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进步中的机器人--轴越多,效率越高?
newmaker    来源:Modern Plastics & Polymers
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工业机器人展厅
大负载机器人, 直角坐标机器人, 机械手, ...
我需要一个六轴多关节型机器人用于我的应用领域或者我已有的线性机器人是否够用呢?”当塑料加工者面对通过机器人技术的集成来增加产品增量的情况时,这通常是一个令人两难的选择。可以这么说,针对这样的问题人们还没有明确的答案,并且这完全取决于产品制造商所采取的制造工艺。近些年来其价格的降低使得多关节型机器人拓展出数个应用领域,这反过来对线性机器人领域形成了压力。Sundeep Nadkarni同时以线性和多关节型机器人为中心阐述了关于机器人如何融入到塑料加工领域的见解。

几乎所有塑料加工的应用途径都需要用到机器人技术。虽然各个工业领域之间具有差异,但依靠这些特定工业领域的增长速度,人们对于机器人的需求得以产生。因而,虽然包装行业寻求的是具有堆垛能力和可插入标签的快速系统,但汽车领域具有最广泛的需求。相似的是,电话行业正不断推出短循环周期内生产出的薄壁部件,然而制药工业则需要适用于净室的机器人。所有这些市场通常的主线是当自动化任何预成型或者后成型需求时,能使模塑件生产者通过消除或者减少体力劳动、通过增加生产的重复性来降低废品率和最小化生产循环周期以最快取出模塑好的部件来最大程度地降低整体成本。

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取代人工操作

塑料工业是最为动态贯穿所有工业领域的行业之一,并且在市场中当前的趋势表现为倾向于为客户提供简单安装的灵活性和可能性的解决方案。多任务化数个不同操作的需要和能力是该领域的关键。安装在困难加工环境中的机器人使操作人员不用从事重复的任务和工作在危险的环境中。“由于产量的增加和其包括的工作复杂性,世界范围内机器人在塑料加工工业中的应用正不断增加。在此领域中已有不断取得进展的开发成果来使机器人更适用于塑料工业。我们最新的特定为塑料工业设计的产品之一是KUKA架装机器人KR60-4KS,通过此机器人,我们能在速度、精度、距离、有效载荷、高度、重量和安装空间方面均有出色的表现。”Kuka机器人印度Pvt有限公司的常务董事Raj Singh Rathee描述到。

随着机器人的大量使用,车间的操作人员能处理一些包括机器监视和控制这样一些更制得做的任务。迄今为止,在不同制造商和塑料工业不同类型机器的系统整合商的协力下大量的应用成果已经被成功开发。

“在注塑成型加工中机器人被用于执行诸如部件取出和高公差地放入嵌件的操作,还有诸如质量控制、装配、去毛刺、粘合和密封剂的分散、激光切割、贴标签、包装、码垛、印刷等下游应用。”瑞典ABB机器人塑料部的部门经理Anna Liberg断言道。

使用机器人的优点是当下一个部件被注塑成型机生产时,可通过进行后处理操作来节省时间。“在吹塑模塑应用中,机器人执行的工序包括吹塑部件的处理和用刀或者装有燃油箱的刳刨工具来去毛边,并进行贴标签&质量控制工作。除了被用于热成型工艺中通过使用激光来印刷和切割部件外,机器人也被用于操作喷水器和控制机械靠模铣刀。”她补充说道。

不只是取放部件

机器人的使用已经超越了用于部件处理操作的传统取放机器人。工业专家相信塑料工业当前已经达到了一个不采用合适的机器人操作就不能被处理的阶段。

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“有某些应用像模内标签&装饰和PET&复杂的嵌入件应用不能简单地被手动方式来运行。然而,机器人的使用度或者由加工者、加工稳定性的要求和客户的说明或者确切的生产成本所限定。没有自动化技术的话,在高劳动力成本国家的塑料市场将会明显的小一些。如前所述,在过去的数年中自动化市场已经并且正在不断增大,这是一个机器人使用不断增加以使模具制造者保持竞争力的信号。”Kunststoffgerate有限公司的总经理Michael Wittmann说到。

在目前情况下,生产率、制造质量和遵守交付日期特别重要。为了保证模塑过程的稳定循环周期和优化模塑部件的质量,不采用机器人的注射模塑正日益变得过时。

“在塑料加工工业中,机器人的使用正稳定增长。当前机器人的应用不仅在产品的取出领域也能降低整体的投资成本并且达到节省厂房面积的目的。机器人的有效使用也能帮助塑料加工者节省劳动力成本。这大大帮助模塑工厂提高了整体的生产率,并且也提高了在使用机器人这些位置所执行的安全标准。”Yushin Precision Equipment有限公司的总裁Mayumi Kotani说到。

机器人的主要应用领域包括汽车业、食品包装(也就是当地生产当地消费)和诸如医疗应用领域的高附加值产品。“机器人获得应用的方面有加速操作、重复性工作、像加入嵌入件的预成型解决方案和诸如检查和去浇口的后成型解决方案。”她补充到。

减速期间的辅助“手臂”

不管经济周期如何,塑料加工者正在找寻具有最高生产力水平、最低总体项目投资和最短投资回报率的项目。在这点上,在随机器运行时间增加并提供稳定过程的同时,机器人在增加生产率方面起到了主要的作用。“全世界范围内生产的自动化程度正在增加,并且一旦一个过程被自动化后,其再也不会被之前的手动操作所取代。在竞争的困难时期,加工者正研究进一步增加其竞争优势的可能性,这能使他们进入诸如嵌件注塑、模内修饰和其塑料部件装配这样一些高附加值领域。这直接证明了自动化系统使用的价值和其短的投资收回周期。”Wittmann断言说。

机器人工业界的整体共识意味着机器人系统制造商能和机器制造商紧密合作来为塑料加工者提供集成式解决方案。这相应地能使加工者在这样一些困难时期优化其加工。

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“市场存在减速的情况,但像印度这样的国家并没有受到太大的影响,并且公司正在这些相对不受影响的经济体中搜寻特殊的市场。有数个特殊的机器人制造商应该视作用于商业开发解决方案的应用领域。在特殊过程的帮助下,制造商能开发出用于切割、边缘裁剪、激光焊接等的解决方案。革新是关键并且不管市场情况的好坏只有通过新思路的执行才可能成为市场的领导者。除了服务于注射模塑的机器外,在塑料工业中机器人技术也有广泛的使用。现在的机器人被用于粘结、密封、分散、燃烧、油漆、装备不同的塑料配件、包装,也被用于生产线末端的堆码、检查和质量控制。在印度Gudel的最新产品是我们所开发的一种以复合材料带来生成用于航空工业特殊形状部件的特定形状模具的项目。”印度Gudel Pvt有限公司的常务董事Sunil Raibagi解释说。

以Rathee的观点来看,世界上没有哪个公司没有直接或者间接地受到当前市场衰退的影响。但是通过采取相应的措施和适应适宜技术来快速相应的公司可能能够经受这些困难时期。“当前的经济下滑要求塑料工业中的解决方案来实现更小的场地面积和具有更少浪费的宽范围选择以及高质量标准。这将使得机器人技术与塑料工业更加结合紧密。”她补充说到。

六轴多关节型机器人

传统上,在塑料工业中,线性或者梁式机器人已被用于从注塑机中取出部件并将它们放到传输带上,也就是他们用机器人来帮助取代人工。现代六轴机器人已经变得更加用户友好并且在价格上具有竞争力。这些特征已使得在塑料加工机器周围采用六轴机器人的可能更容易实现。

“在塑料工业中六轴机器人被经常用到。定制模塑生产商并不知道其注塑机将会从现在起生产哪个零件达六个月。因此,安装六轴机器人会为今后在注塑机上做任何操作带来灵活性。当前,仅从模具内搬动部件到传输带上或者托盘上并不够,并且其价值必须是复合的,如在一个给定的循环周期内执行包括图像检查、日期印盖、装箱、堆码等多种操作。机会几乎是无止境的并且有时候多个机器人可能会被用到——如在模内标记系统的情况下——标签被放在模具内,成品部件被取出然后被传送到另一个机器人以被堆栈到传输带上,”Liberg陈述说。

通过开发机器人的解决方案,所有规模的公司都能通过灵活的自动化技术提高它们的生产率并增强它们的竞争优势。特别是在只有零缺陷才能被接受的情况、在成品的安全&性能重要的关键领域和风险&人身安全为首要的应用领域,机器人自动化技术确保了产品质量。“多关节型机器人快速得多、增加生产率、在整个生产阶段提供精确&均一的产品质量、最小化部件的废品率并且最重要的是确保了操作人员的安全。即使在通常压力下,除了增加生产率以外,机器人也能被用于界定多任务操作。一旦部件被取出,机器人能被程序化来在此压力下进行检查、去除毛边、包装和整理工作。在印度,使用机器人的意识和必要性现在正在增加。主要在私营领域的公司正接受技术并且已经开始认识到机器人技术不只事关节约成本,而且关系到帮助公司显著提高生产率&质量来满足国际竞争的需要。” Staubli有限公司印度分公司的经理Ravinder Mahajan说到。

第六轴的可行性

用于塑料工业中加工的六轴多关节型机器人的可行性已是一个争论点。Wittmann叙述说,根据VDMA统计数据从2005年到2009年上半年为止,世界范围内六轴机器人在塑料模塑机方面的市场份额徘徊在5.4-3.95%之间,呈下降趋势。他补充说,许多加工者,尤其是在欧洲已经在他们的工厂里的模塑机上试验六轴机器人来快速了解到更高的成本和复杂性并未带来更高的生产率。“当前的趋势是具有可能的额外旋转自由度的线性机器人来取代六轴机器人。线性机器人所带来的更短的部件取出时间和更高的灵活性让更多的用户同意来使用它们。线性机器人降低了成本加上更短的投资回收周期来保证更高的生产率和在当前挑战性的市场上具有竞争力。而且,一些线性机器人的制造商已经用另外的伺服驱动旋转轴来增强他们的产品线,这使他们的线性机器人具有灵活性来执行被机器臂末端模具所限定方向的曲线移动。”他强调说。

然而,人们需要事情的两面性判断六轴机器人在塑料工业中使用的可行性。“在过去,机器人的比较主要在单个角度上来进行,如只有三轴线性单元被与六轴工业机器人进行了比较。工业机器人已被进一步地开发来用于塑料工业。如果细看所需的整体成本,六轴机器人的一个明显的成本优势可以被关注。必须将重心放与各个公司的核心业务的紧密合作上,并且越早越好。通过使用软件程序,加工过程可能更灵活并且不受将来要加工的部件的影响,”Rathee反驳说。

在你控制之下的机器人

对于塑料加工机器的用户而言其主要的优点是性能增强并视觉上更为精致人-机界面。通过分析性能和内存需要间的分裂性,现在设备内存的大部分比例给了视觉部分,并且很少的部分分给内部程序,而在设备只有简单显示的过去这种分配是反过来的。无论如何,内部程序也能由性能的增加而获得益处。“除了用户友好图形界面的开发以外,如注塑机的同步卸模或者照相机/传感器界面的多个软件选项也已被开发。”Rathee陈述说。

Kotani补充说,“在控制器方面的主要开发包括液晶触摸面板、用户友好操作性的引入、允许用户在控制器屏幕上模拟机器人运动的模拟器功能、多语言显示和帮助功能(包括语音指令)。”

机器人技术的未来

塑料加工者正在寻找加工机器、自动化装置和辅助设备间的无缝连接方式——这种趋势正以一种逐步上升的速率发展。全世界的塑料加工者已经迅速认识到了机器人和自动化装置的优点,并且已经使用了许多年。今天的机器人在许多市场上已经变得必不可少了并且是注塑机上的一个固定生产工具。由于其熟练的工程基础,现在在印度机器人使用率的增长尤其强劲。印度工程师所具有的高受教育程度和技能水平保证了在生产过程中自动化系统的便利和成功适应。因为这些背景,工业界正预见在塑料加工领域机器人和自动化系统具有令人感兴趣的增长前景。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (2010-12-22)
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