调试是一门全面的技术活,首先建立在对调试设备充分熟悉的基础上,既要有对设备的大局观也要有对设备的细节把控。调试从宏观来看主要从三个方面:1、了解影响调试性能的原因;2、熟知设备的设计目的和性能及包装参数;3、包材物料与设备的匹配度。调试从细节看主要从三个方面:1、熟知设备各个零部件的形状及作用;2、熟知各个零部件的配合3、熟知各个点的控制逻辑关系。
第一 影响设备调试性能的原因
一台完整的设备在经过工程师的设计、生产计划、机加工、装配等诸多程序才能完成设备的成型,调试是设备达到生产制造目的的最后一步。影响调试设备性能主要原因有以下几方面:
(一)设计缺陷
大多数食品包装设备在设计开发之初都是非标定制,主要原由是不同生产工艺及使用环境所致。作为设备制造商也只有在充分了解客户的需求后才进行专项定制,即使如此很多设备设计往往也是因为很多细节未考虑到位,设备在出厂就存在一些不可逆转的缺陷,导致整个调试过程也就成了反复地从理论到实践的验证,一套设备可能需要经过多轮的改造调试才能达到原参数要求。这样也导致了设备调试周期长验收难的局面。很多设备可能到最后只能让步接受或者退款退货的结果。长此以往直接后果就是传统非标包装行业自动化进展缓慢。在产品设计之初,在完全充分的了解食品厂家的使用需求及使用环境之后,再将理论验证进行不断的实践,此过程在设备厂家进行充分实验验证就尤为重要。一个是失败案子:一个做了10多年的设备自动化设备厂家为解决某公司的后道二次包装的自动装箱方案,方案工艺是:产品从3台给袋机出来经过整理——金重检——整理——蜘蛛手——装箱——整箱重检。方案初审的时候各种细节也考虑很周全,在产品包装效率整理上面是方案的难点,设备厂家选择使用汇流再整理的方案,在签订合同时候有效装箱速度为120包,具体方案由设备厂家落实。到交货期也是延时交货,导致在工厂就没有进行提调试和反复测试,直到在生产现场经过反复的调试反复的再改造再调试最后还是以失败告终。其主要环节就是汇流后再整理增加的了整理难度导致后端包装根本就无法进行。
设备精度
设备的精度分为三个部分,第一设计精度,设计精度主要是配合精度及材料选型;第二是加工精度,影响加工的精度有很多例如加工工艺、加工设备、操作人员的经验、品质管理等;第三就是装配精度,装配精度主要是在装配过程中对零件的修磨是否满足要求,是否有安装装配工艺进行装配等。这三点决定了设备的稳定性。
第二 设备调试的阶段组成
交付前调试
交付前是由设备厂家人员完成,调试及结果作为设备交付的重要环节及依据,交付前也分为二个阶段。阶段一:出厂前的调试称为初调或者初试。初调一般不带物料或者使用一些替代品进行调试,其目的主要是验证设备设计原理及设备运转的流畅性,此过程占据整个调试阶段的80%,也基本决定设备是否达到了出厂标准,这个过程越是接近100%的调试结果后期现场调试就越轻松,设备的验收也就越顺利,初调有利于设备的性能的开发和达成,发现问题都能很好的及时处理。阶段二:现场调试是在生产现场带物料的连续作业,此过程增加了使用环境、人员操作影响。现场调试也有两个小阶段调试:设备空载运行及负载运行。空载运行主要是查看设备在经过长途运输及现场重新组装是否存在问题,操作方法:先点动设备查看设备的各个部件的衔接运转是否流畅,主要是通过看和听来判断,正常后再慢慢加速到设备的正常速度运转,之后再进行带料测试,直到达到设备的验收为止。
交付后调试
交付后的维护调试是由维修人员完成,设备维护调试有别于维修,是维修人员在不更换主要配备件通过梳理调整达到设备的性能。很多时候设备不好用、产能达不到、次品多并不是设备损坏了,而是设备在长期的运动过程中易损件磨损需要调整,零配件配合出现松动需要调整,或是更换了包辅材需要修改参数等。比如直线三旋四旋封口机,就需要根据使用周期来检查预旋胶块的磨损再进行调整等。
第三 调试范围
(一)机械传动
设备的动力通过减速机经过不同的机械结构传递到设备的各工位完成相应的动作。常用的传动方式有:链条、齿轮、凸轮、连杆、拉杆、曲轴、万向节、分割器等。机械运动方式可以分为:直线运动、曲线运动、往复运动等。调试人员需要熟悉各种传动及运动的特点及逻辑,调试过程中预见性的根据现象作出调整方案。比如间隙分割器在很多节拍运动的设备中使用,在调试时候就要注意合理的设置伺服电机的原点,一般情况下是运动计经过间歇分割器由静止到运动的一瞬间设置设备原点有助于设备的稳定。
(二)电气控制
电气控制主要是plc的输送输出,作为调试需要清楚每一个输入点起到的作用和对应的输出控制单元,输入点检测主要是磁性开关、光电开关、行程开关等组成,输出控制对象主要是电磁阀、马达等。这样在调试的时候才能根据故障现象快速判断做到对症下药。另一方面随着电气化自动元器件的国产化,设备的自动化开发成本也降低很多,因此早些年的复杂机械联动结构也慢慢地被伺服电机取代,调试也变得更加的简单,维护成本也降低了。在设备的使用寿命及稳定性上面就稍逊一筹。
设备控制参数的调整
设备运行参数是设备调试过程中重要的环节,设备运行常用的参数包括:运行的频率、加热温度、产品的尺寸、节拍周期等。通过参数调整优化可以更加匹配我们产品,使产品包装更加的美观,运行性能更加的稳定。比如封口温度在平时包装时候根据不同材质的包材及厚度都需要做一些调整,匹配的封口温度才能平整美观,相对温度太低会封口不牢漏气,温度太高则会封口打皱毛糙。现在自动化设备都做了编码器原点定位方便设备的调试及参数的设置,编码器有效地将圆周运动进行精密的脉冲分割,最后以旋转角度有效地控制各个运动部件在圆周运动过程中的执行起始位置及结束位置,达到了精准的控制和定位。
设备、物料、包材的配合调试
调试结果是一个综合效应的结果,里面包含物料、设备及包材。当一台设备完成设计制造交付使用之时,设备的基本硬件都已完善,设备的包装能力及包装规格基本在一个范围内,使用物料特性也基本定型。设备与物料的问题:记得12年调试一种浓浆灌装机时候,由于物料分层严重还容易卡料。在上设备之前一直是人工灌装,设备购买之后由于厂房搬迁也一直延后了一年才投入使用,基本上设备是不可能再退回去。改款浓浆灌装设备本身设计是没有问题的,也算一款通用型设备,对物料的要求就是要均匀混合且不易分层。在这种情况下经过不断验证改变物料特性,在不影响风味口感的情况下,原物料添加了另一款酱料作为辅料,成功解决了物料和设备的配合问题,增加了口感同时也得到了大众的认可。对于很多中小企业来说购买一台设备总是希望它是万能的,但唯有客观满足设备的设计性能才能使用好,才能带来更大的收益。设备与包材的问题:对于立式包装机大家都很熟悉,一台包装机可以满足不同的包材材质及包装规格,这本来是一件极为正常的事情,但问题就出在了不同厂家的包材对应封口温度参数也不一样,个别偏差还非常大,因此在使用过程中经常出现封口不良导致生产损失也急剧增加。影响封口质量主要是两方面的因素:温度和压力。该设备的封口温度范围是200℃以内都可以任意调节,封口压力0.3-0.6mp。在高温度高压力封口作业下,导致设备的故障率也明显增加,主要故障为热电偶的损坏和关节轴承的损坏,封口齿的使用寿命减短。根据此现象及设备特性制定包材的采购标准比如:封口温度范围在145-165℃之间,包材外层耐温温度高于内层的封口温度15-20℃。这样就有效地避因包材导致的设备不稳定。
结语
设备调试是一门全面的技术活,还是一门需要不断学习的技术活,调试作为一种将设备使用好的手段,前提是需要设备开发商更多的结合使用方的具体使用工况,做到不断创新、验证、定向、定点服务,这样才能让设备调试变得有意义。设备使用方也需要客观公正的看待设备的价值及所能创造的价值,这样设备调试及设备才能更有意义,非标自动化也才能发展的更快更好。