雙端洗瓶機(jī)進(jìn)瓶可靠性提升探討

龐衛(wèi)珍 吳衛(wèi)群 林慶文 張彥軍

背景及意義

目前，對(duì)于百威某工廠洗瓶機(jī)進(jìn)瓶停機(jī)問(wèn)題進(jìn)行分析，在生產(chǎn)小瓶型產(chǎn)品（直徑<60mm）的瓶型，洗瓶機(jī)進(jìn)瓶倒瓶，跳瓶，翻瓶嚴(yán)重。為解決此問(wèn)題，專門成立ITF 小組進(jìn)行討論研究。

通過(guò)探討對(duì)比，問(wèn)題出現(xiàn)在進(jìn)瓶導(dǎo)軌，進(jìn)瓶指機(jī)構(gòu)和瓶子尺寸配合上的問(wèn)題。目前該洗瓶機(jī)適用的主流瓶型直徑尺寸為60-83mm。

以下將就洗瓶機(jī)生產(chǎn)瓶型直徑小于60mm 進(jìn)瓶生產(chǎn)過(guò)程中的管理進(jìn)行分析，分析進(jìn)瓶導(dǎo)軌與小瓶型（<60mm）之間的配合，特別是進(jìn)瓶導(dǎo)軌改善的影響，從而控制進(jìn)瓶，翻瓶，卡瓶，提升運(yùn)行可靠性，為洗瓶機(jī)進(jìn)瓶平穩(wěn)進(jìn)一步優(yōu)化提供理論參考。

1 進(jìn)瓶系統(tǒng)介紹

1.1 進(jìn)瓶組件介紹

洗瓶機(jī)進(jìn)瓶系統(tǒng)裝置主要由瓶輸送鏈，過(guò)度板,小鏈板，隔板，振蕩器軸，振蕩器，進(jìn)瓶指，進(jìn)瓶導(dǎo)軌，回轉(zhuǎn)軸，齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等幾部分組（圖1）。

圖1 洗瓶機(jī)進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)組件

1.2 進(jìn)瓶運(yùn)動(dòng)介紹

洗瓶機(jī)進(jìn)瓶是由輸送帶將瓶子送至集瓶臺(tái),瓶子通過(guò)振蕩器分布成排，并在進(jìn)瓶小鏈板的帶動(dòng)下抵達(dá)進(jìn)瓶導(dǎo)軌的下端隨后進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)則會(huì)帶動(dòng)這一排排瓶子隨進(jìn)瓶導(dǎo)軌上升、平移并最終進(jìn)入載瓶架（圖2）。

圖2 進(jìn)瓶運(yùn)動(dòng)方向簡(jiǎn)圖

1.2.1 瓶子由豎直狀態(tài)轉(zhuǎn)為水平進(jìn)瓶；

1.2.2 瓶盒始終處于運(yùn)動(dòng)中,瓶子平穩(wěn)起動(dòng),快速進(jìn)入載瓶架;

1.2.3 進(jìn)瓶指往復(fù)運(yùn)動(dòng)，,完成周期性的動(dòng)作要求，且在回程時(shí)不會(huì)與待進(jìn)的瓶子發(fā)生干涉。

1.3 進(jìn)瓶指機(jī)構(gòu)運(yùn)作介紹

進(jìn)瓶指由驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸做平面往復(fù)性運(yùn)動(dòng)，進(jìn)瓶指運(yùn)作中存在左右極限位置（表1），其初始位置角,速度,加速度會(huì)被確定（圖3）。進(jìn)瓶行程,進(jìn)瓶指從瓶子與進(jìn)瓶導(dǎo)軌接觸位置，即接瓶位置（圖4）運(yùn)行至送瓶位置。進(jìn)瓶回程從進(jìn)瓶指由送瓶位置返回接瓶位置M 點(diǎn)。

圖3 進(jìn)瓶指運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

圖4 接瓶位置

表1. 進(jìn)瓶指運(yùn)作極限位置

2 洗瓶機(jī)進(jìn)瓶系統(tǒng)問(wèn)題

2.1 進(jìn)瓶故障影響分析

根據(jù)現(xiàn)有實(shí)際運(yùn)行工況，在生產(chǎn)瓶型尺寸直徑小于<60mm 時(shí)，如（圖5）中可以看到69.65%是進(jìn)瓶故障，而對(duì)于瓶型而言，275ml 瓶型（直徑小于60mm）瓶型翻瓶次數(shù)非常高，導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)嚴(yán)重，設(shè)備生產(chǎn)不連續(xù)（圖5）。

圖5 故障影響比例

2.2 進(jìn)瓶翻瓶失效模式分析

同時(shí)對(duì)于進(jìn)瓶翻瓶進(jìn)行故障失效模型解析（表2），由于接瓶位置進(jìn)瓶指與瓶接觸角度不正確，進(jìn)瓶滑軌角度，進(jìn)瓶指位置不正確有直接關(guān)系。在調(diào)整中由于瓶子直徑小已到調(diào)整位置極限。（圖6）在這種情況下，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)進(jìn)瓶跳瓶，翻瓶，導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)。

圖6 直徑<60mm 進(jìn)瓶指位置

表格2. 進(jìn)瓶失效分析

由于進(jìn)瓶指由右極限位置向左極限位置運(yùn)動(dòng)，在搖桿運(yùn)行的極限位置接觸瓶子M 點(diǎn)，進(jìn)瓶指抓取瓶子后沿著進(jìn)瓶導(dǎo)軌曲線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)瓶子直徑和高度超出原有設(shè)計(jì)范圍后，其進(jìn)瓶指取瓶點(diǎn)就就會(huì)產(chǎn)生差異，瓶子中心不能按照原有曲線進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，同時(shí)由于瓶子直徑減小，瓶子接接觸進(jìn)瓶導(dǎo)軌的的重力和角度產(chǎn)生變化，導(dǎo)致進(jìn)瓶指取瓶時(shí)會(huì)撞擊待抓取瓶（圖7）。

圖7 進(jìn)瓶位角與重力角

通過(guò)上述可知，瓶子重量，進(jìn)瓶指推力，導(dǎo)軌與瓶子接觸點(diǎn)，進(jìn)瓶指與瓶子接觸M 點(diǎn)任何中的不正確都會(huì)影響洗瓶機(jī)正常進(jìn)瓶，導(dǎo)致翻瓶，飛瓶等現(xiàn)象。

3 進(jìn)瓶翻瓶問(wèn)題改善

從現(xiàn)有問(wèn)題看，直徑≤60mm，高度≤239mm 的瓶型到達(dá)軌道位置后，瓶子接觸面積和重力位置改變，進(jìn)瓶指和瓶底接觸點(diǎn)變化造成進(jìn)瓶位置不對(duì)，同時(shí)進(jìn)瓶指剮蹭第二排瓶子，造成倒卡翻瓶，所以改變近瓶導(dǎo)軌曲線，進(jìn)平臺(tái)位置，從而達(dá)到瓶子在接觸軌道中心力，進(jìn)瓶指與瓶子底部接觸M 點(diǎn)位置正確（圖8）。

圖8 進(jìn)瓶指接觸點(diǎn)

3.1 進(jìn)瓶導(dǎo)軌升級(jí)

3.1.1 進(jìn)瓶導(dǎo)軌輔件升級(jí)：通過(guò)加工制作進(jìn)瓶導(dǎo)軌輔助件（圖9），安裝在原有進(jìn)瓶導(dǎo)軌上，改變瓶子和進(jìn)瓶導(dǎo)軌接觸的角度，間接改變進(jìn)瓶導(dǎo)軌曲線，實(shí)現(xiàn)正確的取瓶位置，消除跳瓶和撞擊待洗瓶（圖10）。

圖9 進(jìn)瓶導(dǎo)軌輔助件

圖10 輔助件安裝位置

其特點(diǎn)是：

A：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)相對(duì)較低;

B：安裝方式簡(jiǎn)單，這種采用了快速插頭方法，并保留原有導(dǎo)軌曲線位置，同時(shí)員工在操作中不需要進(jìn)入機(jī)器完成安裝和拆除；

C：設(shè)計(jì)時(shí)，考慮多種瓶型，插板上根據(jù)不同瓶型制定預(yù)留口，選擇性強(qiáng);

D：需要增加5分鐘更換件時(shí)間。

3.1.2 導(dǎo)軌升級(jí)：根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)進(jìn)瓶導(dǎo)軌曲線改造升級(jí)，目前根據(jù)所使用瓶型導(dǎo)軌整體厚度增加，可以滿足生產(chǎn)大小瓶需求（圖11）。整體造價(jià)相對(duì)較高，需要調(diào)整進(jìn)瓶臺(tái)與進(jìn)瓶導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)位置，免除安裝輔助件（圖11），適用大小瓶。

其特點(diǎn)是：

A：一次性更換，不需要增加任何裝置，實(shí)現(xiàn)和進(jìn)瓶指，進(jìn)平臺(tái)配合;

B：不增加勞動(dòng)量，實(shí)現(xiàn)更換瓶型無(wú)縫對(duì)接;

C：適合全瓶型;

D：?jiǎn)未胃脑熨M(fèi)用相對(duì)高，部分備件需要升級(jí)。

3.1.3 進(jìn)瓶速度匹配

因生產(chǎn)不同的瓶子尺寸產(chǎn)品，需要根據(jù)不同的瓶型進(jìn)行調(diào)整，下面舉例兩種瓶徑速度匹配供參考。

表格3. 速度匹配

4 改善結(jié)果

現(xiàn)就3.1.1 的升級(jí)改造結(jié)果，從現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)跟蹤分析等，進(jìn)行結(jié)果對(duì)比。跟蹤數(shù)據(jù)顯示停機(jī)比例明顯減小，設(shè)備可靠性和員工勞動(dòng)量有很大改善 。

A：故障影響：0.83% 到0.03%，降低96% (每24 小時(shí))（圖12）。

B：PTP 影 響：119 分 鐘 降 低 到14.4 分 鐘，降 低96.3%(每24 小時(shí))（圖13）。

圖13 員工勞動(dòng)量對(duì)比

C：?jiǎn)螜C(jī)效率：提升26%（圖14）。

圖14 單機(jī)效率對(duì)比

5 總結(jié)

本文研究瓶子尺寸變化對(duì)洗瓶機(jī)進(jìn)瓶的影響，通過(guò)分析進(jìn)瓶軌道曲線變化來(lái)改變小瓶型進(jìn)瓶推抓與瓶子底部接接觸點(diǎn)的位置，提升進(jìn)瓶穩(wěn)定性和可靠性。期望此現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐得出的解決方法，在后續(xù)生產(chǎn)廠商的努力下，得出更精確度的結(jié)果。