折紙機(jī)應(yīng)用及運(yùn)行維護(hù)淺析

王俊杰，李 軒，安小康

（蘭州生物制品研究所有限責(zé)任公司，甘肅蘭州 730046）

0 引言

隨著現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)迅速發(fā)展，機(jī)械化設(shè)備與日俱增，實(shí)現(xiàn)各種功能，給人類提供各種方便快捷的生活，同時(shí)，機(jī)械化設(shè)備大大提高了人工產(chǎn)量，減輕勞力。隨著我國(guó)醫(yī)藥行業(yè)不斷壯大，藥品種類增多，為滿足各生產(chǎn)需求，機(jī)械化折紙機(jī)滿足了國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品說明書自動(dòng)化折疊，每分鐘可自動(dòng)折疊數(shù)百?gòu)垼⑴鋫湫『袡C(jī)或包裝機(jī)達(dá)到紙張折疊包裝功能，將說明書折疊后輸送到小盒機(jī)或包裝機(jī)料倉(cāng)，實(shí)現(xiàn)制品或制劑等和說明書整體裝入包裝盒內(nèi)形成包裝品。尤其是GUK 折紙機(jī)，穩(wěn)定性好，而且運(yùn)行速率高，在現(xiàn)代化生物制品行業(yè)得到廣泛使用。折紙機(jī)的設(shè)計(jì)理念就是將放在堆紙倉(cāng)的一摞說明書通過吸嘴和撥叉配合，逐張由膠輥送入折頁(yè)板內(nèi)，每張說明書到達(dá)折頁(yè)板所需位置（即折板內(nèi)擋板位置）再由膠輥壓痕折疊再送入下一層折頁(yè)板，以此循環(huán)，形成對(duì)折、四折或八折等多折說明書，為便于滿足不同折疊形式要求，折紙機(jī)配備4 個(gè)或6 個(gè)折頁(yè)槽，使用過程中可根據(jù)生產(chǎn)需求，調(diào)節(jié)折頁(yè)板內(nèi)擋板位置實(shí)現(xiàn)不同折疊樣式。

1 GUK 折紙機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀

GUK 折紙機(jī)安裝在小盒機(jī)內(nèi)部，與小盒機(jī)以1：1 速度同步運(yùn)行，取代人工折疊紙張的工作，實(shí)現(xiàn)了高速自動(dòng)折疊，配合小盒機(jī)完成單獨(dú)包裝（圖1）。

圖1 折紙機(jī)在小盒機(jī)安裝位置

GUK 折紙機(jī)都有堆紙倉(cāng)（放紙倉(cāng)），經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的操作人員只需將說明書放入堆紙倉(cāng)（放紙倉(cāng)），說明書總量高度不可低于3 cm 也不可高于擋桿最高點(diǎn)以下3 cm 處，否則極易出現(xiàn)紙張多張或卡紙等不良情況，造成折紙機(jī)膠輥或內(nèi)部元件磨損、發(fā)生故障，影響紙疊效果。

1.1 結(jié)構(gòu)

GUK 折紙機(jī)屬于德國(guó)進(jìn)口設(shè)備，常見GUK 折紙機(jī)有在線折疊以及成冊(cè)下料機(jī)（輔助折疊），其中有FA21/91 和FA21/2000 型折紙機(jī)等，而FA21/91 型折紙機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)直觀，穩(wěn)定性高，深受制藥行業(yè)青睞，其結(jié)構(gòu)主要有安全手輪、主驅(qū)動(dòng)軸、撥叉、拉簧、凸輪塊、吹氣擋板、左中右吸嘴、堆紙倉(cāng)（放紙倉(cāng)）、分紙勾、真空電磁閥、調(diào)壓閥、拉紙棍、內(nèi)側(cè)膠輥、外側(cè)膠輥、全膠輥及折頁(yè)板等。

1.2 工作原理

1.2.1 GUK 2000

GUK 2000 通過吸紙板將說明書送入折紙機(jī)內(nèi)，吸紙板將紙張拉動(dòng)到一定位置后，通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸滾輪帶動(dòng)紙張進(jìn)入膠輥，然后膠輥將紙張輸送入折頁(yè)板內(nèi)，完成預(yù)折疊。GUK 2000 可電動(dòng)調(diào)節(jié)折紙方式，折疊速率每分鐘可達(dá)到500 張（圖2）。隨著進(jìn)入折頁(yè)板的數(shù)量，折疊層數(shù)也會(huì)隨著不斷增加。

圖2 GUK 2000 折紙機(jī)結(jié)構(gòu)

1.2.2 GUK 91

相較于GUK 2000 折紙機(jī)而言，GUK 91 折紙機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，使用可調(diào)節(jié)吸嘴吸取紙張，膠輥間無數(shù)顯式調(diào)節(jié)旋鈕，需手動(dòng)調(diào)節(jié)頂絲頂桿來控制膠輥間隙（圖3）。它通過吸嘴吸住單張紙張，然后分紙叉和吹氣孔將單張紙張與其他紙張剝離，在吸紙輥和壓紙輪的配合下將單張紙張送入膠輥間折頁(yè)板、完成預(yù)折疊，最后進(jìn)入下一個(gè)折板完成雙折或四折等；折疊好的紙張將通過輸送帶進(jìn)入上夾爪，再由上夾爪輸送入小盒機(jī)內(nèi)下夾爪，其他設(shè)備也會(huì)將折疊好的說明書通過輸送帶傳送到收紙臺(tái)或設(shè)備內(nèi)夾爪內(nèi)。

圖3 GUK 91 折紙機(jī)結(jié)構(gòu)

2 GUK 折紙機(jī)故障分析

在運(yùn)行過程中，由于誤操作或機(jī)械工位錯(cuò)位等原因會(huì)導(dǎo)致折紙機(jī)的折紙效果較差，因此要排查每一種不同故障。GUK 2000折紙機(jī)可電動(dòng)調(diào)節(jié)原點(diǎn)位置以及下紙張方式，但GUK 91 則需要手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)械工位來解決相應(yīng)故障，常見故障有以下6 種。

2.1 紙張折疊正常但不折疊不齊

折紙機(jī)運(yùn)行過程中，紙張正常折疊并與小盒機(jī)速度匹配，但發(fā)現(xiàn)折疊出來的紙張參差不齊。這就要觀察折疊后的紙張，如果是無規(guī)律的參差不齊，則需要先檢查膠輥是否有異物沾黏，清潔膠輥后檢查折頁(yè)板內(nèi)有無殘存紙屑，若故障仍無法排除則需要手動(dòng)降速觀察調(diào)整膠輥間距；如果紙張是有規(guī)律的參差不齊，只需調(diào)整對(duì)應(yīng)折痕的折頁(yè)板擋板位置，擋板具有相應(yīng)刻度，通常情況只動(dòng)一折、二折或三折，第四折折頁(yè)板基本屬于擋板無調(diào)整意義（圖4）。

圖4 GUK 91 折紙機(jī)4 個(gè)折頁(yè)板示意

2.2 連續(xù)不下紙張或雙張

當(dāng)紙張無法進(jìn)入膠輥時(shí)，首先要考慮紙張材質(zhì)問題，確保紙張長(zhǎng)度、厚度、柔軟度以及濕度等滿足折紙機(jī)要求，所有折紙機(jī)都會(huì)對(duì)紙張有要求。對(duì)于GUK 91 折紙機(jī)而言，紙張長(zhǎng)度320 mm、厚度30～70 g/m2、濕度46%～58%、20 ℃微偏硬啞光銅版有光澤的薄印張可滿足300 張/min 的折紙速度，但是當(dāng)紙張長(zhǎng)度高于320 mm 時(shí)則需要降速。這是因?yàn)椋?dāng)紙張長(zhǎng)度過長(zhǎng)或厚度過厚，負(fù)載能力將增加，折紙機(jī)運(yùn)行速率過高會(huì)導(dǎo)致膠輥磨損，而且高速運(yùn)行過程中元器件易發(fā)熱，加劇磨損程度，紙張?zhí)L(zhǎng)太厚使得底部紙張受力增加，同時(shí)也增加了吸嘴將單張紙張下拉到進(jìn)紙輥處吸力，當(dāng)吸嘴無法下拉到位，紙張無法進(jìn)入進(jìn)紙輥內(nèi)，等吸嘴運(yùn)行下一周期動(dòng)作時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)連續(xù)不下紙張或雙張。

其次，觀察堆紙倉(cāng)（放紙倉(cāng)）面板角度，面板角度既不可過低也不可過高，過低極易造成卡紙，過高則導(dǎo)致吸嘴與紙張面夾角增大，吸嘴無法吸到紙張，而理想狀態(tài)下的角度必須是堆紙倉(cāng)（放紙倉(cāng)）面板低于吸嘴在最高點(diǎn)時(shí)1～2 mm（圖5）。

圖5 GUK 91 折紙機(jī)面板與吸嘴調(diào)整位置

折紙機(jī)吸嘴吸力異常也會(huì)造成連續(xù)不下紙張或雙張，首先應(yīng)檢查真空泵壓力是否滿足0.7 bar（70 kPa）、吸嘴吸力處于-20～-45 kPa。吸嘴吸力的大小取決于現(xiàn)場(chǎng)折紙機(jī)對(duì)相應(yīng)折疊能力，如果吸嘴壓力處于范圍內(nèi)時(shí)，通過折紙機(jī)后端微調(diào)閥對(duì)吸嘴壓力進(jìn)行微調(diào)，檢查單張紙張?jiān)谖煜吕瓡r(shí)兩側(cè)吸力，吸力較小調(diào)整相應(yīng)一側(cè)單個(gè)開關(guān)打開1/3，另一側(cè)開關(guān)關(guān)閉（圖6）。

圖6 GUK 91 折紙機(jī)吸嘴微調(diào)閥

通過上述檢查、處理后，如果仍存在連續(xù)不下紙張或雙張的情況，則應(yīng)檢查機(jī)械原件（如分紙勾、吸嘴、進(jìn)紙輥和主驅(qū)動(dòng)軸上軸承撥叉等）的磨損情況，如有異常更換相應(yīng)磨損件后設(shè)備可恢復(fù)正常運(yùn)行。

2.3 紙張卡在折紙機(jī)內(nèi)

紙張卡在折紙機(jī)內(nèi)，需要脫開折紙機(jī)與小盒機(jī)聯(lián)軸器或剎車，使得折紙機(jī)可單獨(dú)手動(dòng)操作，拆除折頁(yè)板，然后在折紙機(jī)后端觀察異常和調(diào)試（圖7），輕微盤動(dòng)折紙機(jī)手輪，取出卡紙后單張下紙，觀察是否進(jìn)入折頁(yè)板內(nèi)或紙張是否卷邊。這種情況可調(diào)整折頁(yè)板頂絲，使得折頁(yè)板剛好處于膠輥間隙，確保紙張進(jìn)入折頁(yè)板無阻礙，順便檢查膠輥間距，確保預(yù)折、二折、三折和四折膠輥間距滿足各折疊膠輥間距。具體處理方法有：手動(dòng)操作至相應(yīng)膠輥，感受膠輥間距力度，保證各折疊工位的膠輥間距輸送紙張時(shí)不松動(dòng)，檢查輸送皮帶是否磨損或脫落，最后檢查紙張傳動(dòng)部分的軸承是否磨損而導(dǎo)致紙張無法傳動(dòng)、造成卡紙現(xiàn)象。

圖7 GUK 91 折紙機(jī)后端操作示意

2.4 紙張無法與小盒機(jī)匹配，無法完成后續(xù)包裝工作

折紙機(jī)運(yùn)行過程中下紙張正常，但無法與小盒機(jī)匹配，導(dǎo)致后續(xù)包裝內(nèi)缺少折疊好的紙張，造成包裝內(nèi)無產(chǎn)品介紹書或說明書，這種情況在制藥行業(yè)屬于不合格產(chǎn)品，不符合GMP（Good Manufacturing Practice，藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范）要求。當(dāng)出現(xiàn)這種故障時(shí)，應(yīng)檢查紙張從折紙機(jī)內(nèi)進(jìn)入上夾爪位置，紙張需在上夾爪過來前提前等待。通常情況下將折紙機(jī)下方紙張等待原點(diǎn)定在兩個(gè)上夾爪之間靠后一個(gè)上夾爪2/3 處，當(dāng)折紙機(jī)將紙張輸送到等待原點(diǎn)時(shí)，上夾爪剛好不影響紙張?jiān)谄?nèi)運(yùn)行，為配合小盒機(jī)運(yùn)行，還需將上夾爪與小盒機(jī)內(nèi)下夾爪對(duì)應(yīng)，小盒機(jī)下夾爪與上夾爪對(duì)齊時(shí)需將下夾爪行程至前2～4 mm。如此調(diào)整機(jī)械位置，可以確保折疊好的紙張垂直于小盒機(jī)料倉(cāng)，不影響包裝效果。

2.5 紙張褶皺、歪斜，掃碼失敗或影響包裝效果

首先，檢查壓紙輪和進(jìn)紙輥間隙。如果間隙較大，則壓紙輪未壓緊紙張，紙張會(huì)有回彈現(xiàn)象，導(dǎo)致進(jìn)入膠輥傾斜后輸送到折頁(yè)板，說明書不僅會(huì)出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象，還會(huì)卡在折頁(yè)板內(nèi)造成折紙機(jī)卡紙。

其次，檢查膠輥間隙。如果膠輥間隙不平衡，紙張進(jìn)入膠輥后由于壓力不均，也會(huì)紙張回彈傾斜，造成折疊過程中紙張褶皺、傾斜。

然后，檢查黃色輸送帶是否松緊不一致。兩端黃色輸送帶松緊不同會(huì)造成折疊好的紙張運(yùn)行過程中傾斜，進(jìn)入小盒機(jī)會(huì)出現(xiàn)歪斜，影響掃碼和包裝效果。

最后，檢查紙張是否不平整。將紙張放入堆紙倉(cāng)（放紙倉(cāng)）前，檢查紙張平整度，若紙張有褶皺或不平整，則需手動(dòng)將紙張壓工整或揉平后再放入堆紙倉(cāng)（放紙倉(cāng)），避免紙張?jiān)谶M(jìn)入折紙機(jī)前就傾斜，導(dǎo)致紙張褶皺、歪斜或卡紙。

2.6 折紙機(jī)保養(yǎng)

（1）折紙機(jī)要定期進(jìn)行保養(yǎng)工作，維保人員除了定期更換易損件皮帶等，還需檢查膠輥、軸承、傳動(dòng)皮帶、吸嘴、撥叉、擋片以及夾爪的磨損程度，并及時(shí)清理異物和油污后使用克虜伯潤(rùn)滑油涂抹在折紙機(jī)軸承、膠輥兩端齒輪、撥叉和夾爪傳動(dòng)部位。

（2）涂抹周期要按照折紙機(jī)運(yùn)行周期約3 個(gè)月，涂抹量以涂膜表面光滑無明顯油漬堆積，否則運(yùn)行過程中易造成凸輪打滑或紙張被油漬污染等情況。

（3）最后使用相應(yīng)的工具檢查固定件和緊固螺絲有無松動(dòng)、是否需要加固等。

3 結(jié)束語(yǔ)

GUK 折紙機(jī)全自動(dòng)折疊紙張為藥品生產(chǎn)包裝行業(yè)提供了強(qiáng)有力協(xié)助，在當(dāng)今機(jī)械化生產(chǎn)時(shí)代，自動(dòng)機(jī)械設(shè)備已經(jīng)和生產(chǎn)密不可分，而自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備也不一定是萬無一失，也會(huì)出現(xiàn)一點(diǎn)故障或磨損，所以需要人員定期對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)維護(hù)和保養(yǎng)，保養(yǎng)過程中對(duì)設(shè)備檢查、更換易損件，避免生產(chǎn)過程中突發(fā)情況頻繁發(fā)生，提高生產(chǎn)效率。本文對(duì)GUK 折紙機(jī)結(jié)構(gòu)、原理以及故障的分析，可以加深相關(guān)操作人員對(duì)折紙機(jī)的了解，認(rèn)識(shí)到影響設(shè)備運(yùn)行的因素，預(yù)防生產(chǎn)過程中誤操作導(dǎo)致設(shè)備故障停機(jī)，同時(shí)提高相應(yīng)故障的維修效率。