行。
3.1.6 检测系统在药片落入双皮带之间到达正反视觉检测到位信号检测处时，由正反视觉检测系统检测药物的正反面，检测的信号传给控制系统后再控制阀门吹气，将打孔面朝下的药片吹入“U”型反转轨道，将药片翻成打孔面朝上。
打孔到位信号检测到药片到位后控制激光发射，在药片上形成一个圆孔，孔的大小可调（第四章操作说明）。
图 3 –5（正反检测）药片打过孔后运动到视觉到位信号检测处，产生的到位信号控制无孔视觉检测进行拍照。
如无孔，利用空压气把药物剔除。
图 3 –6上视觉检测3.1.7 水冷系统G100 系列设备工作时许多组件上都有热量散发出来，散发出来的热量由一个冷却系统吸收，然后散发到空气中。
结构：冷却水由循环泵从水箱经过过滤器，然后泵到激光器（A），最后泵到激光器（B），热水流回热交换器，热交换器将热水的热量送入自由空间。
水箱内冷却水的水位连续测量，并由控制系统监视。
一个水压传感器检查水路内的冷却水流动情况。
图3-7注意：激光器存放或运输时由于冷却水结冰会损坏激光器，在存放或运输时把激光器和水箱中的水排放完。
3.1.8空气系统设备工作需要压缩空气系统，用来清洁光路和聚焦头，剔除不合格药片。
目的：光路和聚焦头上有压缩空气，以免进入灰尘。
及剔除不合格药片。
图3-83.2 JK150-6/4-AD 装置的主要特点体积小——易搬运、安装、拆卸；易清洗——易拆卸、清洗方便；寿命长——经过特殊处理，不易老化；可靠性高——关键件进口产品，稳定性好；调整方便快捷——对不同药片孔径参数，只需简单设定打孔时间和调节聚焦位置。
3.3 JK150-6/4-AD 装置的系统设置一、送料装置：系统采用相反运动给料器，使药片在重力的作用下滑到皮带上，到达激光聚焦处使之打孔，药片的速度可以由变频器设置；二、光路装置：系工控系统，利用触摸屏人机交互中文画面，便于操作，传感器采用灵敏度高的进口器件；三、光源系统：系统采用原装进口的激光器；四、自动识别系统：运用视觉检测能正确识别药片正反面；五、自动剔除系统：工作过程中，能实现对不打孔药片的自动剔除；六、适时记数系统：程序控制计数器，使产品得以量化；七、孔径，孔深可调。
孔径：0.2 - 1.2MM，孔深：0.2 -1.0MM；八、适应不同规格药片打孔：药片槽的宽度，高度可调；九、设计完全符合药监GMP 规范要求。
第四章调试及操作开机通电时必须检查各保护罩完好。
4.1安装4.1.1 药片要求药片圆形，正反面颜色灰度相差大。
4.1.2 正反检测和视觉检测传感器的安装正反检测工作位要与“U”槽反转系统相位匹配，可以手动试验纠正安装位置，使待检测药片处于处于“U”槽口偏下一点时正反检测传感器工作，还可以使用屏幕自动参数界面里的“正反剔除延时”来调整电磁阀工作时药片与“U”槽的相对位置。
4.1.3 有无孔视觉传感器设定打过孔的药片运行到无孔视觉检测系统处时，通过对视觉传感器的参数的设定（附视觉检测教材），如无达到要求的，在剔除口剔除，从而达到监控质量的目的。
4.1.4 孔的大小调整根据需要，旋转聚焦架上的铜嘴，改变聚焦镜片距离药片的远近来调整孔的直径，满足要求时观察孔的深度是否把膜打穿，如没打穿，调大触摸屏上的打孔时间或打孔次数，反之成立。
4.1.5 触摸屏的操作说明1) 启动设备后首先进入的是启动画面。
2）在此界面可根据需要选择“自动”、“手动”或是“联系我们”。
选择手动后进入如下画面：在此画面右方，可以启动激光器、发射激光，设定打孔周期和打孔次数。
可以单独启动进料电机、出料电机和振动落料，也可以点动出料电机，方便调试设备。
在此画面左方，动画显示了设备的运行情况。
按下自动后进入如下画面：在此画面右方的“参数显示”中，第一行显示了药片打孔的孔数，不可设定。
第二行显示合格药品数。
第三行剔除计数显示当前剔药数量，不可设定。
后两行可以设定激光器的激发时间，和激发次数，这两个参数可以改变孔径的大小及孔的深浅。
在此画面左方，动画显示了设备的运行情况。
下面一行按键从左到右的功能为启动系统，投入生产，自动测试，自动参数，复位和返回。
启动系统：按下时启动水泵电源和激光器电源使激光器处于激发状态；投入生产：按下后启动皮带，转盘（或摆动槽）和激光器使能，放入药片即可生产；自动测试：调试时，用于测试设备内部用于打孔的相关数据，并将这些数据用于PLC内部的计算，使打孔准确；自动参数：（见本页下部）；复位：清空相关的临时寄存器；返回：返回上一级菜单。
按下“自动参数”按键时进入如下画面：在此“自动运行参数”画面中可设置的功能如下：打孔数：调整打孔药片的孔数（1-2孔）可调；孔距：打双孔时调整两孔之间的距离；（单孔时没有用）视觉剔除延时：此数值为孔检测视觉检测无孔后信号传输给剔除电磁阀的延时时间，使剔除位置更加准确；视觉剔除时间：此数值等于电磁阀的开启时间，目的为了直径大的药与直径小的药都有合适的剔除时间被踢掉；正反剔除延时：此数值为正反检测反面信号传输给剔除电磁阀的延时时间，使剔除位置更加准确；正反剔除时间：此数值等于电磁阀的开启时间，目的为了直径大的药与直径小的药都有合适的剔除时间被吹入“U”槽。
以上参数，开始药片打孔前必须设定。
在此画面中部的各项功能如下：剔除计数：显示当前剔药数量；打孔计数：显示当前打孔数量；计数清零：将剔除计数和打孔计数数值清零；在此画面右方的“故障显示”中各项功能如下：在此画面中可以显示设备发生故障的故障点，方便维修人员检修。
气压故障：气压值过低，不够工作需要。
控制板故障：激光控制板发生故障。
激光器故障：激光器未启动成功。
轨道堵药故障：底料位至出料盘之间卡药；皮带速度+：同时提高上下皮带的运行速度；皮带速度-：同时降低上下皮带的运行速度。
4.2机械调试4.2.1进料盘的调整根据药片厚度的大小调节进料盘的尺寸。
