满足洁净室生产的6轴机器人 - 文章

满足洁净室生产的6轴机器人

作者：史陶比尔(Staubli) 来源：PT现代塑料

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当零件必须在洁净室条件下生产时，选择与注塑机良好配套的机器人系统就显得尤为重要。同时，针对不同的操作要求，高速、高精度、高可靠性也是确保机器人“圆满”完成任务的重要因素。获得了100等级认证的Staubli的6轴机器人完全满足了这些要求。

快速而可靠的拾取

瑞士Schwarzenburg公司属下的Geiger搬运系统公司是一家自动化的专业企业，他们是搬运系统的主要供应商，同时也是成套自动化装置的系统成套商。Rexam Pharma公司委托这家公司负责设计、制造和安装了一套自动化系统，用于为医药行业生产100洁净室等级的塑料包装容器。

根据该模塑件的生产工艺要求，需要在注塑生产周期内将盖子与容器连接起来，从而完成该包装容器的装配。为此，Rexam公司在生产中使用了2条平行的注塑生产线，并选配了2台Staubli的专门为洁净室应用而设计的RX130机器人。

The linear robot LR-21 attached to the injection-molding machine and equipped with the 12-fold removal gripper for handling the expansion parts.

在初始试验阶段，Rexam公司使用了2套4型腔的模具，并在装配工序中使用了32/64的压印模具（impression mold）。第一个模具的模塑周期是23s，第二个模具的模塑周期是13s。由于要求机器人取下4个容器和4个盖子的间隔时间非常短暂，仅2s，因此，要求协调好机器人和真空抓取系统的运行顺序，使之达到最佳化。

在一道工序里，机器人便可将所有的模塑零件取下来，随后模具立即闭合。然后机器人将模塑件传送到单元中央，在此，容器盖与容器被装配在一起。这项任务完成后，其中一个机器人将装配好的容器放在传送带上，传送带将容器送入1000等级的洁净室内做进一步处理。

据说，生产中使用的真空抓取系统是一种不锈钢制造的轻型结构，其中的真空开关可检查并确认零件是否到位，这使得该机器人的运行非常可靠。抓取器可以快速进入和退出模具，不仅操作精度极高，而且不会间断。

满足极高的卫生标准

Mapa公司是一家制造卫生用品的跨国公司，其产品包括如婴儿安慰奶嘴、避孕套、热水瓶以及类似的物品。利用一种由机器人辅助的新的生产系统，该公司生产的婴儿奶嘴达到了前所未有的卫生水准。

Mapa公司生产的一次性奶嘴带有一体化的螺纹，要求采用双组分技术在一道工艺中生产出来。为了最大程度地减少微生物污染的可能性，保证产品的质量，产品必须在100等级的洁净室中生产，并在10000等级的洁净室中进行封装，在此生产过程中无须人为干预。据说，在Mapa公司的自动化生产系统中，核心生产单元是Krauss-Maffei的KM 150-390-160 CZ型注塑机以及Staubli的RXplastics90型机器人，它们均属于洁净室等级的设备。

A robot developed for cleanroom use is an integral part of a turnkey automation system designed by Geiger Handling Systems for a pharmaceutical company.

在这些应用中，Staubli的RXplastics90型机器人所拥有的塑料一揽子特殊方案使得这种6轴机器人成为与KM 150-390-160 CZ型注塑机配套的理想选择。在塑料一揽子方案中，包括一个与注塑机连接的接口以及一个与手持控制屏连接的改型用户接口。此外，Staubli机器人对洁净室环境的适用性及其高度的精确性也是Mapa公司选择它的一个主要原因。

在生产中，RXplastics90型机器人特殊的真空吸盘抓取器可在一道工序中从注塑机上取下8个奶嘴，并将奶嘴存贮在一个特殊的冷却工位上，然后将先前存贮的、已经冷却的奶嘴捡拾起来送到下道工序进行进一步处理。在此过程中，能力为40m3/h的泵能够产生所需的真空度，它所排放出来的空气被收集起来，并从洁净室中排放出去。在生产线末端，2000个奶嘴在10000等级的洁净室内经罩泡包装后被送离生产现场。

据介绍，在RXplastics90型机器人的真空吸盘抓取器上配备有气动传送装置以供传送零件使用。在设计真空抓取器时，特别要求真空抓取器要容易接近零件并方便清理。但是，根据所要求完成的工作任务，在抓取器内部不可避免地需要使用一些活动零件。由于这些铰接或折叠式机构很容易堆积污垢或滋生微生物，所以采用了罩盖和密封组件以减少灰尘和微生物的产生，同时也便于进行清理。此外，该生产系统中所使用的保护性外壳一方面可作为洁净室单元的一个组成部分，另一方面还被用作安全部件。这个外壳由密闭式铝制挤压件和Macrolon面板（pane）组成，具有一个层流箱（laminar-flow box），在其顶部表面装有空气过滤装置。层流箱在单元内产生正压，有助于防止灰尘进入。

模内标签的精确放置

20多年以来，意大利的Internova公司一直从事于食品包装容器的生产。最近，该公司一项颇具革新意义的“evelpack”包装设计赢得了塑料界的“奥斯卡”大奖。

据说这种新型的包装采用了Internova公司的IMS图形装饰技术，该技术是将所需的图形薄膜放置到塑料薄膜的内外夹层内，这样制成的包装容器可防止打印油墨与容器内的食品接触，从而实现最高的卫生标准。

Internova公司在2000年时安装了第一台Staubli的机器人。按照IMS技术的要求，需要将标签精确地放置于模具内，其操作类似于模内贴标或模内装饰工艺。为此，该公司选择了Staubli的6轴机器人。在操作中，机器人从卷筒上捡拾印刷好的标签并将其准确地放置到模具中，同时双动夹具将食品包装容器从模具上释放开来，并将其与外部胶带码放在一起，形成层叠结构.

按照Internova公司的说法，他们决定使用Staubli机器人的原因，是由于这种机器人固有的密闭手臂结构确保了生产的清洁性，该机器人获得了100等级的清洁度认证，适用于洁净室环境。此外，机器人放置标签的精确度以及6轴移动的灵巧性也给Internova公司留下了深刻的印象。

现在Internova公司共有16台Staubli的机器人。紧凑的结构以及小巧的手臂设计使得这些机器人能够在原有的注塑机生产布局中被方便地穿插到现有的生产线上，从而无须对原有的生产布局进行任何调整。今天，借助于Staubli机器人所提供的灵活性，Internova公司可以迅速应对季节性的需求而随时调整其生产模式，例如，在夏天增加冰淇淋和沙拉包装容器的产量。

MM《现代塑料》杂志(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (11/27/2006)


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