以機器人為基礎的智能化協助塑膠工業同時實現提質節能環保

2023-07-11 03:00:32

　　以機器人為基礎的智能化協助塑膠工業與此同時實現提質節能環保

　　國際性金屬加工網

　　先進制造 ◇ 系列技術講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國機器人金融行業典型研討會

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綠色價值觀是精簡的價值觀，至少政府、企業界和消費者都一致同意。對環境的擔憂也不再是少數人關心的次要問題，工業界（包括塑膠金融行業）已經關注這種形勢。減少對環境影響常常導致減少制造成本，特別在明顯改善環境主要因素的節能環保各方面。提質節能環保是目前企業界中最為引人注目的態勢。在塑膠工業，機器人可使工藝流程更為精確和組織工作效率更高，與此同時機器人本身也變得更為準確和有組織工作效率，這些都有利于企業與此同時實現提質節能環保。

　　提質節能環保是提高工廠總體組織工作效率的關鍵因素。有效管理可再生能源，需要所有人員和部門的參與。與此同時也意味企業要樹立目標和明確方向，可再生能源消耗要展開計量，以求得不斷改良。為了與此同時實現提質節能環保，工廠要將注意力集中在生命周期制造成本，而不是前端的制造成本服務費。

　　Cantex公司透過改用75 kW、 90 kW 和 110 kW 的ABB傳動裝置進一步增強了三臺鉆頭擠塑機的混料鉆頭，從而使出口量提高了30%。

“多數塑膠加工廠可透過采取無制造成本、低制造成本以及投資等綜合措施，將可再生能源服務費減少10%至30%。”基利大Husky 壓鑄系統公司工廠計劃小組副經理Santiago Archila說。那個小組專門負責工廠組織工作效率的改良組織工作，與此同時還科學研究機器的有效采用，而這也是節能環保潛力巨大的兩個關鍵應用領域。精簡可行的計劃，能減少機器數目，節約更多可再生能源。

　　壓鑄機制造廠正對整個壓鑄工藝展開科學研究，以期提高可再生能源組織工作效率。恰當協調采用壓鑄機、鑄件和外圍設備，恰當選擇和加裝工藝流程單廂減少可再生能源與金屬材料消耗（如韋爾齊數目）。對工藝展開優化處理，可減少停機天數以及減少加裝調試、加熱和啟動階段，縮短高能源消耗的非制造天數。在此，不僅鑄件和機器的維護起著關鍵作用，而且功能性能良好的智能化解決方案也會產生重大影響。

　　減少單位產品能耗

塑膠金融行業的兩個關鍵態勢是壓鑄機從油壓傳動裝置轉向電傳動裝置。丹麥塑膠金屬材料和設備分銷商Materialdep?n開展了一項科學研究，比較了每月運轉完全相同天數的160噸的油壓和電動壓鑄機。選用電傳動裝置的，運轉制造成本能節約7,000英鎊。在總運轉天數完全相同的情況下.MMSonline.cn，油壓傳動裝置壓鑄機耗電量16 kWh，而電傳動裝置壓鑄機僅耗電量7 kWh。

　　制造工藝各方面的除此之外一大態勢是減少節約，這剛好是選用機器人模塊的主要缺點。

　　一家日本壓鑄機制造廠商TOYO聲稱，選用電傳動裝置壓鑄機，用戶有望節約30%至70%的可再生能源。透過比較每月運轉天數一樣的80噸油壓和電傳動裝置壓鑄機，發現每月可節約的服務費（包括油壓油和注射機制造成本）高達4,600英鎊。油壓壓鑄機耗電量5.65kWh，而電傳動裝置壓鑄機只耗電量1.85kWh。如果推廣到幾臺壓鑄機，則節約力度會非常大。

與那個結論相關聯的是，人們減少了對電機在工業應用領域扮演角色的認識。例如，Cantex公司是美國聚氯乙烯（PVC）管的主要制造廠商。Cantex選用ABB的工業傳動裝置產品對工廠18條擠塑產線中的3條展開了升級改建。擠塑產線原先選用非ABB產的DC傳動裝置。由于選用了75kW、90kW 和110kW 的ABB傳動裝置對三條產線混料鉆頭的電機展開了改建，公司出口量提高了30%。

　　ABB的Machine Sync是兩個節能環保節時的系統，由于機器人與壓鑄機的組織工作流程部分并行運轉，因此提高了機器人的出口量。

　　減少舊家具

制造工藝各方面的除此之外一大態勢是減少舊家具，這也剛好是選用機器人組織工作模塊的主要缺點。國際性汽車零部件公司（IAC)是汽車金融行業一級分銷商，該公司透過采用機器人成功減少了舊家具。在加裝最新的智能化組織工作模塊之前，其丹麥Skara的工廠轉運給客戶的產品生育力為萬分之一一千二百。加裝機器人后，那個數字下降到百萬分之五十，因此成為市場競爭高度激烈的汽車金融行業的一大優勢。產品質量改良意味著舊家具減少，金屬材料節約減少。

　　“像丹麥這樣兩個高制造成本國家，要在世界市場上展開市場競爭，他們不得不盡量提高組織工作效率。機器人恰好明顯改善了組織工作效率、產品質量和并進一步增強了他們對產品的信心。在他們那個金融行業，機器人是必備的。”IAC Skara工廠副經理Steve Hammond如是說。

在新加坡第一工程公司，能找到機器人提高制造率的另兩個范例。這家公司制造超高精度鑄件和塑膠零件，用于諸如硬盤磁盤和PC外設裝置等高技術產品。自從公司在制造中引進了6自由度的ABB 機器人，出口量減少了75%，從每月170,000 件減少到 300,000件。零件產品質量提高了，勞動力制造成本減少了，公司能夠更為有效地利用可再生能源。

　　在機器人動作之前，選用ABB的RobotStudio軟件來模擬機器人的實際運轉動作，成為精益制造的范例。

　　優化周期天數

在制造過程中，還有其他節能環保方法。例如，ABB的 Machine Sync是兩個節能環保節時的系統。由于機器人與壓鑄機的組織工作流程部分并行運轉，減少了機器人組織工作模塊的制造出口量。當塑膠零件從鑄件中取出時，協調好壓鑄機的開啟和閉合天數，就可縮短制造周期，制造更多零件。這種同步還可減少機器人磨損，有助于避免碰撞。兩個典型的例子涉及IRB 6650機器人和3000噸壓鑄機，制造兩個典型的汽車零件，選用同步早進-早閉合功能時，零件提取天數可節約10%。如果推廣到一臺長年連續運轉的機器，這臺機器的零件提取節約天數將達10秒，完整周期天數為30秒，因此每月可多制造35,000個零件。

　　減輕負荷

　　影響塑膠金融行業的除此之外兩個重大態勢是汽車金融行業都在努力制造重量更輕，能源消耗更少的汽車。這給汽車金融行業及其零部件分銷商帶來了巨大的挑戰，他們需要從以鋼鐵和鋁材為主的金屬材料轉向重量更輕的鎂和塑膠復合金屬材料。

人們正在探索新技術，將復合金屬材料與玻璃纖維、布和金屬等結合起來，獲得剛性、沖擊強度和抗老化性能都類似于金屬的金屬材料。為了制造這樣的零件，要求采用纖維、金屬和埋入紡織品展開加工，還要求具備可控手段使塑膠零件在若干個工序之間移動，這些工序涉及到沖壓機、成型機及二次成型等。

　　由于整個過程中零件要精確定位nc.moc.enilnosmm.，所以只有采用6自由度的機器人才能滿足這些要求。因此，在開發設計精簡和環境友好型產品應用領域，6自由度機器人扮演著關鍵角色。

　　新產品和新方法協助客戶在超越目標的與此同時，減少對環境的影響。

　　精益制造

激光、水射流或機械切割用于為模型、熱成型或泡沫零件展開清理、除毛刺和鉆孔。這些切割技術經常用于修整汽車內飾和外部零件，如地毯、保險杠和安全氣囊的刻劃工藝以及白色家電和大型零件，如椅子、桶等。做好這些組織工作仍需大量的反復試驗，既節約可再生能源又報廢了大量塑膠零件。透過對工藝流程展開模擬仿真，所有類似問題都可避免。

　　機器人開始運轉之前，模擬仿真機器人動作，是精益制造的兩個范例。ABB的RobotStudio軟件可讓應用工程師在計算機虛擬三維世界，先編制機器人的動作程序，并對所有步驟展開微小修改，然后再把信息直接傳送至機器人。因此不需要展開反復試驗，避免由此造成的節約，節約了金屬材料和可再生能源。

丹麥公司ABB Kabeldon加裝了一條裝配產線，制造不同規格的熔斷器開關隔離裝置。系統成套商AVT-Specma采用RobotStudio軟件模擬仿真復雜工藝過程，不僅節約了大量可再生能源和金屬材料，而且還為系統成套公司及用戶節約了大量時間。在將程序裝載到機器人控制器之前，所有試驗都在虛擬環境中展開。

　　節約原金屬材料

　　各種形狀和尺寸的塑膠零件在涂漆車間完成最終修飾，因此肯定存在節約可再生能源和減少節約的潛力。噴漆是一道困難的工藝流程，但在那個應用領域內，ABB有著豐富經驗。選用機器人能優化整個噴漆工藝，減少油漆用量。ABB已經開發出噴漆車間采用的空氣再循環系統和最先進的可再生能源節約工藝，完全符合環保要求。這種解決方案將空氣再循環、溶劑處理與可再生能源節約相結合，可把新鮮空氣用量減少至十分之一，因而減少了可再生能源消耗。與人工噴漆相比，智能化系統可節約的油漆高達30%[1]。

新型非靜電霧化器Robobel021-MINI可將油漆消耗減少30%。它體積小，重量輕，適合小型噴漆機器人噴涂小型塑膠零件。新的噴漆工藝使每個霧化器的流量減少一倍，因此，可將油漆霧化器和噴漆機器人的數目減少一半。噴漆車間占地面積因此可減少50%，噴漆工藝所需天數也減少了一半，因而能節約可再生能源，減少油漆消耗和二氧化碳排放。這些新產品和新方法協助客戶在超越目標的與此同時，與此同時減少對環境的不良影響。

　　涉及每個工藝過程

制造過程的任何兩個各方面，無論是壓鑄成型、吹塑成型、擠壓成型或是在切割和噴漆等下游工藝的應用上，機器人智能化在提高可再生能源組織工作效率各方面都能夠發揮它們的作用。因此，無論是優化周期，節約原金屬材料，減少廢次品，還是制造重量更輕的產品等各方面，制造塑膠制品的每個工藝步驟都能節約可再生能源，堪稱真正的綠色價值觀。

　　腳注：

　　1)一級分銷商指的是向原始設備制造商直接出售產品的公司，在此所指為汽車制造商。

　　2).去除毛刺是指從鑄造或機加工零件上去除毛邊（即凸起邊緣）。

　　3) “白色家電”：家用電器產品的統稱。

　　圖片：

　　1在丹麥的Axjo 工廠，IRB 4400正從壓鑄機上提取零件，并裝配塑膠卷盤。