引言

在現(xiàn)有的疫苗生產(chǎn)行業(yè)中,疫苗的灌裝方式主要分為安甑瓶、西林瓶和預(yù)充針。根據(jù)不同的灌裝方式,疫苗生產(chǎn)采用了不同的包裝工藝:西林瓶和預(yù)充針外觀相對(duì)較大且瓶身質(zhì)地更堅(jiān)硬,一般采用單支裝,利用泡罩機(jī)通過(guò)加熱、吹塑、成型、裁剪將PVC材料制成藥托,把單支裝西林瓶制品放入藥托完成小盒、中盒、大箱的后續(xù)包裝工序:安甑瓶瓶身較脆,11.5mm的瓶身直徑不適合單支裝,一來(lái)為了減少包材的使用,二來(lái)為方便疫苗的運(yùn)輸及保存,通常采用多支裝(5支或10支）,并配以PVC材料的藥托作為后續(xù)包裝的保護(hù)。

SY-B1型自動(dòng)分托機(jī)通過(guò)電氣與機(jī)械的配合,將壓縮在一起的PVC藥托夾持至堆料軌道。如圖1所示,電機(jī)控制推托板向前推動(dòng),由前端齒形牙口攔截藥托,再通過(guò)往復(fù)機(jī)械動(dòng)作將每一個(gè)PVC藥托分開(kāi)送入后續(xù)設(shè)備。安甑瓶的包裝采用PVC藥托的方式,制品能得到更好的保護(hù)且支持多支裝,減少包材的使用。SY-B1型自動(dòng)分托機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行速度在160托/min,按人工分托的平均速度40托/min計(jì),可減少分托工段約4名操作工,在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的同時(shí),面對(duì)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶,不僅提高了生產(chǎn)效率,還降低了操作工受傷的風(fēng)險(xiǎn)。

1一推托板:2一壓縮藥托:3一分托后藥托效果:4一藥托堆料:

5一牙口:6一吸托負(fù)壓口:7一吹落氣嘴:8一吸托板。

圖1SY-B1型自動(dòng)分托機(jī)工作原理

1工作原理

SY-B1型自動(dòng)分托機(jī)主要分為兩大部分:送料部分和吸托部分。送料部分可分為預(yù)送料和夾持料兩道工序,吸托部分又可分為真空吸托和壓氣吹托兩部分。如圖1所示,設(shè)備在運(yùn)行時(shí),夾持料工序伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)推托板向前夾持,接觸到接近開(kāi)關(guān)后判斷無(wú)物料,隨即電機(jī)反轉(zhuǎn)等待預(yù)送料,由氣缸控制將壓縮在一起的藥托推入送料部分,夾持電機(jī)重新正轉(zhuǎn),將藥托推入前端齒形牙口夾持,等待吸托部分工作。

堵料接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到無(wú)藥托時(shí),吸托部分開(kāi)始工作,由吸托氣缸控制吸托盤(pán)在Y軸做往復(fù)運(yùn)動(dòng),兩端磁性開(kāi)關(guān)的觸發(fā)給電磁閥提供信號(hào),交替吸氣和吹氣。吸托氣缸推出時(shí)由真空泵傳輸吸氣,將藥托由牙口處吸下:吸托氣缸收回時(shí),位于吸托盤(pán)上方的氣嘴完成壓氣吹托的動(dòng)作,吹落的藥托進(jìn)入傳送帶完成后序包裝。

2影響分托效果的因素

2.1送料推板的推力大小

送料推板推力的大小直接影響吸托是否順暢。由于未分托前,藥托都是一個(gè)套一個(gè),緊密相連的,PVC藥托的薄厚、材料的硬度都會(huì)影響藥托是否容易被吸下。推力過(guò)大時(shí),容易出現(xiàn)吸托部分吸下雙托、三托等情況:推力過(guò)小時(shí),容易出現(xiàn)藥托無(wú)法被吸下的情況,導(dǎo)致后端設(shè)備停機(jī)。

解決方法如下:

(1）當(dāng)藥托材料較硬、較厚,不易被吸下時(shí),調(diào)節(jié)吸托電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器,將扭力調(diào)大:當(dāng)藥托材料較軟、較薄時(shí),將扭力調(diào)小。隨著設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間使用,電機(jī)的性能會(huì)有所下降,當(dāng)出現(xiàn)推托板不向前推托或同步帶發(fā)生劇烈抖動(dòng)時(shí),判斷為當(dāng)前電機(jī)無(wú)法克服阻力做功,扭力過(guò)小,將扭力調(diào)大即可。

(2）當(dāng)藥托材料較硬、較厚時(shí),更換如圖2所示送料推板后的彈簧,同比條件下選擇彈性系數(shù)更大、彈力更強(qiáng)的彈簧,彈簧阻礙著接近開(kāi)關(guān)的觸發(fā),觸發(fā)時(shí)伺服電機(jī)工作,未觸發(fā)時(shí)停止,因此彈力越大意味著向前送料的行程越大,也就更容易將藥托吸下。同理,當(dāng)藥托材料較軟、較薄時(shí),更換彈性系數(shù)更小、彈力更弱的彈簧即可。

1-推托板背部:2-電機(jī)啟停接近開(kāi)關(guān):3-彈簧:4-推托板軌道:

5-電機(jī)反轉(zhuǎn)接近開(kāi)關(guān):6-電機(jī)正轉(zhuǎn)接近開(kāi)關(guān):7一電機(jī)。

圖2送料推板背面

2.2吹落氣嘴

吹落氣嘴直接影響藥托落入預(yù)定軌道的時(shí)機(jī)和位置。它的作用是將吸下的藥托垂直吹入圖3所示的弧形緩沖坡道,再通過(guò)軌道的約束將藥托送入傳送帶。實(shí)際生產(chǎn)中往往會(huì)出現(xiàn)藥托翻轉(zhuǎn)、亂飛的現(xiàn)象,導(dǎo)致藥托重疊堵住傳送軌道或者卡在吸托盤(pán)上,因氣缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)而損壞藥托,造成一定的浪費(fèi)。

1-調(diào)節(jié)牙口旋鈕:2-孤形緩沖坡道。

圖3吸托盤(pán)正視圖

解決方法如下:

(1）當(dāng)藥托卡在吸托盤(pán)上,往復(fù)運(yùn)動(dòng)造成藥托損壞時(shí),首先檢查設(shè)備參數(shù)中的"吹落時(shí)間",過(guò)短的吹落時(shí)間會(huì)使吸托盤(pán)還未完成吹落就停止吹落動(dòng)作,藥托未能吹下就繼續(xù)下一次吸托動(dòng)作,導(dǎo)致藥托損壞。SY一B1型自動(dòng)分托機(jī)穩(wěn)定吹落時(shí)間一般在0.04～0.08S,過(guò)短的吹落時(shí)間會(huì)導(dǎo)致藥托無(wú)法與膠皮分離:過(guò)長(zhǎng)的吹落時(shí)間會(huì)產(chǎn)生噪聲,工人長(zhǎng)時(shí)間工作后難免影響其聽(tīng)力,且超長(zhǎng)的吹落時(shí)間影響設(shè)備電氣元件的既定動(dòng)作,甚至?xí)p壞電磁閥。其次檢查吸托盤(pán)上方的氣嘴,在確保其功能正常后調(diào)節(jié)氣量大小,或者更換新的氣嘴,以保證完成正常的吹落工作。

(2）當(dāng)出現(xiàn)藥托亂飛,無(wú)法進(jìn)入預(yù)定軌道的情況時(shí),應(yīng)對(duì)氣嘴位置進(jìn)行調(diào)整。用手機(jī)"慢動(dòng)作"拍攝功能記錄藥托吹落時(shí)的畫(huà)面,如圖4標(biāo)注方向所示,如果藥托在X0Y面不發(fā)生偏轉(zhuǎn),而在X0Z面發(fā)生旋轉(zhuǎn),判斷為氣嘴在X軸上的位置有偏差,根據(jù)慢動(dòng)作表現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)方向做調(diào)整即可。

1一藥托:2一膠皮:3一吸托盤(pán):4一吹落氣嘴。

圖4吸托盤(pán)俯視圖

2.3真空泵

真空泵為整個(gè)自動(dòng)分托機(jī)提供負(fù)壓,負(fù)壓的大小決定藥托從牙口處能否被及時(shí)吸下,需配合牙口松緊度、補(bǔ)氣閥氣量大小、吹落氣嘴氣量大小等變量的調(diào)節(jié)。真空泵影響因素較多,尋找問(wèn)題時(shí)需要按由易至難的順序去分析。

解決方法如下:

(1）檢查壓縮空氣氣源。SY一B1型自動(dòng)分托機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的壓縮空氣壓力應(yīng)控制在0.4～0.6MPa,因此真空泵性能不佳導(dǎo)致吸托失敗時(shí)優(yōu)先檢查壓縮空氣壓力值,調(diào)節(jié)至穩(wěn)定運(yùn)行范圍內(nèi)即可。

(2）清理濾芯。由于待分托的PVC藥托均由外包廠家制作,PVC在加熱、吹塑、成型、裁剪時(shí)都會(huì)摻雜一些雜質(zhì)和灰塵,因此自動(dòng)分托機(jī)在完成每日約150000個(gè)的產(chǎn)量后,勢(shì)必會(huì)在真空泵濾芯中沉積雜質(zhì),雜質(zhì)過(guò)多會(huì)影響真空泵的工作效率。除了定時(shí)清理真空泵濾芯外,也不能排除某一批藥托雜質(zhì)過(guò)多,有可能前一批剛剛清理過(guò),下一批立馬積攢了新的雜質(zhì)的情況,因此解決真空泵工作效率下降問(wèn)題的第二選擇就是清理濾芯或更換濾芯。

2.4吸托盤(pán)

吸托盤(pán)作為分托機(jī)最核心的機(jī)械部位,負(fù)壓壓力大小、膠皮墊有無(wú)破損及吸托盤(pán)的安裝位置都會(huì)影響吸托效果。

(1）吸托盤(pán)負(fù)壓的大小尤為重要,負(fù)壓過(guò)大會(huì)導(dǎo)致吸托膠皮變形漏氣,負(fù)壓過(guò)小會(huì)導(dǎo)致無(wú)法從夾持牙口中將壓縮在一起的藥托分開(kāi)。

(2）膠皮墊起到保證藥托內(nèi)部形成負(fù)壓的作用,因此膠皮墊的面積和新舊程度也值得研究。

(3）吸托盤(pán)的安裝位置決定著氣缸在一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)中能否將藥托吸下,并且落托位置需要控制在下坡軌道中,保證藥托在豎直下落時(shí)有一定的緩沖。

解決方法如下:

(1）吸托盤(pán)在完成一次吸托動(dòng)作后,吹落氣嘴準(zhǔn)備吹氣時(shí)要配合補(bǔ)氣閥向負(fù)壓孔中補(bǔ)氣,以便于膠皮墊釋放被吸附的藥托。采用控制變量法,確保膠皮墊大小、位置不變,調(diào)整真空泵負(fù)壓供給,使得藥托可以完整、不變形、不漏氣地吸附在膠皮墊上:同時(shí)調(diào)節(jié)補(bǔ)氣閥,保證藥托平穩(wěn)地垂直下落,不會(huì)因補(bǔ)氣過(guò)大導(dǎo)致藥托在y軸上發(fā)生位移。

(2）由于藥托大小不受控制,難免出現(xiàn)生產(chǎn)誤差,批次間、每箱間都會(huì)產(chǎn)生一定誤差,制作膠皮墊不能按照確定的尺寸,應(yīng)該根據(jù)當(dāng)天的藥托做模型,如圖5所示,膠皮上下多出15mm,左右多出10mm,表面積為藥托接觸面的150%～160%即可。

1—吸托盤(pán):2一膠皮。

圖5吸托盤(pán)

(3）吸托盤(pán)氣缸采用的是帶開(kāi)關(guān)氣缸,通過(guò)它可以實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的氣動(dòng)執(zhí)行動(dòng)作,在確保吸托盤(pán)氣缸行程不變的情況下,通過(guò)調(diào)節(jié)帶開(kāi)關(guān)氣缸在y軸的位置或確保氣缸位置來(lái)調(diào)節(jié)氣缸的行程都可以控制吸托盤(pán)的起始位置。第二種方法是利用帶開(kāi)關(guān)氣缸的便捷性,帶開(kāi)關(guān)氣缸主要由三部分組成:氣缸、安裝在活塞上的感應(yīng)磁環(huán)、安裝在氣缸缸體表面的磁性開(kāi)關(guān)。帶開(kāi)關(guān)氣缸通過(guò)進(jìn)氣、排氣的交替,使得活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng),同時(shí)帶著感應(yīng)磁環(huán)觸發(fā)圖6所示的磁性開(kāi)關(guān),磁性開(kāi)關(guān)的觸發(fā)可以改變氣缸行程及提供控制信號(hào)等,因此也可以通過(guò)調(diào)節(jié)帶開(kāi)關(guān)氣缸來(lái)優(yōu)化吸托盤(pán)的吸托效果。

1一膠皮:2一吸托盤(pán):3一磁性開(kāi)關(guān):4一氣缸。

圖6吸托盤(pán)氣缸俯視圖

2.5角座閥

角座閥廣泛應(yīng)用于短時(shí)間頻繁啟動(dòng)的場(chǎng)合,具有反應(yīng)靈敏、動(dòng)作準(zhǔn)確的特點(diǎn),配合電磁閥使用,通過(guò)氣動(dòng)控制為吸托盤(pán)提供真空壓力。角座閥出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),會(huì)導(dǎo)致吸托盤(pán)的真空供給不足,吸托盤(pán)在做往復(fù)的吸托動(dòng)作時(shí)無(wú)吸氣甚至伴有持續(xù)的吹氣。

解決方法如下:

(1）按照由易到難的順序,首先檢查配合角座閥的電磁閥,一組4個(gè)電磁閥,分別控制吸托盤(pán)氣缸、角座閥、補(bǔ)氣閥、送料氣缸。如果控制角座閥的電磁閥信號(hào)觸發(fā)有誤或者有漏氣的現(xiàn)象,則可以判斷為電磁閥故障,拆開(kāi)電磁閥閥島更換墊片或者直接更換一個(gè)新的電磁閥即可。

(2）其次檢查圖7所示的角座閥進(jìn)氣口有無(wú)堵塞,進(jìn)氣口壓力減小會(huì)導(dǎo)致角座閥無(wú)法正常打開(kāi),造成吸托盤(pán)無(wú)負(fù)壓或負(fù)壓很小。

1—指示燈:2一進(jìn)氣口。

圖7角座閥

(3）最后檢查角座閥,觀察頂端指示器,判斷角座閥里的復(fù)位彈簧是否能夠正?；貜?如果不能正常工作,則可判斷為閥體內(nèi)部受損,更換閥芯或閥桿,損壞嚴(yán)重的情況下更換整個(gè)角座閥。

3結(jié)語(yǔ)

疫苗的生產(chǎn)離不開(kāi)自動(dòng)化設(shè)備的使用,自動(dòng)化智能制造正在逐步替代傳統(tǒng)的勞動(dòng)力,各種各樣的自動(dòng)化設(shè)備通過(guò)控制系統(tǒng)串聯(lián)起來(lái)形成一條完整的自動(dòng)化生產(chǎn)線。工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)具備效率高、降本增效、節(jié)省人力成本等優(yōu)點(diǎn),生產(chǎn)企業(yè)想要提高自動(dòng)化設(shè)備的使用效率,就必須加強(qiáng)相關(guān)人員的培訓(xùn),包括對(duì)設(shè)備的維修及保養(yǎng)。

本文通過(guò)介紹SY-B1型自動(dòng)分托機(jī)工作的原理及故障的排除方法,可以幫助生產(chǎn)操作人員更快熟悉設(shè)備,避免安全隱患:協(xié)助設(shè)備維修人員診斷故障、分享維修方法,防微杜漸,從而提高SY-B1型自動(dòng)分托機(jī)的生產(chǎn)效率及設(shè)備的檢修效率。