■文/王汝庚，盧春華

（唐山元升科技有限公司，河北 唐山 063000）

血液是由獻血者自愿捐獻，由血站及相關機構進行采集，根據(jù)不同用途會進行血液成分的分離制備、檢測并裝入相應類型的血袋。到此步驟的血液還不能被直接使用，需要貼標和二次包裝后才能被入庫存儲及分發(fā)至醫(yī)院應用于臨床。由于血液包裝的特殊性，血袋會有一條或數(shù)條長度不等（幾十厘米）的血小辮，這加大了包裝的難度。為便于包裝，一般需要一個容器如血袋托盤約束血小辮。隨著包裝技術的發(fā)展，血液的外包裝由紙盒變?yōu)樗芰洗黐1]、塑料托盤[2]。在進行人工包裝時，時常遇到成摞的塑料托盤難以單獨被分離開的問題，影響血液包裝速度，如圖1所示。

圖1 血袋

隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，人工包裝正在被機器包裝代替[3-5]。隨著血液產(chǎn)品管理的規(guī)范化，血液的質量管理正趨于嚴格化。血液標簽上的信息是血液產(chǎn)品質量的名片，直接關系到從血管到血管的大事業(yè)。血液經(jīng)檢驗合格、制備成不同血液成分后，需要使用血液貼標機進行打印、貼標、包裝。但是，現(xiàn)有的血液貼標包裝設備[6]存在故障率高、工作效率低、現(xiàn)場混亂的缺陷，這給打印貼標包裝工作帶來了困擾[7]。由唐山元升科技有限公司（以下簡稱“公司”）研發(fā)的一種使用血袋塑料托盤的血液貼標包裝機，可以實現(xiàn)高效穩(wěn)定的貼標包裝生產(chǎn)。

用于包裝機的塑料托盤一般是成摞放置且空隙小，現(xiàn)有的托盤取拿裝置，能賦予松散的托盤以良好的取拿效果，但對緊密的托盤實現(xiàn)單個分離仍有一定的難度。一般托盤取拿機構都是豎直放置托盤摞受重力作用，再加上在按壓取拿托盤時會對托盤摞有壓緊的作用，不便取拿單個托盤。為此，本文介紹一種可以快速穩(wěn)定地取拿單個托盤的托盤取拿機構，供大家參考。

1 血液貼標包裝機

人工在對冷凍血液制品貼標過程中容易出現(xiàn)失誤，導致血液資源浪費，甚至威脅用血安全。由于血液制品在包裝過程中易發(fā)生血袋破損、血袋熔接處斷裂、血小辮斷落等事故，繼而浪費血液資源，使用智能血液貼標機已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展趨勢。

一款智能血液貼標包裝機系統(tǒng)利用 C#語言基于.Net開發(fā)平臺及數(shù)據(jù)庫 SQL server 2008 進行軟件系統(tǒng)開發(fā)。與西門子系列可編程控制器（PLC）通過 RS-485 總線進行串行通信。運用工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)網(wǎng)絡通信，網(wǎng)絡端口可與用戶的 ERP 系統(tǒng)進行對接。智能血液貼標包裝機滿足不規(guī)則冰凍血袋的包裝要求，可與用戶端口進行對接。該產(chǎn)品可靠的機械性能，能夠保障血袋貼標的準確性，以及二次包裝的安全性和穩(wěn)定性，但也存在一些缺陷，如傳統(tǒng)的導軌式氣動式托盤吸取機構運動周期長、效率低、氣壓驅動噪聲大、需要人工維護的部件多等。

2 血袋貼標包裝用托盤側吸取盤機構

前期進行了需求分析和市場調研，發(fā)現(xiàn)血袋貼標包裝設備存在強大的市場需求。結合血液行業(yè)貼標、包裝線中對智能化操作設備的使用要求，對智能血液貼標包裝機各部分進行了優(yōu)化設計，解決了人工效率低下等一系列問題，從而提高了產(chǎn)品的包裝效率，降低了人力成本，增強了產(chǎn)品綜合競爭力。其間，研發(fā)了血袋貼標包裝用托盤側吸取盤機構，能夠自動完成在側立疊放的存托盤機構中進行位于最外層的單個托盤取拿，同時沿前進方向旋轉并擺放到正確位置。該機構的成功設計，有效提高了作業(yè)效率，降低了生產(chǎn)成本，解決了托盤不易被分離取拿的問題。

托盤側吸取盤機構包括送托盤機構、存托盤機構、吸盤組、水平移動推托盤機構、滑道、回轉機構、托盤、固定板一、固定板二、滑臺支撐桿、固定板三等。具體結構如圖2所示。

圖2 側吸取盤機構結構示意圖

送托盤機構、存托盤機構和滑道按照托盤前進方向依次設置。存托盤機構和滑道之間設有吸盤組和回轉機構。吸盤組吸取存托盤機構出口處側放的托盤，并通過回轉機構旋轉；吸盤組吸取的托盤由側放變?yōu)樗椒胖?，并通過滑道旁設置的水平移動推盒機構在滑道上移動。

存托盤機構的前部為成摞側立托盤的出口，在出口旁設有托盤分離器。托盤分離器起到阻滯作用，僅允許單個托盤被吸盤組吸住移走；托盤分離器為毛刷類柔性材料。

吸盤組包含吸盤、吸盤固定板和吸盤緩沖器，多個吸盤的使用增加了塑料托盤吸取的穩(wěn)定性和容錯性，吸盤緩沖器減少了運動過程中對托盤及存托盤機構的沖擊，可以讓回轉吸盤機構以更快的速度穩(wěn)定運行。

如圖2所示，成摞托盤的出口處設有傳感器，檢測單個托盤位置輸出信號，控制送托盤機構部件、擺動運動部件和托盤推進部件的動作。存托盤機構側面設有固定板，回轉機構通過固定架和固定板，水平移動推托盤機構下方設有固定架和固定板連接，并支撐水平運動部件、擺動運動部件和托盤推進運動組件。送托盤機構帶有的傳感器用以檢測托盤是否充足，預定被抓取的托盤是否到達指定位置。托盤推進可以由絲桿驅動，以保持托盤摞前進方向外層處于指定位置，便于回轉機構準確取拿托盤。托盤側吸盤核心機構的回轉機構如圖3所示。

圖3 側吸取盤機構的回轉機構及吸盤組

回轉機構由吸盤、吸盤固定板、伺服電機、吸盤緩沖器、擺動件組成。吸盤組由多個吸盤組成，托盤受力均勻且抓取穩(wěn)定。

3 擺托盤側吸取盤機構使用過程

擺托盤側吸取盤機構的核心是回轉機構，是由電機驅動的帶有吸盤組的擺動件，其工作過程如下。

（1）存托盤機構中側立放置好托盤，并由推托盤機構將托盤推進至適宜的位置。電機帶動擺動件旋轉至豎直狀態(tài)（見圖2）。吸盤組牢固抓取單個塑料托盤。存盤機由托盤分離器工作，托盤分離器由毛刷和氣刀組成，可保證每次取拿單個托盤。

（2）吸盤組吸取托盤后準備旋轉至水平位置，將托盤放至滑道上，回轉機構由伺服電機驅動[8]，響應快速的同時準確運動，確保塑料托盤在吸盤組的控制下準確快速運動至預定位置。

（3）到達預定位置后吸盤破真空，放下塑料托盤，并使托盤位于滑臺推托盤機構前方的預備位置。當下游機構需要塑料托盤補充時，由推托盤機構將塑料托盤推離滑臺。此時機構的運動狀態(tài)以及吸盤位置如圖4所示。

圖4 托盤放置到滑道上時的狀態(tài)

（4）當預備位置有托盤且包裝平臺需要托盤時，送托盤機構通過滑臺將托盤推至包裝平臺上。托盤推離滑臺后，回轉機構反向旋轉，恢復到圖2所示狀態(tài)，進行下一個托盤的單個抓取，進入下一次托盤分離取拿運動循環(huán)。

4 托盤側吸取盤機構效果和優(yōu)勢

使用托盤側吸盤取盤機構，改變了由人工分離擺放托盤的低效的工作方式，解決了托盤不易人工分離的問題。與其他同類的取盤機構相比，成側立托盤的擺放方式讓取單個托盤更加容易，托盤側吸盤取盤機構結構更簡單，設備成本更低廉，故障發(fā)生率更低；與傳統(tǒng)的托盤取盤機構相比，結構更加緊湊，占用空間更小；與豎直放置的取盤機構相比，吸盤的行程更短，且一個旋轉動作可以同時進行X軸Y軸的移動，取盤作業(yè)周期更短。相比于其他取盤方式，該新型機構結構緊密、占用空間小，動作穩(wěn)定快捷、步驟簡單、便于控制，有效提高了工作效率。