注塑车间的实时监测技术

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欢迎访问e展厅 展厅 1 注塑机展厅 注塑机, 立式注塑机, 二手注塑机, 真空成型机, 发泡注塑机, ... 现在你可以通过类似这种平板电脑的无线手持设备，安装运行Moldflow公司设计的监测系统来监测你的整个工厂。 进入市场二十年来，可监测整个工厂操作的实时监测系统尚只应用在15％到25％的美国注射成型制造工厂里。这类系统拥有向销售主管报告产品数据和动态显示工艺参数以帮助技术人员诊断及优化设备操作的双重功能。既然它能有效地提升成型加工厂的产品质量及生产能力，为什么却没有得到广泛的应用呢？一位监控系统生产商，FullMetrics公司总裁Conley Sandberg分析说：“因为监测系统不能直接产生效益，所以在企业看来，它只是一种辅助设备。” 另一位生产商，Priamus公司总裁Susan Montgomery也指出：“早期的系统是通过复杂难懂的曲线来给出生产信息，并且提示怎样调节可以提高其功效。” 不过，八家监测系统生产商及一些与之相关的成型机械制造商都认为近年来硬件和软件的急速发展将把这类系统再次带到大家眼前。 广泛升级 一部分的功能提升是来源于设备供应商向商业操作系统的发展，比如微软的视窗操作系统就提供了可用于车间的亲切直接的办公处理界面。这种开放式的系统通过企业资源计划（ERP）和生产执行系统（MES）可以更容易地处理采集到的数据。 生产商们也正尝试将因特网、无线网络和局域网通信技术引入到系统中，这样可将数据从车间快速传输到其他地方或者便携式设备上，比如移动电脑、PDA、平板电脑和手机等。 在工艺监测方面，一些生产商研制出了即插即用型的仪器，能实现自动校准及调整操作工艺。至少已有两家公司对这种新型数字传感器所带来的嵌入式智能、使用方便、回馈更快等性能表示了赞赏。数字传感器极大地增强了这种系统的功能，并简化了系统在车间的操作使用。 类似于FullMetrics公司生产的PPMS系统，新型监测系统可以让使用者从全局鸟瞰工厂情况，并通过按键读取更详细的单个工艺数据。 压感数据显示器已经设计得越来越人性化，有些配以触摸屏或者电脑操作系统以使数据读取更加便捷。此外，现在很多这类设备都能在单一硬件上同时显示工艺和产品数据。 生产商们已经制造出了各种各样简易的、便携式的或者可组合模块式的监测系统以销售给较小的成型加工厂。一套系统若再加350美元就能获得一台便携式压感数据采集器，加2500美元能得到一套可与网络适配的软件。对于中型工厂，购买一套更精细的大型固定模块系统的价格最多不超过10万美元。 生产商们还在不断改进他们的监测软件以提供更宽广的工厂运转监测“窗口”——不仅仅是成型机器，还包括上游的原材料处理设备及下游的二次加工。系统能比以前做更多的事情，它们能进行文件管理，能进行装配设定，能记录运行或停机时的历史信息以及造成废品的原因。现在，监测系统不单只是帮助成型加工厂生产合格的部件，还要确保部件传送到准确的目的地，在上面标示出正确的信息，并且装配在正确的部位。 新型数字传感器，比如RJG公司的Lynx穴压传感器，可以提高监测精度，其嵌入式智能还可使装配变得更加容易。 通过设备监测系统自动采集产品信息可以免除以往分批报帐式的统计工作。现在不用再在每天的生产结束之前从各台机器一一统计数据再进行汇总，取而代之的是通过监测系统在每天的生产过程中就自动实时完成了。 销售商们指出，如果每套监测系统能帮助一个拥有20台生产设备的成型加工厂生产出多5％的产品来，那么就相当是花一套监测系统的钱买了一整台额外的生产设备。此外，成型加工厂如果想要制造自动化和医学仪器在市场出售，就必须提供历史质量报告——“质量保证”——这也正是能通过监测系统获得的。成型加工厂甚至还能利用他们的监测系统所生成的生产合格报告来吸引更多的客户。 低端产品 Mattec公司最近推出一款价格较低的产品监测系统，能提供周期时间、停工期和废料的实时统计数据，最多可同时监测64台机器。上述 “The-Man-A-ger”系统的价格是9500美元，它能升级到Mattec的高端产品“ProHelp”系统。 Syscon-PlantStar公司介绍了过去一年里他们研制“Quickshot”系统的进度及所使用的产品监测软件。这是一款能够自动安装的低端简洁系统。系统捆绑预置了能适用于12、24、36或48台机器的设置，包括每台机器的生产时序、周期计算，并且预留空间可存储10种废料编码、10种停机类型和10种故障呼叫。一套适用于48台机器的系统全部价格为30,000美元。 RJG公司推出的“iLink”是一款简易、低价格的产品监测系统。它可以监测运行时间、停机时间、已生产部件、待生产部件、废料率以及其他的标准项目。iLink可以显示当前工作数据、上轮工作数据以及整个生产过程的总数据。 Production Process公司研制的“ProductionACE”系统是一套可用于全工厂范围的产品监测系统，它只装载一个模块，这样你可以从一台机器开始安装，并根据需要增加相应数量的监测平台，通过“菊花型”网络进行连接。只要几个经济型的侧压机械数据传感器（MDT）就可以胜任。它能提供高达40种停机时间和20种不合格类型。每个平台都需要一个机械数据传感器，起步价格是每个350美元，启动软件需要2500美元。 关于工艺监测的报道 大约在去年，Hunkar公司在它的“Source”工厂监测系统中加入了“Smart”数据分析和报告系统。“Smart”的加入使“Source”成为一个自我适应配置系统，能从机器、辅助设备、环境控制和上、下游操作中获取数据信息。新系统的特征是使用了内含测压数据单元的“Smart 1000”触摸屏界面，同时还有Hunkar公司的便携式机械分析器（PMA）。依靠上述设备，便携式机械分析器能同时监测多达35项工艺参数，并储存近1000个周期的数据。 Hunkar公司还发展了它的“Smart Beeper”系统——一个自动发送警报信息的系统。最初它只是被设计用来作为广播，而现在这个系统能发送任意用户定义的警报到手机、PDA甚至电子邮箱。它能同时发送信息到不限数量的通讯设备，并且可以让不同的警示信号发送给指定的接受者。 Hunkar还出售新的“仪器级”的精密压力传感器。巴克介绍说这种新传感器的精度是±0.7 psi，而普通的一般是±7 psi。 “FullMetrics Machine Analyzer”是一款便携式过程监测器及分析工具，通常用来最优化生产过程，监测并修理故障及对工艺性能进行研究，它是基于视窗XP系统的32位标准设计的。新的嵌入式统计过程控制（SPC）制图功能可以提供多重实时图示和图像，以及示踪功能。接下来的发展则将包括远程因特网监测和自动回馈功能，比如通过电子邮箱或有声警报。 Priamus公司是一家成立仅三年的公司，主要经营基于模腔压和温度感应的过程监测和控制设备。它出售的“Priamus Monitor”系统经过增强能实时显示所有测得的信号，而不仅仅是工作周期结束时的信息。 有评论说使用新型“Priamus近似数据处理器”（PADI）对较多的机器同时采集信号会比以前容易很多。这种简易处理器包含了一个连接器，能自动适配任意机器并将信号以标准格式传送给“Priamus近似数据处理器”。 Priamus也升级了它的“Tool Box”移动单压监测系统以处理不断增加的工艺参数（多达16个通道）。“Tool Box”的软件也已升级到能显示所有从充盈压切换到保持压时测量到的信号值。各种测量时间，例如注射时间、保压时间或者塑炼时间等则在另一个屏幕上进行显示。这个软件包含了模具设置部分，性能监测部分——检查机器和生产过程的性能指数，稳定性监测部分——测定机器的超负荷运行情况，以及能量监测部分——分析能源消耗情况。这个便携式器件可通过USB接口接在移动电脑上，然后就可以进行趋势报告、过程能力（CpK）分析及设备与工艺性能报告。Priamus公司介绍了一种新型迷你模腔温度传感器，直径1毫米，长12.5毫米。它可以不借助插座套管和钢导管就能直接与柔软的电缆相连。据说这个小传感器可以提高信号反馈速度。 Priamus公司公布了一种叫做“Universal Signal Conditioning Multi-DAQ”的新型模式化信号条件作用设备。有介绍说它可以提供更高的精度来控制温度、压力或从机器或模型感应器传送的电压信号。该器件能同时处理多达16个通道，而且可以扩展到64个通道。它可以连接到公司的智能系统或便携式机械分析器（PMA）上以进行监测，还能提供控制信号来操作从充盈状态到保持状态的切换。 Priamus公司还发布了新的名为“Priased”的压电传感器。由于内置了硬件编码，传感器具有了更强的即插即用功能。它允许控制或监测器件自动识别传感器类型，以选择最合适的信号范围来进行工作。 产品监测 去年，Hunkar公司推出了它的第一款产品监测系统。这款“Hunkar生产服务器”（HPS）不仅能在生产过程中采集数据，还能通过条形码扫描器、信号打印机和机载摄像机获取信息。这些信息能通过无线局域网传送到中央网络数据中心。该系统采用了Hunkar的“Intermec Smart Printer”智能打印线和软件，能在工厂地板上打印标志，使用条形码扫描仪确认人工和产品数据，分配包装箱的标示编号，生产底座标签，记录设备停工时间，并实时报告产率和废料率数据。即使服务器临时出问题不能正常工作，该系统也能存储一定容量的数据以确保正常运行，直到服务器恢复正常以后，它便会自动将数据更新到服务器上去。 德马格塑料集团在它所生产的机器结构中提供可嵌入Syscon-PlantStar公司生产的监测系统选择。所以在最近的德马格Pathfinder 6000控制设备中就能看到PlantStar的显示屏。 智能打印机可以连接到其他设备例如天平和传送装置上。该系统还能捕获图像并储存在通过条形码与工作数据相关联的数据库中，然后可以打印，可以显示，可以使用电子邮件发送，还可以存档保存。下一个将要应用到该系统中的技术是射频识别（RFID）标签技术。 Syscon-PlantStar公司推出的“Family Tool Tracking”模块主要用来配合它的低端“Portrait”生产与过程监测系统和主要面向大型企业的高端“Panorama”系统使用。这个新模块可以提供关于合格产品部件、待生产件数、废品、废料、材料需求及过程控制统计的实时数据，还能预算出需要多少材料和存货，生成质量跟踪报告，及制造包装和标签说明。 Production Process公司升级了他们的“ProducionACE”系统上的预防性维护程序，允许以实际生产时间或运行周期为参考调整维护时间，而不是在固定的时间进行维护。公司也正在研发一系列的可选择的生产趋势报告方法，可以提供图形方式的装配、产品、废品及停工时间信息。 多合一系统 更简单的数据输入、强化的统计工艺控制能力、以及改进的文档管理功能，这些就是在Meattec公司的“ProHelp EPM”工艺与产品监测系统6.1版中所强化的内容。该系统现在可以在视窗2000服务器或者SQL服务器2000平台上运行而使得操作更加简单。新的操作界面特征包括弹出窗口以帮助用户找到需要的控制图表，及通过简单的鼠标点击就可以快速浏览设置情况和监测信息。而之前的版本则要通过点击一系列复杂的菜单来寻找需要的控制项目。 Mattec公司的“ProStat”统计过程控制组件中也加入了一个与产品质量相关的程序。它能根据用户对部件的要求，比如重量、尺寸等自动调整生产控制参数。当控制条件快要超出设备极限时，它会向操作人员发出警报。系统能在不损耗或损耗很少的物料或机器工作时间的情况下，自动检测并修复生产过程中出现的小问题；可以通过同时进行多项工作来研究机器生产性能，然后可以进一步改进操作；还可以将零件传送带设定成将不合格的零件转移出来。 还有一项新技术就是语音反馈系统，当某步操作停止工作的时候，它就会通过广播或者是电子邮件通知工作人员。这个系统可以与企业的公共地址信息系统相连接。 “ProHelp EPM”6.1版还拥有一个新的文档控制中心，可以让用户通过因特网浏览机器的运行情况及产品质量记录，还可以从物资资源计划（MRP）和企业资源计划（ERP）系统中导入数据。 新版本包含了去年在芝加哥的NPE展会中展出的新软件和硬件，其中有高级时序安排组件，可以进行假设分析，还可将由于车间条件改变而引起的时序安排冲突标示出来。这个组件现在能对多件模追踪生产情况，并且可以从不同的型腔出来的大量部件中检测出不均衡的产品。还加入了新的直接及间接工时跟踪功能，通过无线通信系统从工厂连接到移动电话或PDA上。 “Moldflow Manufacturing Solutions”（MMS）1.0版是近一年内才面世的工艺与产品监测系统。Moldflow公司在购买了Branden科技公司的“Shotscope”技术和法国CPI公司的“CPI 2000”系统后，将“Shotscope”的工艺监测技术和“CPI”优秀的产品监测功能融合到了MMS系统中。 MMS 1.0版是一套全然一新的系统，可以帮助用户测定生产局限，计算生产延时，评估机器性能，及快速实时显示生产部件数量和废件率。它与下游的设备，比如打印机、标签机、焊接机或条形码扫描仪等连通得更加紧密。此外还有一些新特征，例如常规报告、标签打印程序、在线帮助与说明程序、可选择的与企业资源计划系统连通界面等。MMS 1.0能安排工作顺序，确定生产时序，及跟踪模具和机器的维护情况，现在还能处理多模系统了。 通过一个触摸屏可以查看到所有的工艺和生产数据。当操作人员按键指示一个工作周期完成时，系统会自动将二级菜单操作记录下来。用户可以在只有一个简单的周期计数器的情况下启用系统，然后可以方便地增加其他高级组件以用于追踪零件、示踪缺陷、监测工艺及统计过程控制或标准质量控制。 Moldflow公司本月即将推出2.0的版本，可在视窗XP系统上运行，主要在监测多管注射机方面增加了一些新功能。MMS 2.0还增强了它的人工记录功能，能同时记录分配在一台机器或单元的多个人员的数据。以前这套软件只能跟踪每个操作点的一名操作员，但是现在它能同时跟踪一个操作单元里的机器操作员、零件处理人员和下游进行装配和粉饰的工作人员。 RJG公司则向它的“Insight”工艺与产品监测系统中加入新功能。“Insight”是用本公司生产的“eDART”工艺-产品监测器和更新的“iLink”生产监测系统组合起来的，使用RJG公司的Lynx数字传感器，避免了信号环境的挑选，使得安装和校准变得像“即插即用”一样简单。这种传感器还可以预设将要安装到什么样的模块或机器上，并自动计算什么时候需要进行校准。此外，这项数字技术使很多传感器可以通过电缆连接到“eDART”形成网络互联。本月，RJG公司还将推出一种新型压电传感器线。RJG的新型“InsightStats”统计软件可以为相关分析绘制出“X Bar & R”柱状图和分布图。程序中内置了一项警报助手功能，将工艺变化与产品部件的参数，如重量、尺寸等关联起来，可用于设置工艺警报。 由于用于医用方面的成型器件需要有质量认证标示，RJG公司已从美国食品及药物管理局（FDA）申办到了使用eDART系统制备医用器件的许可证。 Factory Intelligence Network（FIN）公司生产的生产数据采集系统3.7新版可在标准视窗系统电脑上运行，可从设备的控制系统直接获取数据，主要包括温度、压力和重量等工艺参数。它含有一个新的即插即用编辑工具，可以通过微软的Excel电子数据表软件生成报告。FIN系统由于在出售时可以根据用户工厂的设备进行预设置，所以它的硬件和软件安装标榜只需几分钟即可完成。 FullMetrics公司出产的“Production & Process Management System”（PPMS）系统移植到了视窗2000服务器或SQL2000服务器平台上，可以提供更丰富和直观的数据处理。新增加的预警警报可让用户在机器因故障而生产出不合格产品前发现存在的工艺问题。 公司在系统中加入了一个数据交换组件，可让FullMetrics的系统和其他企业的电脑系统之间进行数据传输。通常是将生产进度安排输入到FullMetrics系统中，然后将得到的生产数据返回到企业进度安排表中去。 在数据传递方面的另一项改进则是数据管理模块，现在它能存储、清除及备份系统数据，当然也包括通过电子邮件和语音发出的通知信息。一套可用于8到10台机器的系统，包括显示器、传感器和软件，价格大约在8万到10万美元。FullMetrics公司也出售仅用于产品管理的系统，价格便宜很多，而且也能扩展成功能齐全的工艺－产品监测系统。 原始设备制造商（OEM）的加入 很多注射机生产厂家在它们生产的机器控制中加入了一定程度的工艺与产品检测系统。其中一些还能通过网络将机器的控制信息传输到中央电脑上以进行远程监控。 Engel公司就在2000年的NPE展会上展示了他们用于产品与工艺数据监测的“Engel Monitoring System（EMS）”系统原型。EMS只适用于Engel公司生产的冲压机，可以将新、老型号机器的工艺与产品参数信号转换成统一的标准格式，以供用户进行中央集中处理。工艺技术部主管Joachim Kragl介绍说，该系统可以检测到工艺生产中的哪个步骤可以进行改进，什么地方需要进行常规维护等。EMS系统能储存大量的历史数据，远远多过成型机的控制系统所能储存的容量。系统在视窗NT平台上运行，通过以太网络可以连接多达100台冲压机。 德马格塑料集团在他们生产的设备控制部位内置了“Syscon-PlantStar”电脑，这样可以从德马格最新的“Pathfinder 6000”设备控制器获取数据，并在“Pathfinder”的操作面板上用“Plantstar”的屏幕进行显示。内置的“Plantstar”电脑能储存18组重要的50项参数，并且作为一台网络服务器可通过有线或无线连接在因特网上发布设备数据。据Plantstar公司介绍，更具有重要意义的进展是“PlantStar”电脑能通过OPC工业控制标准协议与“Pathfinder”控制器进行“交互”，OPC是任何原始设备制造商都可以采用以代替昂贵的私用交互标准的通用协议。 在2003年NPE展会上，Milacron公司展出了可同时用于128台“Roboshot”全电动冲压机的远程数据采集和工艺分析的“Mold 24i”软件。该软件可在视窗2000、NT或XP服务器上运行，通过高速以太局域网与“Roboshot”型控制器相连。程序包含的“Plant Layout”组件可以对所有的机器状态及它们的周期时间、人工数量、工作完成率、预计剩余时间做快速的分析检测。通过成型－工艺监测屏幕可以看到每台机器详尽的周期分析结果，并显示时间、压力、温度及位置数据。成型加工数据可以每回合、每天抑或每个开停期地采集，并以数据表、柱状图或趋势图的形式显示出来。此外，“Quality Radar”设备可以通过分析成型－工艺监测数据来确定可实现工艺重复高精度的机器设置。 Nissei公司提供两种“NC-NET”监测系统，一个是PQ版，可控制产品和质量参数；另一个是PM版，只能控制产品参数。该系统同时最多可监测30台冲压机，通常是将不同类型的机器控制器连接到一台采集数据的电脑上，同时用另一台电脑对采集的数据进行分析。每台成型机的控制面板都安装了一个适配器以供建立连接。三菱公司（援引自MHI Injection Molding Machinery公司）在2003 NPE展会上展出了一套概念程序，称为“通用网络系统”。装有新型“MACVIII”控制器的成型机可以通过各种网络设备连接到电脑上。基于视窗系统的“WebMAC”软件可以通过网络浏览器显示设备关键参数和工艺生产监测屏幕。“Moldnavi”软件可利用工艺数据来区分每次成型操作的好坏，并且提供图像解释操作不合格的原因。其他的程序则可让用户远程修改机器关键参数，及依据机器操作的特征数值进行流变仿真。 Negri Bossi公司带来的提升了存储性能的中央电脑标志着最近在产品监测方面的发展。中央电脑最多可与多达50台冲压机控制器进行无线连接，且运行的软件也是与机器处于同一标准的。电脑无线连接还能用于下载成型设置参数，及让Negri Bossi公司的技术人员进行远程维修。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (11/9/2004)