包裝線中盒機原理及故障分析

薛永強 安小康 李昊晟

摘要：在疫苗包裝生產線中，裝盒機為生產線中必不可少的組成設備。鑒于此，首先對Syntegon公司所生產的CAR-T5中盒機的基本工作原理進行說明，其次對中盒機常見故障進行逐一分析，闡明了生產過程中影響設備正常運行的常見故障，著眼故障源頭以最有效的方法去解決，從而使設備正常運行，保障生產任務圓滿完成。

關鍵詞：中盒機；工作原理；常見故障；故障原因

中圖分類號：TQ460.5? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2024）07-0077-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.07.020

0? ? 引言

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

本文主要以包裝生產線中德國Syntegon公司所生產的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、下中盒機構、推小盒入盒機構、蓋盒封膠機構、出料機構等。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通過氣嘴將中盒吸下來，通過吸單側中盒面及相應模具完成開盒動作，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的動作。在下中盒處有相對應的中盒條碼檢測器，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。出料后與下游設備連接傳送帶處設有堵料檢測電眼，因此堵料或者下游設備停機不會造成產品堵塞，與設備工控程序自帶的產線聯機模式形成雙保障。

圖3～6為中盒機重要部位詳細視圖。

2? ? 常見故障發生原因分析

從事設備維護工作的人員，不僅要保障設備正常運轉，不影響正常生產，也要對常見故障發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為人為原因、設備元器件老化原因及突發性故障三大類。

（1）人為原因是操作人員的不當操作導致設備發生故障。以中盒機為例，有上料不平整導致下中盒時卡盒、不及時清理噴膠殘留物導致封盒效果不佳和經常按急停導致伺服驅動器報錯等問題。

（2）設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，真空發生器、氣嘴不及時清理導致堵塞破裂，傳動皮帶老化破裂等原因。

（3）突發性故障常常在不可控范圍，故障發生前無明顯征兆。這類故障發生時間短暫，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）撐盒側舌螺絲松動，導致中盒沒有完全撐開推盒時卡盒。（2）壓盒導軌沒完全放到位或高度變動導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致的推入段故障，解決方法較為簡單，確保設備維修人員每日巡檢時查看相對應部位螺絲是否松動，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備，使卡盒突然停機導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，它不影響設備的正常運行，但對于產品外觀有較大影響。發生此類問題應優先考慮紙盒鏈條的松緊是否合適及上壓導軌是否過低。

紙盒鏈條卡盒端調整處如圖7所示。

CART-5中盒機紙盒鏈條調整原理為左不動右動，左側卡盒擋條位置固定，為調整距離的參照位置，右側擋條在松開螺絲后可通過調整鏈條位置左右移動。兩側卡盒擋條間距的調整參照標準有兩點：（1）紙盒鏈必須與料倉對齊；（2）放入完全撐開的中盒，兩側擋條接觸到紙盒且紙盒能輕松取出。上壓導軌的高低由絲桿控制，CAR-T5中盒機設置有專門的調整位置，手動調整即可。上壓導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，導致推入段卡盒。

3.3? ? 進料機械手臂點位調整故障

此問題為突發性問題，因伺服電機的準確性，進料機械手臂一般不會發生錯位等問題，但在生產過程中偶爾會出現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。該問題只需微調機械手臂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。需考慮的點為小盒的厚度及吸盤輕觸小盒表面。調整結束后需大致手動拉回原點位，關閉駐車制動器并按復位鍵使其自動找到原點。參數調整界面點位如圖8所示。

3.4? ? 噴膠效果差

此問題為可預防性問題。CAR-T5中盒機搭配的是諾德森公司生產的點膠機，其正常工作溫度為145 ℃左右，高溫融化膠粒會導致噴嘴積碳堵塞，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，此種情況主要表現為噴膠較少或不噴膠。當噴膠過多時，主要調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）待設備冷卻以避免燙傷；（2）需關閉氣源，以防拆卸過程中液體膠噴射對維修人員造成傷害。

4? ? 結束語

裝盒機是疫苗藥品外包裝生產線中不可或缺的設備，在日常使用中，企業應以日常保養如鏈條上油、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生。

設備的維修工作需要從業人員膽大心細，多動手、多積累。面對簡單問題，要提高工作效率，盡快使設備恢復正常運轉；面對困難問題，應當多分析、多嘗試，心態平穩、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，也應做到應檢盡檢、提前預防和規范設備操作人員的操作行為。該崗位職責是保障設備的正常運轉，這樣才能使每一批產品的生產保質保量地按時完成，為企業帶來價值，為廣大受眾人群帶來便利。

[參考文獻]

[1] 藥品生產質量管理規范（2010年版）：衛生部令第79號[A].

[2] 德國Syntegon公司.CAR-T5裝盒機使用手冊[Z]，2021.

[3] 張躍鑫，陳春，鞠平進，等.裝盒機常見故障分析與維修[J].現代制造技術與裝備，2020（2）：109-110.

收稿日期：2023-12-12

作者簡介：薛永強（1996—），男，甘肅平涼人，助理工程師，從事生物制藥企業包裝設備維修工作。