新操控系统下注塑设备与工业机器人的完美牵手

作者：GERHARD DIMMLER    来源：KUNSTSTOFFE INTERNATIONAL杂志

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, ... 控制工程学－不论是多成分注塑、模内贴标还是镶件注塑，都普遍呈现出多加工环节整合为高度自动化制造系统的趋势，而这种趋势正在业内愈演愈烈。这种趋势下，成本管理和生产周期方面使得控制工程学愈加复杂化，而新操控系统的横空出世，却为其拨开云雾见日明。 注塑行业呈现整合度和自动化程度日益增强的趋势，这不仅提高了对手动操控的要求，也使得全自动化注塑生产线需要面对越来越被频频提出的“操控简化”的需求，希望设备和机器人仅仅负责执行设定程序要求的任务即可。将二者的功能简化缩少到仅保留重要功能也许可以解决这个问题，但是短期而言，在大多数情况下，这一解决方法是与注塑行业另一趋势相抵触的，即，生产机器设备灵活度的日益增强。奥地利Engel有限公司的产品开发人员充分从客户希望简化操控的愿望出发，采取的应对策略并不是限制减少设备的功能，而是优化人机交互界面。 Engel同时作为注塑设备和机器人的生产供应商，从源头上为完成这两大模块的操控整合奠定了基础。其它供应商提供的往往是简单镜像呈现机器人用户操控界面在注塑设备上的监控方式，仍需要操作者充分熟悉设备与机器人的两种截然不同的操作原理，Engel的Euromap 67操控界面（见图1）则与之不同。Engel产品开发人员的座右铭就是要让任何能够使用注塑设备的人员都能自如操控机器人，他们为系统增加了一个功能选项，通过Euromap 67交互操控界面，即可实现用操控机器人的程序来操控注塑设备。 简易清晰的多语言操控系统 在Engel的操控体系中，RC 200机器人操控系统和CC 200注塑设备操控系统是紧密依存的。RC 200机器人操控系统是作为辅助系统，整合进CC 200注塑设备操控系统的。为了在功能庞杂、结构繁复的系统之下，实现迅速且简易的程序设定和操控，操控系统为操作者提供不同等级的程序入口来进入操控系统，从简易图解到全图目标定位顺序讲解。操控系统使用多种语言，同时兼顾设备操作员、设备设定员和程序员的需要，真正应了Engel的另一句目标座右铭“有定式，无程序”。机器人运行程序可以用环形图来简要展示（见图2）。单独运行动作通过图表生动呈现在其暂存程序中，生成一个清晰简要的机器人操作步骤，操作者还可进一步查询机器人当前正处于哪个操作环节。仅需点击一个按钮，程序设定人员便可以选择完全不同标准的程序，或者根据程序要求来调整其功能。 试验测试标准程序提供了广泛的选择空间，适用于操作者在不同自动化用途中使用操控程序。并且程序设定员毋须任何设计方法指南，他/她仅仅需要选择一个程序，随后便可根据不同具体要求来调整生产加工程序。程序所需要的所有设定（定位、速度和次数），都在设定界面上清晰呈现（见图3中图）。只需点击图表程序按钮即可打开这些界面。 为了应对用户更深层面的需要，RC 200拓展界面为设备操作者提供高难度控制任务的高效管理全系列功能。自动程序可通过图标展示出来，将命令组插入程序，即使是复杂程序，也能够生成简单易懂的图示。放大功能可以打开程序并展示各个程序的所有指令，需要插入的指令可以便捷地从海量功能列表中选出，并准确插入程序中所需要的地方。点击程序编辑器中的图标（见图4）可以立即连通设定参数的各个界面，即便是复杂程序也可以迅速完成设定。 其便捷之处还不止如此，使用新Wizard软件模块，从生成到设定机器人程序，设备操作者从头至尾都会得到详尽的指引。操作者仅仅需要进行是或否的选择，在引导下回答完所有问题，便可逐步完成程序的所有设定（见图3左图）。 模拟图表清晰展示了设备和机器人工作运行整个程序的关键节点。如果必须对程序参数做出一些改动或者调整，可以通过已展示的程序直接进行功能选择。 充分考虑到用户“操控简化”的愿望，操控系统可根据操作者和具体要求，选择适当的语言模式，不同层次的工作人员从而都可以进行生产的安全操作，可以说是真正为用户实现了“有定式，无程序”的简易便捷操控。 机器人与设备步调一致的合作 操控系统的整合更好地帮助操作者提升了注塑设备和机器人之间的配合度。整合后的Engel机器人掌握所有参数的进程，能够在模具完全打开之前就开始进入模具，并且在合模还未结束时，就准备好撤离。 移轴和脱模动作的协调一直，充分实现了模具移除时间的优化。同时，由于脱模和机器人移动的同步运作，也更进一步提升了产量。 应用在特别要求精准度的生产上，例如，有些组件在注塑后需要进一步加工，或者金属成分需要加入进模塑，移除更正功能就显出其优势了。开模环节的成果，可以说差之毫厘，失之千里。将机器人整合进注塑设备的操控系统，它便可以随时掌握瞬间模具定位，能够在线自动调整移除或镶件定位。机器人因此保障了重复生产的效率，且品质始终如一地达到客户要求。 操控系统整合的优势在Engel viper系列中更加得到凸显。这一线性机器人在2010K展会上揭开了神秘面纱，它适用于5种规格生产，正常安全负荷可达6到60kg（见图5）。控制工程学在前一代机器人的基础更进一步，这款新一代机器人全面提升了安全工作负荷、定位精准度和灵活度，这三方面优势在整合操控系统中都得到了充分体现： ●“摆动控制”减少了固有摆动，提升了轨迹和定位精准度，从而保障了生产周期的缩短，Engel 已为此项软件设计注册了专利。 ●“重量识别”可以辨别机器人手臂上的重量，这项技术已经获得专利。如果机器人手臂上的重量超过了预先设定值，机器人会减缓动作，从而更加延长了其使用寿命。如果手臂上的重量未达到正常值，机器人会加速运动，从而提升生产线的产量。 ●“效率控制”自动调节机器人在注塑设备外的等待时间，从而使其步调与生产周期一致，并且减少不必要的等待时间。这一功能不仅保障了机器人的机械部件的使用寿命，也极大节约了能耗。 除了程序设定和生产环节操作简化，系统的整合也为用户提高了生产率和生产稳定性，并极大节约了生产时间。 单界面单数据管理系统 越来越多的注塑工厂使用中央电脑主机或者高级生产数据来存储、管理和处理生产数据采集系统，重要生产指标，例如生产模块的使用或质量相关参数，都可以通过中央控制电脑主机加以监控，所有注塑设备和机器人也可以由此联系成网络，其运行数据会从公共界面反映到高级系统。从控制工程学的角度而言，如果生产模块中的一个独立组件已经形成了一个环节，其涉及到的工作量则会得到减少。 电脑主机不仅能够监控生产，Virtmould软件模块还可以进行加工程序的模拟，通过在电脑主机监控器上完美逼真地成像生产控制界面，还可以在不中断生产的前提下，随时进行程序可以设定、测试和优化。 Engel培训中心也与virtmould合作，这样以来，即便是刚刚开始接受基础培训的操作者，也可以逐步掌握这一实用高效的模拟工具。 用户得以从“市场商人”的角色解脱 如果注塑设备和机器人设备是分别独立采购，仅仅是在用户的生产场地才连接在一起使用，那么就容易凸显出弊端来。一方面，从控制工程学角度来看，根据欧盟法律，在这种情况下，用户充当了整个系统的“市场商人”角色，因此要承担安全性和一致性的责任。即便注塑设备已经有了原供应商的CE标志，一旦与机器人连接安装在一起，则可以理解为设备被改装了，这一CE标志也不再有任何意义。根据法令要求，用户便需要承担起对整个系统进行整体测试和认证的责任，但许多用户并不知晓这一点，或者并未加以重视。而另一方面，如果设备和自动化系统是源自同一供应商出品，那么便由供应商便承担起“市场商人”的角色，他们有责任进行系统整体测试，并为其CE一致性负责。 因为一个供应商对整个系统负有全责，从而操作过程中出现的问题往往可以更加高效地解决。如果设备和机器人是来自于不同供应商，一旦发生失误情况，对口接洽的人就需要花时间去沟通协调，不仅造成延误，甚至可能出现无法明确失误原因责任方的问题。 最新动态：完整IRB整合 在Engel系统体系中，不仅仅线性机器人可以完全整合进设备操控系统。在去年10月的K展上，设备工程公司和自动化专家证实，多轴工业机器人也可实现整合进操控系统。 Engel victory 330H/200V/120联合系统用于生产医药技术上使用的双材质活栓时，将St?ubli机器人操控系统被完全整合进victory设备的CC 200系统，在脱模和检验环节之后，St?ubli六轴机器人便会根据型腔自动分类存放（见图6）。 Engel RC 200及CC 200操控系统能够控制线性机器人的x、y、z轴，以及工业生产机器人的六个旋转轴（见图7）。多轴工业机器人（IRB）的程序可以通过使用RC 200操控系统的图表式指令来生成，IRB额外的动作指令准确无误地匹配拓展界面的图表界面。只要是会生成线性机器人动作程序的操作员，就能够迅速掌握机器人关节轴臂的编程。未来自动化程度日益提升的趋势是无法逆转的，设备制造和塑料数据处理都唯有积极面对，而整合系统的横空出世，无疑会成为应对这一挑战的有力工具。(end)

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