SY-B1型自动分托机常见故障浅析

引言

在现有的疫苗生产行业中,疫苗的灌装方式主要分为安甑瓶、西林瓶和预充针。根据不同的灌装方式,疫苗生产采用了不同的包装工艺:西林瓶和预充针外观相对较大且瓶身质地更坚硬,一般采用单支装,利用泡罩机通过加热、吹塑、成型、裁剪将PVC材料制成药托,把单支装西林瓶制品放入药托完成小盒、中盒、大箱的后续包装工序:安甑瓶瓶身较脆,11.5mm的瓶身直径不适合单支装,一来为了减少包材的使用,二来为方便疫苗的运输及保存,通常采用多支装(5支或10支）,并配以PVC材料的药托作为后续包装的保护。

SY-B1型自动分托机通过电气与机械的配合,将压缩在一起的PVC药托夹持至堆料轨道。如图1所示,电机控制推托板向前推动,由前端齿形牙口拦截药托,再通过往复机械动作将每一个PVC药托分开送入后续设备。安甑瓶的包装采用PVC药托的方式,制品能得到更好的保护且支持多支装,减少包材的使用。SY-B1型自动分托机的稳定运行速度在160托/min,按人工分托的平均速度40托/min计,可减少分托工段约4名操作工,在实现自动化的同时,面对高速转动的传送带,不仅提高了生产效率,还降低了操作工受伤的风险。

1一推托板:2一压缩药托:3一分托后药托效果:4一药托堆料:

5一牙口:6一吸托负压口:7一吹落气嘴:8一吸托板。

图1SY-B1型自动分托机工作原理

1工作原理

SY-B1型自动分托机主要分为两大部分:送料部分和吸托部分。送料部分可分为预送料和夹持料两道工序,吸托部分又可分为真空吸托和压气吹托两部分。如图1所示,设备在运行时,夹持料工序伺服电机转动,带动推托板向前夹持,接触到接近开关后判断无物料,随即电机反转等待预送料,由气缸控制将压缩在一起的药托推入送料部分,夹持电机重新正转,将药托推入前端齿形牙口夹持,等待吸托部分工作。

堵料接近开关检测到无药托时,吸托部分开始工作,由吸托气缸控制吸托盘在Y轴做往复运动,两端磁性开关的触发给电磁阀提供信号,交替吸气和吹气。吸托气缸推出时由真空泵传输吸气,将药托由牙口处吸下:吸托气缸收回时,位于吸托盘上方的气嘴完成压气吹托的动作,吹落的药托进入传送带完成后序包装。

2影响分托效果的因素

2.1送料推板的推力大小

送料推板推力的大小直接影响吸托是否顺畅。由于未分托前,药托都是一个套一个,紧密相连的,PVC药托的薄厚、材料的硬度都会影响药托是否容易被吸下。推力过大时,容易出现吸托部分吸下双托、三托等情况:推力过小时,容易出现药托无法被吸下的情况,导致后端设备停机。

解决方法如下:

(1）当药托材料较硬、较厚,不易被吸下时,调节吸托电机的驱动器,将扭力调大:当药托材料较软、较薄时,将扭力调小。随着设备的长时间使用,电机的性能会有所下降,当出现推托板不向前推托或同步带发生剧烈抖动时,判断为当前电机无法克服阻力做功,扭力过小,将扭力调大即可。

(2）当药托材料较硬、较厚时,更换如图2所示送料推板后的弹簧,同比条件下选择弹性系数更大、弹力更强的弹簧,弹簧阻碍着接近开关的触发,触发时伺服电机工作,未触发时停止,因此弹力越大意味着向前送料的行程越大,也就更容易将药托吸下。同理,当药托材料较软、较薄时,更换弹性系数更小、弹力更弱的弹簧即可。

1-推托板背部:2-电机启停接近开关:3-弹簧:4-推托板轨道:

5-电机反转接近开关:6-电机正转接近开关:7一电机。

图2送料推板背面

2.2吹落气嘴

吹落气嘴直接影响药托落入预定轨道的时机和位置。它的作用是将吸下的药托垂直吹入图3所示的弧形缓冲坡道,再通过轨道的约束将药托送入传送带。实际生产中往往会出现药托翻转、乱飞的现象,导致药托重叠堵住传送轨道或者卡在吸托盘上,因气缸往复运动而损坏药托,造成一定的浪费。

1-调节牙口旋钮:2-孤形缓冲坡道。

图3吸托盘正视图

解决方法如下:

(1）当药托卡在吸托盘上,往复运动造成药托损坏时,首先检查设备参数中的"吹落时间",过短的吹落时间会使吸托盘还未完成吹落就停止吹落动作,药托未能吹下就继续下一次吸托动作,导致药托损坏。SY一B1型自动分托机稳定吹落时间一般在0.04～0.08S,过短的吹落时间会导致药托无法与胶皮分离:过长的吹落时间会产生噪声,工人长时间工作后难免影响其听力,且超长的吹落时间影响设备电气元件的既定动作,甚至会损坏电磁阀。其次检查吸托盘上方的气嘴,在确保其功能正常后调节气量大小,或者更换新的气嘴,以保证完成正常的吹落工作。

(2）当出现药托乱飞,无法进入预定轨道的情况时,应对气嘴位置进行调整。用手机"慢动作"拍摄功能记录药托吹落时的画面,如图4标注方向所示,如果药托在X0Y面不发生偏转,而在X0Z面发生旋转,判断为气嘴在X轴上的位置有偏差,根据慢动作表现的旋转方向做调整即可。

1一药托:2一胶皮:3一吸托盘:4一吹落气嘴。

图4吸托盘俯视图

2.3真空泵

真空泵为整个自动分托机提供负压,负压的大小决定药托从牙口处能否被及时吸下,需配合牙口松紧度、补气阀气量大小、吹落气嘴气量大小等变量的调节。真空泵影响因素较多,寻找问题时需要按由易至难的顺序去分析。

解决方法如下:

(1）检查压缩空气气源。SY一B1型自动分托机稳定运行的压缩空气压力应控制在0.4～0.6MPa,因此真空泵性能不佳导致吸托失败时优先检查压缩空气压力值,调节至稳定运行范围内即可。

(2）清理滤芯。由于待分托的PVC药托均由外包厂家制作,PVC在加热、吹塑、成型、裁剪时都会掺杂一些杂质和灰尘,因此自动分托机在完成每日约150000个的产量后,势必会在真空泵滤芯中沉积杂质,杂质过多会影响真空泵的工作效率。除了定时清理真空泵滤芯外,也不能排除某一批药托杂质过多,有可能前一批刚刚清理过,下一批立马积攒了新的杂质的情况,因此解决真空泵工作效率下降问题的第二选择就是清理滤芯或更换滤芯。

2.4吸托盘

吸托盘作为分托机最核心的机械部位,负压压力大小、胶皮垫有无破损及吸托盘的安装位置都会影响吸托效果。

(1）吸托盘负压的大小尤为重要,负压过大会导致吸托胶皮变形漏气,负压过小会导致无法从夹持牙口中将压缩在一起的药托分开。

(2）胶皮垫起到保证药托内部形成负压的作用,因此胶皮垫的面积和新旧程度也值得研究。

(3）吸托盘的安装位置决定着气缸在一次往复运动中能否将药托吸下,并且落托位置需要控制在下坡轨道中,保证药托在竖直下落时有一定的缓冲。

解决方法如下:

(1）吸托盘在完成一次吸托动作后,吹落气嘴准备吹气时要配合补气阀向负压孔中补气,以便于胶皮垫释放被吸附的药托。采用控制变量法,确保胶皮垫大小、位置不变,调整真空泵负压供给,使得药托可以完整、不变形、不漏气地吸附在胶皮垫上:同时调节补气阀,保证药托平稳地垂直下落,不会因补气过大导致药托在y轴上发生位移。

(2）由于药托大小不受控制,难免出现生产误差,批次间、每箱间都会产生一定误差,制作胶皮垫不能按照确定的尺寸,应该根据当天的药托做模型,如图5所示,胶皮上下多出15mm,左右多出10mm,表面积为药托接触面的150%～160%即可。

1—吸托盘:2一胶皮。

图5吸托盘

(3）吸托盘气缸采用的是带开关气缸,通过它可以实现机电一体化的气动执行动作,在确保吸托盘气缸行程不变的情况下,通过调节带开关气缸在y轴的位置或确保气缸位置来调节气缸的行程都可以控制吸托盘的起始位置。第二种方法是利用带开关气缸的便捷性,带开关气缸主要由三部分组成:气缸、安装在活塞上的感应磁环、安装在气缸缸体表面的磁性开关。带开关气缸通过进气、排气的交替,使得活塞做往复运动,同时带着感应磁环触发图6所示的磁性开关,磁性开关的触发可以改变气缸行程及提供控制信号等,因此也可以通过调节带开关气缸来优化吸托盘的吸托效果。

1一胶皮:2一吸托盘:3一磁性开关:4一气缸。

图6吸托盘气缸俯视图

2.5角座阀

角座阀广泛应用于短时间频繁启动的场合,具有反应灵敏、动作准确的特点,配合电磁阀使用,通过气动控制为吸托盘提供真空压力。角座阀出现问题时,会导致吸托盘的真空供给不足,吸托盘在做往复的吸托动作时无吸气甚至伴有持续的吹气。

解决方法如下:

(1）按照由易到难的顺序,首先检查配合角座阀的电磁阀,一组4个电磁阀,分别控制吸托盘气缸、角座阀、补气阀、送料气缸。如果控制角座阀的电磁阀信号触发有误或者有漏气的现象,则可以判断为电磁阀故障,拆开电磁阀阀岛更换垫片或者直接更换一个新的电磁阀即可。

(2）其次检查图7所示的角座阀进气口有无堵塞,进气口压力减小会导致角座阀无法正常打开,造成吸托盘无负压或负压很小。

1—指示灯:2一进气口。

图7角座阀

(3）最后检查角座阀,观察顶端指示器,判断角座阀里的复位弹簧是否能够正常回弹,如果不能正常工作,则可判断为阀体内部受损,更换阀芯或阀杆,损坏严重的情况下更换整个角座阀。

3结语

疫苗的生产离不开自动化设备的使用,自动化智能制造正在逐步替代传统的劳动力,各种各样的自动化设备通过控制系统串联起来形成一条完整的自动化生产线。工业自动化控制系统具备效率高、降本增效、节省人力成本等优点,生产企业想要提高自动化设备的使用效率,就必须加强相关人员的培训,包括对设备的维修及保养。

本文通过介绍SY-B1型自动分托机工作的原理及故障的排除方法,可以帮助生产操作人员更快熟悉设备,避免安全隐患:协助设备维修人员诊断故障、分享维修方法,防微杜渐,从而提高SY-B1型自动分托机的生产效率及设备的检修效率。