包裝線中盒機(jī)原理及故障分析

引言

蘭州生物制品研究所有限責(zé)任公司是一家歷史悠久的生物制劑研發(fā)生產(chǎn)企業(yè),是我國(guó)生物制品行業(yè)的標(biāo)桿。生物制品的產(chǎn)品形式包含西林瓶、安瓿瓶、“伴侶裝”(一水一苗)、預(yù)充針等多種方式[1],筆者在蘭州生物制品研究所有限責(zé)任公司工作多年,主要從事疫苗包裝生產(chǎn)線設(shè)備的維修、保養(yǎng)、管理等工作。

本文主要以包裝生產(chǎn)線中德國(guó)syntegon公司所生產(chǎn)的CAR—T5中盒機(jī)為研究對(duì)象,對(duì)其基本運(yùn)行原理及常見故障維修進(jìn)行分析,為中盒機(jī)的維修工作提供可靠思路。

1運(yùn)行原理

CAR—T5中盒機(jī)的主要組成部分為進(jìn)料機(jī)構(gòu)、下中盒機(jī)構(gòu)、推小盒入盒機(jī)構(gòu)、蓋盒封膠機(jī)構(gòu)、出料機(jī)構(gòu)等。其進(jìn)料部分視圖如圖1所示。

裝盒部分視圖如圖2所示。

中盒機(jī)主要是將小盒以十盒為一組的包裝方式裝入中盒。其基本運(yùn)作原理是通過伺服電機(jī)所控制的機(jī)械手臂將小盒以五盒一組、上下兩層的關(guān)系先壘疊入料倉(cāng),再由傳動(dòng)料倉(cāng)將小盒送到推盒處,與此同時(shí)下中盒機(jī)構(gòu)通過氣嘴將中盒吸下來,通過吸單側(cè)中盒面及相應(yīng)模具完成開盒動(dòng)作,使中盒撐開進(jìn)入紙盒鏈條,料倉(cāng)和紙盒鏈由同一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)所控制并同步運(yùn)行。在推盒處由凸輪及接近開關(guān)所控制的推桿將十個(gè)小盒推入中盒,紙盒鏈將中盒運(yùn)送至噴膠處完成噴膠、蓋盒動(dòng)作。最后,通過兩條夾持傳送帶將包裝完成的中盒送出設(shè)備,完成一次包裝過程。

其進(jìn)料部分主要是由三臺(tái)伺服電機(jī)控制機(jī)械手臂進(jìn)行四軸運(yùn)動(dòng)(X軸、Y軸、Z軸及旋轉(zhuǎn)軸),抓取小盒的方式為真空電磁閥控制的吸取動(dòng)作[2]。裝盒部分主要是步進(jìn)電機(jī)配合凸輪及接近開關(guān)所形成的機(jī)械動(dòng)作,下中盒裝置也是以真空電磁閥控制的吸嘴完成相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。在下中盒處有相對(duì)應(yīng)的中盒條碼檢測(cè)器,保證每一個(gè)中盒不會(huì)由于印刷、人為上錯(cuò)物料等問題造成外包裝錯(cuò)誤。出料后與下游設(shè)備連接傳送帶處設(shè)有堵料檢測(cè)電眼,因此堵料或者下游設(shè)備停機(jī)不會(huì)造成產(chǎn)品堵塞,與設(shè)備工控程序自帶的產(chǎn)線聯(lián)機(jī)模式形成雙保障。

圖3~6為中盒機(jī)重要部位詳細(xì)視圖。

2 常見故障發(fā)生原因分析
從事設(shè)備維護(hù)工作的人員 ,不僅要保障設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn),不影響正常生產(chǎn),也要對(duì)常見故障發(fā)生原因進(jìn)行分析及歸類,以便提高維修效率。故障原因一般可以總結(jié)為人為原因、設(shè)備元器件老化原因及突發(fā)性故障三大類。

(1)人為原因是操作人員的不當(dāng)操作導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障。以中盒機(jī)為例,有上料不平整導(dǎo)致下中盒時(shí)卡盒、不及時(shí)清理噴膠殘留物導(dǎo)致封盒效果不佳和經(jīng)常按急停導(dǎo)致伺服驅(qū)動(dòng)器報(bào)錯(cuò)等問題。

(2)設(shè)備元器件老化主要是電氣元件及易磨易損件如繼電器老化,真空發(fā)生器、氣嘴不及時(shí)清理導(dǎo)致堵塞破裂,傳動(dòng)皮帶老化破裂等原因。

(3)突發(fā)性故障常常在不可控范圍,故障發(fā)生前無明顯征兆。這類故障發(fā)生時(shí)間短暫,破壞性強(qiáng),但維修方便,只需更換損壞元件,故障就可解決,如齒輪卡死、軸承破損、軸斷裂、電氣元件燒壞等[3]。

3中盒機(jī)常見故障分析

3.1中盒機(jī)產(chǎn)品推送裝置報(bào)警故障

該故障為常見性故障,對(duì)于維修工作來說是較簡(jiǎn)單的問題,其主要原因可能有:(1)撐盒側(cè)舌螺絲松動(dòng),導(dǎo)致中盒沒有完全撐開推盒時(shí)卡盒。(2)壓盒導(dǎo)軌沒完全放到位或高度變動(dòng)導(dǎo)致盒子沒有完全撐開,無法將小盒推入中盒。這兩種屬于中盒本身沒有完美撐開導(dǎo)致的推入段故障,解決方法較為簡(jiǎn)單,確保設(shè)備維修人員每日巡檢時(shí)查看相對(duì)應(yīng)部位螺絲是否松動(dòng),解決故障時(shí)重新找位置并緊固螺絲即可。除此之外,也有推桿上油泥積累過多,導(dǎo)致直線軸承卡死的問題。此種情況解決只需操作人員每日開機(jī)前使用無水酒精擦拭推桿的行程桿即可避免。

CAR—T5中盒機(jī)出現(xiàn)推入段卡盒故障報(bào)警時(shí),在維修人員解決完故障后,必須使用手輪盤動(dòng)設(shè)備,使卡盒突然停機(jī)導(dǎo)致的料倉(cāng)和紙盒鏈錯(cuò)位處重新對(duì)齊。3.2中盒外包裝存在壓印或中盒無法進(jìn)入出料傳送帶故障

此問題為常見問題,它不影響設(shè)備的正常運(yùn)行,但對(duì)于產(chǎn)品外觀有較大影響。發(fā)生此類問題應(yīng)優(yōu)先考慮紙盒鏈條的松緊是否合適及上壓導(dǎo)軌是否過低。

紙盒鏈條卡盒端調(diào)整處如圖7所示。

置,右側(cè)擋條在松開螺絲后可通過調(diào)整鏈條位置左右移動(dòng)。兩側(cè)卡盒擋條間距的調(diào)整參照標(biāo)準(zhǔn)有兩點(diǎn):(1)紙盒鏈必須與料倉(cāng)對(duì)齊;(2)放入完全撐開的中盒,兩側(cè)擋條接觸到紙盒且紙盒能輕松取出。上壓導(dǎo)軌的高低由絲桿控制,CAR—T5中盒機(jī)設(shè)置有專門的調(diào)整位置,手動(dòng)調(diào)整即可。上壓導(dǎo)軌的高低主要影響兩個(gè)問題:(1)過低會(huì)使出料時(shí)中盒下壓位置過低,無法進(jìn)入出料傳送帶掉盒;(2)過高會(huì)造成開盒不好,導(dǎo)致推入段卡盒。

3.3進(jìn)料機(jī)械手臂點(diǎn)位調(diào)整故障

此問題為突發(fā)性問題,因伺服電機(jī)的準(zhǔn)確性,進(jìn)料機(jī)械手臂一般不會(huì)發(fā)生錯(cuò)位等問題,但在生產(chǎn)過程中偶爾會(huì)出現(xiàn)小盒包材尺寸的差異性造成取盒放盒時(shí)擠壓盒子的情況出現(xiàn)。該問題只需微調(diào)機(jī)械手臂Z軸的位置即可,具體方法為松開機(jī)械手臂的駐車制動(dòng)器,手動(dòng)將機(jī)械臂拉到合適的點(diǎn)位,記錄其坐標(biāo)。需考慮的點(diǎn)為小盒的厚度及吸盤輕觸小盒表面。調(diào)整結(jié)束后需大致手動(dòng)拉回原點(diǎn)位,關(guān)閉駐車制動(dòng)器并按復(fù)位鍵使其自動(dòng)找到原點(diǎn)。參數(shù)調(diào)整界面點(diǎn)位如圖8所示。

3.4噴膠效果差

此問題為可預(yù)防性問題。CAR—T5中盒機(jī)搭配的是諾德森公司生產(chǎn)的點(diǎn)膠機(jī),其正常工作溫度為145℃左右,高溫融化膠粒會(huì)導(dǎo)致噴嘴積碳堵塞,遇到這種情況一般拆卸噴嘴,使用WD—40或無水酒精清洗膠印及積碳,此種情況主要表現(xiàn)為噴膠較少或不噴膠。當(dāng)噴膠過多時(shí),主要調(diào)整氣源壓力的大小以控制出膠量的多少。在拆卸噴嘴過程中需注意兩點(diǎn):(1)待設(shè)備冷卻以避免燙傷;(2)需關(guān)閉氣源,以防拆卸過程中液體膠噴射對(duì)維修人員造成傷害。

4結(jié)束語(yǔ)

裝盒機(jī)是疫苗藥品外包裝生產(chǎn)線中不可或缺的設(shè)備,在日常使用中,企業(yè)應(yīng)以日常保養(yǎng)如鏈條上油、清理灰塵、螺絲緊固等方面為著重點(diǎn),從而避免大量故障的發(fā)生。

設(shè)備的維修工作需要從業(yè)人員膽大心細(xì),多動(dòng)手、多積累。面對(duì)簡(jiǎn)單問題,要提高工作效率,盡快使設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn);面對(duì)困難問題,應(yīng)當(dāng)多分析、多嘗試,心態(tài)平穩(wěn)、思路清晰,從多個(gè)方面去分析故障的原因。在日常巡檢工作中,也應(yīng)做到應(yīng)檢盡檢、提前預(yù)防和規(guī)范設(shè)備操作人員的操作行為。該崗位職責(zé)是保障設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn),這樣才能使每一批產(chǎn)品的生產(chǎn)保質(zhì)保量地按時(shí)完成,為企業(yè)帶來價(jià)值,為廣大受眾人群帶來便利。