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    在尼普洛 (Nipro),piCOMPACT? 提供了生產醫藥玻璃包裝所需的真空操作環境

      2022年04月25日  

      在德國尼普洛醫藥包裝公司,Piab的piCOMPACT?真空發生器和硅膠波紋吸盤確保生產的持續運行。此應用每日運行32500個周期、每日運行24小時、一周運行七日,是單位時間內運行周期數最高的應用之一——使其成為任何真空發生器在功能和使用壽命方面的終極考驗。

      對于制藥行業來說,可靠性和效率往往是關鍵。這對于一次性的帶套管玻璃注射器(諸如胰島素和血栓癥注射液的包裝,以用于家用治療)的生產來說也是關鍵。

      因此,在德國Münnerstadt的尼普洛公司,此前兩條生產線上使用的單級發生器被piCOMPACT?真空泵所取代。這些真空泵基于Piab的多級COAX?真空技術,可以將能耗降到最低,同時由于初始真空流量較高,可以提供安全和快速的抓取。通過這種方式,尼普洛每個系統裝配的四個piCOMPACT?真空泵(自2020年2月連續運行至今)大大提高了生產的穩定性,從而降低了更換真空泵時的停機時間所導致的能效浪費和空轉時間。

      在多級真空發生器中,壓縮空氣進入泵中,并由一個多尺寸噴嘴和腔室組成的系統進行引導,該系統扮演“壓力放大器”的角色。由于噴嘴的直徑不同,因此在每個腔室開口處會產生不同的真空度。還有一個共同腔室,其中的真空度更大,因為它匯集了所有其他腔室內的真空度。系統外的大氣壓強向內壓以實現均衡,從而產生了高效的真空流量。

      共同腔室內較高的真空度使橡膠膜或瓣閥關閉腔室開口。唯一一個未密封的腔室是第一個真空室,從而在其中產生最大的真空度?;旌蠅嚎s空氣生成低壓,真空流則通過排氣口排出。這個過程在毫秒之內就能完成,并隨著真空度的上升和下降持續重復。

      多級真空發生器通過專用噴嘴和數個逐級加大的真空發生器,使壓縮空氣流量在各個受控級中放大,從而充分利用了貯存在壓縮空氣中的能量。因此,傳統的壓縮空氣對真空流量比例為1:3。即每1cfm 的壓縮空氣會造成3cfm的真空流量。

      在任何機器人系統中,所選真空發生器發揮著關鍵作用,因為它對系統性能、速度和正常運行時間產生很大影響。最重要的一個特點是真空發生器的效率。速度(節拍時間)在很大程度上由真空發生器生成安全真空度的速度決定。如果是抓取不同類型的泄露材料(例如圓形或彎曲表面(如在注射器中)),較大真空度下的流量與維持高可靠性同等重要。初始流量對于高速機器確保波紋吸盤快速吸附尤其重要。在相同的能耗下,多級真空發生器技術比單級真空發生器技術的效率高30-50%。多級真空發生器技術唯一做出“犧牲”的地方就是長度稍長的真空發生器模塊。使用單級真空發生器時,必須使用一個較大的噴嘴來彌補,以獲得相同的性能。這就會導致較高的能耗并需要較大的閥門,從而增加成本。此外,還會在工作過程中產生較大的噪音和更多的熱量。

      對于高速應用,例如節拍時間<50-100ms的應用,閥門的速度對整體周期時間會產生較大的影響。直接作用式閥門會消除先導閥的額外進氣量(典型的提升閥風格)。由于總體閥門結構中移動部件更少,因此直接作用式閥門改善了MTBF-Mean Time Before Failure(故障前平均時間)。閥門的功率決定了速度。

      帶有集成控制的緊湊型真空發生器上使用的大多數閥門都指定采用24V DC電源,它的電壓容差很小。終端用戶常常不能很好地控制其使用電源的負載。電源電壓以及壓縮空氣的氣壓常常不合規格。為了最大程度減少停機時間,機器制造商和機器人集成商在選擇工作單元時需要密切關注允許的供電電壓范圍以及/或確認是否采用了其他功能以允許供電電壓的波動。自適應PWM(脈沖調變)是一種允許供電電壓波動的方法。

      “此外,piCOMPACT?的工作范圍要大得多,且相對于我們使用至今的單級真空發生器來說,它對壓縮空氣中波動的敏感度要更低,”德國尼普洛醫藥包裝公司的項目和工廠工程師補充道?!斑@一點尤其重要,因為我們的生產是定時的而非連續進行的。除節假日外,我們已經使用Piab的piCOMPACT?真空發生器近一年半,在此期間,我們已經運行了一千五百萬次周期而沒有出現任何問題?!?/P>

      此外,COAX?發生器比其他發生器最多要快兩倍,在相同的空氣消耗下,產生的真空流量比傳統的真空發生器多三倍。即使供氣壓力低或有波動時,泵單元也可以有較高的真空性能。這一點在德國德累斯頓的弗勞恩霍夫機器工具和成型技術研究所 (Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology IWU) 的獨立對比測試中得到了驗證。這些都表明,相對于其他制造商的發生器,Piab發生器獲得同樣真空性能所需的壓縮空氣要少得多。據此,其可降低壓縮空氣成本。

      對于最新版本的piCOMPACT?23 SMART,在一個不再需要真空的密封或半密封系統中,節能功能會自動斷開氣源供給。ES值(即關閉真空發生器時的真空度)以及遲滯(重啟前真空度的允許下降值)完全可調。在一個抓取應用周期中,此功能可最多節省90–95%的壓縮空氣使用量。節能ES系統和自動“ES”真空度檢測ALD功能相結合,這種功能會根據實際情況自動設定每個周期中最優的節能ES關閉和重啟真空度值。當閥門處于保持位置時,自適應脈沖調變可以降低閥門功率;當閥門狀態開始切換時,自適應脈沖調變(A-PWM)使閥門滿功率運行,實現最快速響應。自適應脈沖調變確保即使電壓出現波動,系統性能也不受影響。因此,自適應脈沖調變大大降低了能耗,實現了更低的溫度、提高了裝置的堅固性,從而延長了抓取單元的使用壽命。

      “我們對于更換Piab piCOMPACT?真空泵帶來的效果非常滿意。如果你看總的持有成本并考慮大大增加的使用壽命和更少的停機時間,由于注射器掉落造成的廢品較少,以及壓縮空氣的需求更低,在整個使用壽命內,它的使用比以前的解決方案更具成本效益?!盨ummarizes Schmitt 從經濟效益的角度總結道。

    (來源:派亞博)

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