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塑料加工中的自动化趋势

时间:2007/2/26 10:38:13

  自动化在塑料加工中已成为众多加工厂家获取利润的必需之物。它已经不在局限于高增值部件的生产或者特定的小范围成型应用。自动化水平既可以简单到去除流道的浇口采集器,或者先进到装配或包装塑件的完整工作单元。因为制件种类繁多,处理要求各异,所以大多数自动化关注于注塑应用。但这种技术同样适用于其它工艺之中。

    机械手设计在驱动技术和结构材料方面已经取得了重大的进展,使整个自动化循环最佳化。今天的发展和进步是应用机械手和自动化并进行集成。一作为整个工作间的一部分,以及简化程序和培训。

    尽管注塑机应用机械手式自动化越来越多,但所售机械手与所售注塑机器之比率在各个地区有着明显的区别(表 1 )。

    注塑机 机械手 百分比值

    北美 6900 1960 28%

    欧洲 20000 7618 38%

    亚洲 19500 9212 47%

    南美 2600 330 13%

    非洲 / 中东 1000 120 12%

    表 1. 2000 年机械手销售量与注塑机销售之比率

    不断增多的成型厂家更加重视机械手和自动化,以为他们已经体验到了生产力和品质上的收益,并进行着相应的投资。到 2010 年,北美机械手销量与注塑机销量之比率预计增加到 40% 。因为机械手完成其它功能的能力在扩大,所以它们的应用还在增加。对工作间更多的要求是尽可能多地使用机械手,以减少人工,进行贴标签和检验等。

    与机械手最简单自动化形式是浇口采集器。但今天多数注塑机能从更为灵活的机械手和自动化工作单元得到更大回报。基本上制作卸取和传送带放置制件以外的周期时间是机械手能利用到以作其它后续操作的时间。从机器手的整个使用寿命内实现重要的灵活度,参与到新项目指示的各种步骤之中。多数情况下,利用具有电动 CNC 或 3 — 6D 侍服驱动的线性机械手,使它们能快速进出模具。它们比肘节式机械手对于类似涂漆和组装等的成型后操作是理想的,但仅限于此。

    嵌件装卸方面的自动化有着引人注目的发展。象螺母、螺钉、嵌花、箔、销、感应器、薄膜、夹片和扣件这些物件放置在注塑机中,作为重叠注塑的嵌件,这是常见且几乎是一种标准了。通过往复移动工作台将嵌件加入到机械手,或者用手或振动加料斗进行装卸。多数情况下,自动化工作单元是唯一的经济或有竞争力的解决方案。相近的,多部件成型通常利用机械手来传达重叠成型的基层,而不是利用旋转模具。

    除浇口对于边缘口制件是一项标准的自动化要求,并受益于机械手近期的进步。安于地面或梁式除浇口工位利用机械后来放置注射,并用气动爪去除浇口。如果机械手制造商进行模具浇口设计,就可以获得不错残痕偏差。线性机械手技术的新近进展融合了联腕动作。例如,这些线形肘节机械手现在可以操作一个制件作独特定位,并向伺服控制的抓取系统提供制件边缘浇口。抓取臂的伺服轴动作能达到许多切割表面,并进行不错的切割。这种新方法能实现简单的可编程方法。不仅仅是为其它塑件除浇口的灵活性提高了,而且安装,辛苦设计和固定装置的消失使节省效果立竿见影。

    如有可能,应当在模具设计阶段对工作单元进行规划。事实上,如果成型者只是在完成制件和模具设计后才考虑自动化工作单元的规划,那么他们可能遇到其它的成本和风险,可能运行时间和可靠度会受到负面的作用。避免潜在问题可能与让自动化应用工程师问制件将怎么被浇口或放置那样简单,然后设计模具来简化自动化工作单元。而且,利用来自注塑机控制器、摄像机、称重天平、物料分析的质量控制反馈,成型者能提高制件质量,并靠精心规划的工作间来减少人工。

    自动化设备使用的时间将很有可能比成型应用还要长久,所以应当为今后目标提供尽可能大的灵活性。确保机械手的有效负荷是重要的,它要不仅是满足当前的需要、而且它要将能应付今后的用途。

    多数机械手供应商提供吸引人的图表操作介面,以简化程序和操作。这使操作者能以最小的培训量来完成简单的取放动作。机械手控制器之间的主要区别是确定出哪些将允许安排后续辅助输入 / 输出,以及用户将怎样轻松地为后续设备集成独特的工序。当选择自动化供应商时有一点也是重要的,它们实际上能融合次要的东西,程序安全和独特步骤。自动化供应商提供集成产品的经验和能力,对于工作单元和今后不确定需要的成功操作和运行是至关重要的。

    通常一家公司在固定设备上做出重要的投资,但却不能确保足够的培训来使表现最大化。许多自动化供应商提供专门培训和保养合约,以进一步提高投资回报。简单的程序变化经常会导致周期缩短和废物减少,及由此运行时间更长和产量更大产生的巨大净收益。    

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