自动包装码垛机故障分析与探讨

闫 鑫

（中盐内蒙古化工股份有限公司，内蒙古 阿拉善左旗 750336）

自动包装码垛机在长期运行中， 经常出现一些设备故障。为保证设备正常运行，相关人员在使用过程中，应了解一些常见故障，掌握快速解决故障的方法，从而提高工作效率，减少检修时间，保障安全生产。

1 自动包装码垛机生产工艺

人工将包装袋放置在供袋机上， 自动取袋、送袋、 开袋。 套袋装置将料袋套在称重装置的夹袋器上。上游物料经螺旋输送机进行搅拌、输送后进入称重装置，称重装置对物料进行定量称重，称重后的物料投至包装袋中，以预设的目标值重量装袋，装完物料的包装袋在立袋输送机的输送过程中， 经夹口整形、封口工序后，输送至倒袋输送机，倒袋输送机将料袋放倒，经皮带输送机、斜坡输送机、弯道输送机、皮带输送机至整形压平机， 整形压平机将料袋压平整形后输送至电子重检秤上进行重量复检， 复检后的料袋输送至拣选机上， 不合格的料袋由拣选机剔除，合格料袋输送至皮带输送机上，料袋在皮带输送机的输送过程中由喷码机打印批号， 打印批号后输送至码垛单元的斜坡输送机。

斜坡输送机将料袋经振动输送机输送至整形压平机上，整形压平机将料袋压平整形，经缓停输送机输送至弯道输送机上， 弯道输送机按预定编组要求将料袋转位后，经缓停编组机输送至编组机进行编组，编组后的料袋由推袋压袋机推送至分层机上等待码垛。 在推袋压袋机、分层机和升降机的协调工作下，一层料袋被码放到托盘仓、托盘输送机自动供应的停放在垛盘输送机上的托盘上，直至码完一垛8层为止。垛盘由垛盘输送机送出，输送至垛盘输送机末端，由叉车下线入库。

叉车将成垛托盘放置在托盘仓中， 托盘仓将一个托盘释放到托盘输送机上， 当垛盘输送机上的垛盘排出后，托盘输送机将托盘输送至垛盘输送机上。

2 气缸相关方面故障分析

（1）故障描述

在设备正常生产运行过程中， 可能会突然出现以下现象，a.操作屏显示正常且显示“正在运行”，个别部位气缸完成动作指令后，一直重复做相同动作，且无任何报警提示， 后动作部位因超时整套设备自动停止；b.气缸不动作或动作超时。

（2）处理方法

根据以上情况， 相关工作人员可以对设备按以下方法进行检查，a.该故障出现后首先查看磁环开关是否在合适位置， 气缸在执行指令时有可能因磁环开关松动，一直在气缸芯有磁与无磁部位窜动；磁环开关线路接触不良或存在短路断路情况，导致信号反复，这种情况不好判断时可以通过IO 信号进行查看，在IO 信号中可以准确看出信号值有无或是否稳定；气缸芯伸出未到位，磁环开关检测不到信号，这种情况下也有可能是其他部位脱落导致气缸无法正常伸出或收回；电磁阀吸合阀芯时存在一定卡阻，导致气流通过量不足，气缸动作慢，动作超时，可能是电磁阀阀芯的O 型圈磨损， 电磁阀内部漏气，也有可能是电磁阀吸合后，气体无法排出，这时可以检查电磁阀排气部件是否损坏；b.气缸、气管漏气；气缸内部连接气缸芯的锁母脱落或气缸脱落。

3 热合封口故障分析

（1）故障描述

生产过程中， 产品包装袋封口是非常重要的环节。设备运行的过程中，可能出现封口部位不加热或停车后再开车一直报封口故障。通常会有以下现象，a.温控变频器的信号指示灯有红灯亮（故障提示）；b.温控操作界面当前温度为“******”；c.相应的断路器跳闸；d.无任何故障、跳闸、温控变频器指示灯在正常绿色常亮，相关接线无松动。

（2）处理方法

一般封口故障的处理方法有以下几点，a.长时间温度未进行校准， 封口热合时温度不能达到预设温度，当前温度极容易出现“******”，这种情况下先进行温度复位，在测量封口部位的环境温度，进行温度标定就可以解决该问题（环境温度以封口部位环境温度为准），如果无法排除该故障，说明温度标定过程中温度波动较大（封口部位冷却时间不够，封口机温度未能稳定），无法获得准确的温度；b.检查隔热布、绝缘板、信号、电源输入输出线路，检查时最好用万用表和摇表， 看每一组加热器有没有短路或接地漏电等现象，有则处理好该状况，若没有，更换加热条，加热条长期未更换，多次高温，导致电流通过加热条电阻值不稳定，也容易发生上述故障；c.检查加热组件闭合后中间间隙大小，间隙过大，调整加热器拉杆或顶丝， 使加热组件闭合后加热温度能作用到料袋上为止；d.检查加热组件闭合后加热条是否面与面在同一高度，如果错位，调整拉杆距离，使其高度保持一致。

4 卸料器卸料与包料过程故障分析

（1）故障描述

在停车后， 卸料器一直给包装机料仓内补料或料仓内高报不下料与料仓内料位低报， 卸料器不给料。 通常会有以下现象，第一种是料仓内料位低报，卸料器不给料，但上游仓内物料充足，交流接触器在正常状态； 第二种是卸料器一直给包装机料仓内补料或料仓内高报不下料， 通常这种情况下工作人员先检查下料位计的检测信号， 确认其有信号且信号在正常状态。

（2）处理方法

第一种情况最可能的原因是卸料器轴断裂，导致卸料器电机一直工作， 卸料器不卸料或下料器链条断裂， 电机一直在空转或电机与减速机的连接键槽与键磨损严重，电机转动无法带动减速工作；其次就是关联卸料器的料位计中间继电器损坏， 更换中间继电器可解决该问题； 第二种情况是PLC无输出信号，可能是由于PLC输出触点损坏，更换新的PLC就可解决，PLC输出点有信号输出则是因为电机回路有接线松动或损坏； 如果遇到料位计检测信号不准确或无信号情况， 通常都是料位计检测探头过脏堵塞，影响检测准确度，料位计无信号情况则是料位计损坏，需要更换新的料位计；第三种情况是料仓内料位过高，料仓搅拌工作时，无法将物料清理出下料口，物料一直在下料口处聚团堆积，物料无法正常输送；第四种情况可能是料仓搅拌松动，搅拌与下料口距离过近，将下料口堵死，物料无法从下料口输出。

5 物料称重过程故障分析

（1）故障描述

物料装袋过程中， 装袋物料重量未达到预设目标值，称自动停止、给料器关闭，或装袋物料重量接近目标值时给料器反复打开关闭，但重量一直不变。

（2）处理方法一

出现这种状况时， 先观察称重传感控制器是否存在故障报错， 一般性的故障报错可以通过量程校正与零点标定的方法排除该故障； 如果无法消除称重传感控制器报错，有以下几点原因，第一，检查称重传感器匹配盒内，测量传感器EX+、EX-端激励电压是否为10 V，若正常，再在定量秤空载情况线，分别测量每个传感器的SG+、SG-端电压（正常电压值在0～20 mV），对比三个传感器的单个电压值，若有异常，则相应的称重传感器可能损坏，需要更换；第二，检查称重传感控制器相应控制参数是否正确，很多时候因为人工操作不当，导致参数误调，需按照称重标准将参数校正即可；第三，检查确认连接控制器和称重传感器间的电线是否有断裂， 并确认称重控制器背面的接插座是否松动；第四，检查称重传感控制器到PLC 的输入输出信号是否稳定；第五，检查控制给料器开关的接近开关、气缸、磁环开关等部件作用是否有效， 各开关位置的检测距离在作用范围内；第六，检查电磁阀输出气压能否满足部件运行要求，电磁阀排气是否正常，若无法排气，说明消音器堵塞，更换消音器即可。

（3）处理方法二

在称量过程中，零点附近输出信号关，通常都是在称量过程中，零点附近输出信号转向关（在设定模式中，选择了“称量开始时，零点附近确认开”），首先， 确认数字附近设定值及零点附近比较目标值是否合适，然后，再确认下列情况是否发生“在完成卸料前， 开始信号输出”；“开始信号输出时间过早”；“卸料物堵塞”；“把停止输入信号关转向开， 消除序列报错”；在称量过程中，重量值≥快加料SP1* 信号，在称量过程中，重量值≥快加料设定值SP1（在设定模式中，选择了“称量开始，重量值确认开”），首先确认目标称量值、 快加料设定值SP1 是否正确，然后，再确认下列情况是否发生，“在完成卸料前，开始信号输出”；“开始信号输出时间过早”；“卸料物堵塞”；“把停止输入信号关转向开，消除序列报错”。

6 电气故障分析

（1）故障描述

自动包装码垛机在运行过程中突然自动停止，复位后设备运行一段时间后又出现相同问题； 料袋转位时出错或转位机不动作，当料袋编组完成，进入分层机，分层后设备自动停止或分层超时。

（2）处理方法一

电气元件相关联的断路器遇到跳闸， 跳闸后不要盲目合闸。相关工作人员打开控制柜，确认跳闸断路器，分析故障原因，检查相对应的部位，看卡阻过载、断轴、线路松动、接触器异常等情况，排除故障后，将断路器重新合闸即可；如果某一个回路的断路器频繁出现跳闸现象，需要确认此回路的短路、接线松动等现象，排除后若还是跳闸，则需要增大断路器过载电流或确认相应的电机是否有故障。 排除后再合闸，否则可能会造成其他电气元件损坏；自动包装码垛机在运行过程中，突然自动停止，要检查各部件信号是否正常，是否回到初始位置；再检查有没有信号返给对应的PLC。

（3）处理方法二

设备运行中某一部位不工作， 检查出现故障的电气元件线路有无松动， 相关联的上下部位是否动作；故障部位有无检测信号，有没有信号返给对应的PLC；气缸上的磁环开关位置是否合适，线路有无松动，气缸打开后磁环开关有无信号；故障部位或总气压是否足够， 通常遇到这种情况都是气源管路破损漏气、气源管路堵塞，按上述问题依次排除就可以解决此类问题。

（4）处理方法三

料袋转位时出错或转位机不动作。 第一，检查转位光电，看光电的检测信号是否正常，信号异常，调整更换光电，信号正常，检查转位计数值是否被误调；第二，检查转位伺服驱动器是否出错，存在故障，复位伺服驱动器，无故障，进行转位初始化；第三，也有可能是伺服电机寻找初始位置过程超时，转位定位接近开关存在故障；伺服电机接线松动或转位伺服电机（或驱动器）存在故障；转位定位接近开关故障；伺服故障PLC 给出伺服返回初始位信号，但伺服电机未旋转。

（5）处理方法四

料袋编组完成， 进入分层机分层后设备自动停止或分层超时，在分层机开到位、压袋板上升到位、升降机离开上临界光电的前提下， 分层满光电仍有返回信号。第一，检查分层机光电发射端与接收端信号是否稳定，不稳定调整光电位置与信号强度，信号稳定检查升降机构接近开关信号是否正常；第二，料袋分层时，跺盘是要整体下降后再升回，在这个过程上升或下降都有两个检测信号， 分别是配重与跺盘检测， 升降机在下降后只有一个下降限位开关返回信号， 另一个没有返回信号， 这两个信号必须同时存在，如果只有一个，调整检测距离，使其信号同时都有。

7 UR 和IR 信号丢失故障

（1）故障分析

在设备正常生产运行过程中， 可能出现UR 和IR 信号丢失故障，这种故障一般由线路短路、断路（接触不良）、PLC 模块损坏等几个原因造成， 首先，线路在安装过程中装有相应的保护， 线路断路情况基本可以排除，PLC 正常使用过程中，模块损坏的情况也很少出现， 基本可以确定该故障原因为UR 或IR 断路（接触不良）。

（2）处理方法

第一， 用万用表分别对两组加热器的加热条单面通断情况检测，反复多次触碰单面加热条，信号不稳定说明电加热条断路，信号稳定此处不存在问题；第二， 用万用表分别对两组单面加热器两端回路通断情况检测；第三，检查加热条顶丝，看其表面是否烧黑氧化。

8 温度异常波动故障

（1）故障分析

在设备正常生产运行过程中， 封口温度波动异常故障一般由温控器损坏、电流互感器损坏、温度标定错误、初始化温度值过高等原因造成。

（2）处理方法

第一，用万用表分别对两组单面加热器加热条通断情况检测，反复多次触碰单面加热器；第二，用万用表分别对两组单面加热器两端回路通断情况检测；第三，检查加热条顶丝、线鼻子看其表面是否烧黑氧化；第四，电加热条两端紧定松动，使电加热条中间部位移动，加热器闭合加热时一侧加热温度较高。

9 结语

随着科技智能化水平不断提高， 企业引进自动化、智能化设备以提高工作质量和员工工作效率，但国内相应的技术自动化水平避免不了常见的故障。因此，为保证设备正常工作，相关人员需积极参加培训学习，不断提升技能水平，做到可以快速、准确地判断解决设备常见故障。