包裝線中盒機原理及故障分析

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syntegon公司所生產(chǎn)的CAR—T5中盒機為研究對象,對其基本運行原理及常見故障維修進行分析,為中盒機的維修工作提供可靠思路。

1運行原理

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

裝盒部分視圖如圖2所示。

中盒機主要是將小盒以十盒為一組的包裝方式裝入中盒。其基本運作原理是通過伺服電機所控制的機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,再由傳動料倉將小盒送到推盒處,與此同時下中盒機構(gòu)通過氣嘴將中盒吸下來,通過吸單側(cè)中盒面及相應(yīng)模具完成開盒動作,使中盒撐開進入紙盒鏈條,料倉和紙盒鏈由同一臺步進電機所控制并同步運行。在推盒處由凸輪及接近開關(guān)所控制的推桿將十個小盒推入中盒,紙盒鏈將中盒運送至噴膠處完成噴膠、蓋盒動作。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。

其進料部分主要是由三臺伺服電機控制機械手臂進行四軸運動(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作[2]。裝盒部分主要是步進電機配合凸輪及接近開關(guān)所形成的機械動作,下中盒裝置也是以真空電磁閥控制的吸嘴完成相對應(yīng)的動作。在下中盒處有相對應(yīng)的中盒條碼檢測器,保證每一個中盒不會由于印刷、人為上錯物料等問題造成外包裝錯誤。出料后與下游設(shè)備連接傳送帶處設(shè)有堵料檢測電眼,因此堵料或者下游設(shè)備停機不會造成產(chǎn)品堵塞,與設(shè)備工控程序自帶的產(chǎn)線聯(lián)機模式形成雙保障。

圖3~6為中盒機重要部位詳細視圖。

2 常見故障發(fā)生原因分析
從事設(shè)備維護工作的人員 ,不僅要保障設(shè)備正常運轉(zhuǎn),不影響正常生產(chǎn),也要對常見故障發(fā)生原因進行分析及歸類,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。以中盒機為例,有上料不平整導(dǎo)致下中盒時卡盒、不及時清理噴膠殘留物導(dǎo)致封盒效果不佳和經(jīng)常按急停導(dǎo)致伺服驅(qū)動器報錯等問題。

(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、氣嘴不及時清理導(dǎo)致堵塞破裂,傳動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)生時間短暫,破壞性強,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中盒機常見故障分析

3.1中盒機產(chǎn)品推送裝置報警故障

該故障為常見性故障,對于維修工作來說是較簡單的問題,其主要原因可能有:(1)撐盒側(cè)舌螺絲松動,導(dǎo)致中盒沒有完全撐開推盒時卡盒。(2)壓盒導(dǎo)軌沒完全放到位或高度變動導(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,解決方法較為簡單,確保設(shè)備維修人員每日巡檢時查看相對應(yīng)部位螺絲是否松動,解決故障時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前使用無水酒精擦拭推桿的行程桿即可避免。

CAR—T5中盒機出現(xiàn)推入段卡盒故障報警時,在維修人員解決完故障后,必須使用手輪盤動設(shè)備,使卡盒突然停機導(dǎo)致的料倉和紙盒鏈錯位處重新對齊。3.2中盒外包裝存在壓印或中盒無法進入出料傳送帶故障

此問題為常見問題,它不影響設(shè)備的正常運行,但對于產(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。兩側(cè)卡盒擋條間距的調(diào)整參照標(biāo)準(zhǔn)有兩點:(1)紙盒鏈必須與料倉對齊;(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中盒機設(shè)置有專門的調(diào)整位置,手動調(diào)整即可。上壓導(dǎo)軌的高低主要影響兩個問題:(1)過低會使出料時中盒下壓位置過低,無法進入出料傳送帶掉盒;(2)過高會造成開盒不好,導(dǎo)致推入段卡盒。

3.3進料機械手臂點位調(diào)整故障

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

3.4噴膠效果差

此問題為可預(yù)防性問題。CAR—T5中盒機搭配的是諾德森公司生產(chǎn)的點膠機,其正常工作溫度為145℃左右,高溫融化膠粒會導(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,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:(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維修人員造成傷害。

4結(jié)束語

裝盒機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,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,多動手、多積累。面對簡單問題,要提高工作效率,盡快使設(shè)備恢復(fù)正常運轉(zhuǎn);面對困難問題,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)保量地按時完成,為企業(yè)帶來價值,為廣大受眾人群帶來便利。