奇石乐NCFQ高速伺服压机系统：应对自动注射器组装挑战的创新之选
近年来，随着生物制药领域的迅猛发展，尤其是在慢性病和免疫性疾病治疗方面，患者在家中进行自我注射已成为疾病管理的重要方式。基于预充式注射器（PFS）的自动注射器，因其操作便捷、高效且具备良好安全性，已获得患者、护理人员及医疗保健专业人员的广泛认可。随着这一给药方式的普及，以及患者数量的持续增长，自动注射器终组装的自动化水平也在不断提升。
自动注射器的终组装流程通常包括两个关键步骤：首先，将装有药物的预充式注射器（PFS）嵌入塑料外壳；其次，将激发器部件装配到已完成第一步骤的组件上。这两个步骤均依赖于力控操作而非位移控制，并要求在整个过程中记录完整的力-位移曲线。
随着市场需求的上升，制药企业对组装设备的要求逐渐从半自动或低速全自动转向高速全自动。当前市场上常见的单工位设备速度约为20支/分钟。为实现更高的产量，药厂通常选择增加工位数量或提升单工位速度，例如达到30支/分钟或更高。相较于增加工位，提升单工位速度不仅具备更高的成本效益，同时也提升了设备调试与运行过程中的稳定性。
然而，提高装配速度也带来了新的技术挑战：
- 满足法规要求，确保装配过程数据的完整记录与可追溯性。
- 在线实时监控“力-位移曲线”，以保障极高的装配合格率。
- 实现超过100支/分钟，甚至200支/分钟以上的设备产能。装配速度的突破主要集中在第一步，由于装配行程通常超过100mm，而所需装配时间必须控制在0.5秒以内，因此需要配备高速压装系统。此外，装配过程中需与PLC进行实时信号交互，任何通信延迟都可能影响整体运行。
为满足行业对高速自动化装配的迫切需求，奇石乐于2025年推出了新一代NCFQ 2166A高速伺服压机系统。该系统一经推出，便迅速获得国内多家制药企业的青睐，广泛应用于自动注射器的终组装工艺。
该系统具备以下显著优势：
- 最高运行速度可达5米/秒，最大加速度达50米/秒²，可在机械层面上满足低于0.5秒的装配时间要求。
- 系统结构紧凑，宽度不超过50毫米，便于集成。
- 采用过程监控系统maXYmos NC作为中间控制单元，与PLC实现无缝交互，确保信号无延迟。
- maXYmos NC具备强大数据处理能力，可在线实时绘制力-位移曲线，并将结果即时上传至客户服务器。系统支持多个评估窗口，可在线判定测量结果并传回PLC。PLC可实时读取测量曲线的关键参数。
- maXYmos NC提供审计追踪功能，对数据修改进行记录，满足合规性要求。
- 奇石乐压电传感器响应迅速、寿命长，适用于高动态测试场景。
值得注意的是，在压机高速运行过程中（尤其在高加速度阶段），会引入因加速度而产生的额外力F = m × a（质量 × 加速度）。当该力对测量结果影响较大时，必须予以剔除以保证测量精度。
图中绿色曲线表示已剔除加速度力后的真实测试曲线；灰色曲线为未补偿的测试结果。
为解决这一问题，NCFQ系统高级版本配备了力补偿功能。通过电荷放大器5073B与加速度传感器的协同工作，系统可精确计算并剔除加速度力，将真实的力值输入过程监控系统，从而确保装配数据的准确性与可靠性。