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        安全而可靠的自動(dòng)化操作

        2016-02-08 08:32:51劉興
        現(xiàn)代塑料 2016年3期
        關(guān)鍵詞:注塑機(jī)機(jī)械手生產(chǎn)

        文/本刊記者 劉興

        安全而可靠的自動(dòng)化操作

        文/本刊記者 劉興

        如今,機(jī)械手在注塑加工中正獲得越來(lái)越多的應(yīng)用。作為自動(dòng)化生產(chǎn)的關(guān)鍵,機(jī)械手安全、可靠的運(yùn)行對(duì)于整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合和實(shí)現(xiàn)高效率的生產(chǎn)都十分關(guān)鍵。為此,本期論壇特別邀請(qǐng)了威猛巴頓菲爾機(jī)械設(shè)備(上海)有限公司董事總經(jīng)理 程翔先生圍繞“安全而可靠的自動(dòng)化操作”這一主題進(jìn)行了深入解讀。

        威猛巴頓菲爾機(jī)械設(shè)備(上海)有限公司董事總經(jīng)理程翔先生

        PT:如今,機(jī)械手在注塑加工中的應(yīng)用越來(lái)越多。對(duì)于注塑加工商們而言,在生產(chǎn)中確保機(jī)械手運(yùn)行的安全性與可靠性非常重要。那么,如何衡量機(jī)械手的運(yùn)行是安全與可靠的呢?或者,有哪些評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)?

        程翔先生:機(jī)械手運(yùn)行的安全性與可靠性是使用者十分關(guān)心的問(wèn)題,因?yàn)闄C(jī)械手是和其他生產(chǎn)機(jī)械結(jié)合構(gòu)成一個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng),當(dāng)機(jī)械手發(fā)生故障時(shí),必將會(huì)影響整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)。

        機(jī)械手的安全性有以下幾個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),一是對(duì)機(jī)械手工作空間的限制;二是機(jī)械限位裝置的安裝;三是垂直下降的安全保護(hù)。而其可靠性有兩個(gè)主要的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),一是故障間平均運(yùn)行時(shí)間,另一個(gè)是停機(jī)時(shí)間。故障間平均運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng),說(shuō)明機(jī)械手可靠性越高;反之,間隔平均運(yùn)行時(shí)間越短,則說(shuō)明使用中的機(jī)械手故障越多,修理頻繁。停機(jī)時(shí)間,即機(jī)械手發(fā)生損壞以致停機(jī),直至修復(fù)重新投入使用的時(shí)間。停機(jī)時(shí)間與損壞程度及維修時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。

        PT:為確保機(jī)械手運(yùn)行的安全性與可靠性,在采購(gòu)、安裝和使用機(jī)械手時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題?

        程翔先生:在采購(gòu)機(jī)械手時(shí)應(yīng)該注意以下幾個(gè)問(wèn)題:首先,機(jī)械手的選材需經(jīng)久耐用、質(zhì)量好且支架牢固,具有足夠的剛性和韌性;其次,還要注意機(jī)械手手控器是否有助于用戶(hù)友好性操作,即包括配備用戶(hù)控制面板、直觀觸摸屏和手持式操縱臺(tái);另外,還需明確機(jī)械手的行程即機(jī)械手行走的距離,以及機(jī)械手的有效載荷即機(jī)械手所能處理的重量。

        在安裝時(shí),注塑機(jī)的機(jī)械手安裝方向應(yīng)明確;所有動(dòng)作和運(yùn)行均不能妨礙注塑機(jī)安全門(mén)的開(kāi)關(guān)。

        在使用時(shí)需注意的事項(xiàng)包括:機(jī)械手的

        所有動(dòng)作均可現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定,并能設(shè)定在一定的誤差范圍內(nèi),一旦超出設(shè)定值,會(huì)及時(shí)報(bào)警并停止動(dòng)作,且在觸摸屏上顯示其故障信息;注塑機(jī)或機(jī)械手出現(xiàn)故障時(shí),注塑機(jī)和機(jī)械手會(huì)互鎖,即機(jī)械手出現(xiàn)故障時(shí)注塑機(jī)停止操作,同樣在注塑機(jī)出現(xiàn)故障時(shí),機(jī)械手也將停止動(dòng)作;機(jī)械手和注塑機(jī)的動(dòng)作需保持一致,即不會(huì)發(fā)生撞機(jī)或干涉注塑機(jī)的動(dòng)作,也不會(huì)因機(jī)械手的動(dòng)作導(dǎo)致注塑機(jī)的生產(chǎn)周期過(guò)度延長(zhǎng);注塑機(jī)出現(xiàn)停機(jī)時(shí),可將機(jī)械手置于安全位置,不應(yīng)妨礙更換模具和設(shè)備維修作業(yè)。

        PT:除了執(zhí)行簡(jiǎn)單的拾取-擺放操作外,機(jī)械手還經(jīng)常要執(zhí)行一些復(fù)雜的操作,這些復(fù)雜操作通常有哪些?分別對(duì)機(jī)械手提出了哪些要求?

        程翔先生:作為塑料加工自動(dòng)化的代表,機(jī)械手在塑料加工過(guò)程中始終扮演著重要的角色。它能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能,可按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具,代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化,并能夠在有害的環(huán)境下操作,保護(hù)人身安全,因而在機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門(mén)得到了廣泛應(yīng)用。

        但是,千萬(wàn)不要以為有機(jī)械手在工廠中運(yùn)轉(zhuǎn),就能夠使自己在日益激烈的國(guó)內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)中遙遙領(lǐng)先。因?yàn)樽蛱炝己玫男阅鼙憩F(xiàn),在今天可能就會(huì)黯然失色。實(shí)際上,車(chē)間里的許多機(jī)械手只是“走過(guò)場(chǎng)”,并沒(méi)有讓生產(chǎn)商在節(jié)約成本和提高利潤(rùn)方面具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。大多數(shù)的生產(chǎn)商都知道,機(jī)械手可代替人工進(jìn)行二次作業(yè)、拆分部件、裝箱和檢查等工作,從而為其節(jié)約勞動(dòng)力成本。但重要的前提是,要能跟上現(xiàn)代最新的自動(dòng)化技術(shù)。要知道,供應(yīng)商們正不斷地應(yīng)用新的控制裝置及編程軟件,這些工具可簡(jiǎn)化控制,提高性能和穩(wěn)定性,并改善溝通及減少維護(hù)。

        然而,隨著生產(chǎn)的擴(kuò)大和要求的提高,機(jī)械手的某些局限性可能會(huì)日益突顯:一方面,因?yàn)椴僮鳈C(jī)械手的技術(shù)人員未經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)培訓(xùn),不能對(duì)機(jī)械手進(jìn)行優(yōu)化,將循環(huán)時(shí)間提升到新的水平;另一方面,可能是機(jī)械手自身的“控制限制”決定了其只能被用于簡(jiǎn)單的抓取,而不能勝任其他更多操作。

        PT:您如何評(píng)價(jià)機(jī)械手的安全性、可靠性與機(jī)械手運(yùn)行效率之間的關(guān)系?如何確保機(jī)械手安全、可靠地高效運(yùn)行?

        程翔先生:機(jī)械手的運(yùn)行速度是指機(jī)械手在全程范圍內(nèi)的平均運(yùn)行速度,它反映了機(jī)械手的使用效率與生產(chǎn)水平。機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度越高,則其使用效率越高,生產(chǎn)水平越高;但速度越高,機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)也較大,從而影響機(jī)械手的性能。因此,為了保證產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量不能過(guò)分地追求生產(chǎn)速度。

        機(jī)械手的所有動(dòng)作都是在控制系統(tǒng)的指揮下完成的,毋庸置疑,在不久的將來(lái),機(jī)械手的大部分先進(jìn)技術(shù)都將融合到手控器中。優(yōu)秀的手控制系統(tǒng)可為加工商創(chuàng)造更多的功能,提高機(jī)械手各項(xiàng)性能。此外,機(jī)械手機(jī)械部分的變化和改進(jìn)也變得同樣重要。正是出于以上種種考慮,我司對(duì)機(jī)械手進(jìn)行了不斷地升級(jí)與創(chuàng)新。

        經(jīng)過(guò)多方改進(jìn),全面升級(jí)后的威猛機(jī)械手可配備不同的伺服旋轉(zhuǎn)軸,同時(shí)配有威猛集團(tuán)全新的R8.3控制系統(tǒng),使其擁有眾多的功能和更多的選項(xiàng)。

        其中,SmartRemoval功能是以開(kāi)模運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)來(lái)計(jì)算X軸進(jìn)入模具的初始加速度。一旦模具完全打開(kāi),機(jī)械手就會(huì)加速達(dá)到最高速度而不會(huì)有片刻延遲。僅憑SmartRemoval功能,可使機(jī)械手節(jié)省15%的取出時(shí)間而無(wú)需花費(fèi)額外的成本,同時(shí)還避免了機(jī)械裝置的意外動(dòng)作。除了已有的實(shí)時(shí)功能TruePath、SmartRemoval、SoftTourque、PartTrack和EcoMode外,用戶(hù)還可依據(jù)需求選擇自動(dòng)碰撞探測(cè)功能。FlexSafe功能為界定機(jī)械手的工作區(qū)域提供了可能,而自動(dòng)碰撞探測(cè)功能提供了額外的機(jī)械安全防護(hù),當(dāng)速度低于250 mm/s時(shí),它可被自動(dòng)激活,為水平運(yùn)動(dòng)提供可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩的瞬間控制。在此背景下,自動(dòng)碰撞探測(cè)功能處于長(zhǎng)久被激活狀態(tài),并能夠即刻識(shí)別出電動(dòng)機(jī)上的轉(zhuǎn)矩增量。

        威猛集團(tuán)的R8.3控制系統(tǒng)

        PT:如何比較客觀地評(píng)價(jià)機(jī)械手的運(yùn)行效率?

        程翔先生:機(jī)械手可節(jié)約勞動(dòng)力成本及循環(huán)時(shí)間,但如果不及時(shí)采用先進(jìn)的控制系統(tǒng),這些機(jī)械手會(huì)很快過(guò)時(shí),進(jìn)而影響到產(chǎn)能。相比傳統(tǒng)的機(jī)械手,新一代的機(jī)械手運(yùn)轉(zhuǎn)更快,而且通過(guò)改善穩(wěn)定性和溝通能力(信息和網(wǎng)絡(luò)),還能夠有效縮短停歇時(shí)間,簡(jiǎn)化的用戶(hù)圖表及界面使其能更好地與操作者溝通,同時(shí)還能進(jìn)行三維運(yùn)動(dòng),在縮短循環(huán)時(shí)間的同時(shí)降低了能量消耗。

        目前,機(jī)械手最常用的控制器可以分為三個(gè)等級(jí),分別是:帶小型液晶(LCD)顯示屏的單一字母數(shù)字化無(wú)圖控制器;帶有全彩色觸摸屏、圖像化用戶(hù)界面(GUI)和圖標(biāo)驅(qū)動(dòng)的“存儲(chǔ)式”控制器,此類(lèi)控制器主要用于“教學(xué)”或某些受控的專(zhuān)有編程,但沒(méi)有全面開(kāi)放的計(jì)算機(jī)數(shù)控化自定義編程控制;第三種控制器不僅擁有全彩式觸摸屏、圖像化用戶(hù)界面(GUI)和圖標(biāo)工具,還擁有全開(kāi)放式板面和“真實(shí)的”計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng),而且具有線(xiàn)對(duì)線(xiàn)式使用者功能,能夠適時(shí)“幫助”操作說(shuō)明。

        如果所有上述功能均運(yùn)轉(zhuǎn)良好,且加工商不必再去尋找供應(yīng)商安裝新的程序或改變程序,就說(shuō)明該控制器已達(dá)到了最高水準(zhǔn)。在這種情況下,若以后需要增加新的設(shè)備,加工商可隨時(shí)進(jìn)行靈活調(diào)整,自行無(wú)限制地自定義修改,而不會(huì)產(chǎn)生額外的成本費(fèi)用。

        此外,機(jī)械手的機(jī)械設(shè)計(jì)也很重要。例如,基于對(duì)處理較長(zhǎng)部件的更大靈活度的考慮,機(jī)械手應(yīng)當(dāng)采用Z軸后端式,而不是Z軸前端式的設(shè)計(jì)。最后,由于優(yōu)化機(jī)械手可能會(huì)涉及到更換的問(wèn)題,加工商可能會(huì)選擇一家能提供比基本的端臂工具擁有更多功能的供應(yīng)商。在機(jī)械手的使用壽命之內(nèi),加工商會(huì)對(duì)其進(jìn)行多次組裝和使用,因此,找到一個(gè)可靠的增值供應(yīng)商可在此方面為您提供幫助。一個(gè)在賣(mài)出機(jī)械手后,還能在將來(lái)為機(jī)械手的終生使用提供設(shè)備和技術(shù)支持的供應(yīng)商,可讓加工商受益良多。

        PT:目前將機(jī)械手的控制系統(tǒng)與注塑機(jī)的控制系統(tǒng)整合在一起已成為趨勢(shì),這種整合帶來(lái)的好處是什么?要求機(jī)械手供應(yīng)商具備哪些know-how?

        程翔先生:這個(gè)問(wèn)題我想以我們自身為例子來(lái)說(shuō)明。自2008年收購(gòu)巴頓菲爾公司以來(lái),網(wǎng)絡(luò)化已成為威猛集團(tuán)的一個(gè)重要發(fā)展主題,將機(jī)械手集成到注塑機(jī)UNILOG控制系統(tǒng)中的工作已于收購(gòu)當(dāng)年完成。此后,威猛集團(tuán)開(kāi)始了對(duì)周邊設(shè)備的逐步整合。

        威猛W818機(jī)械手

        通過(guò)機(jī)器的B6P控制系統(tǒng),多臺(tái)機(jī)器連同與它們連接在一起的機(jī)械手和周邊設(shè)備即被聯(lián)系在一起,并通過(guò)統(tǒng)一的窗口用戶(hù)界面進(jìn)行操作,使得單個(gè)裝置之間得以配合默契。由此,整個(gè)制造過(guò)程,包括材料的喂送與混合、溫度控制以及自動(dòng)化操作與注塑成型都能得到最佳協(xié)調(diào)與監(jiān)測(cè)。另外重要的是,可使所有的參數(shù)設(shè)置、自動(dòng)化過(guò)程和配方被集中記錄在一副模具記載中,當(dāng)模具發(fā)生改變時(shí),可由此將這些數(shù)據(jù)分送到正確的裝置上,這使得設(shè)置時(shí)間和由此產(chǎn)生的成本明顯降低。同樣重要的是,對(duì)誤差信號(hào)及所有裝置機(jī)器狀態(tài)的集中記錄也將聯(lián)系在一起。

        威猛集團(tuán)專(zhuān)注注塑領(lǐng)域,我們的產(chǎn)品中有著很多富于內(nèi)涵的know-how,雖然市場(chǎng)上有一些看似與我們相同的產(chǎn)品,但實(shí)際上,在諸如加工精度、材料等細(xì)節(jié)方面都還有很多問(wèn)題需要解決,并不是很容易實(shí)現(xiàn)的。

        PT:您還有想要補(bǔ)充的嗎?

        程翔先生:近幾年來(lái),各項(xiàng)成本的高起,特別是招工難、留人難以及人工成本的不斷上漲,讓越來(lái)越多的加工企業(yè)認(rèn)識(shí)到自動(dòng)化生產(chǎn)的必要性甚至是緊迫性,造成了中國(guó)市場(chǎng)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備需求的空前旺盛。這對(duì)威猛來(lái)說(shuō)是個(gè)非常好的機(jī)遇,當(dāng)然,要把握機(jī)遇,產(chǎn)品性能起到至關(guān)重要的作用,特別是設(shè)備的穩(wěn)定性,性能穩(wěn)定的自動(dòng)化設(shè)備才能真正體現(xiàn)自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)。威猛在自動(dòng)化設(shè)備方面擁有幾十年的研發(fā)與加工積累,產(chǎn)品運(yùn)程的每個(gè)步驟以及產(chǎn)品的每一個(gè)結(jié)構(gòu),均經(jīng)過(guò)了多年的驗(yàn)證與錘煉,可確保設(shè)備的最佳穩(wěn)定性。同時(shí),我們的產(chǎn)品運(yùn)程控制系統(tǒng),采用全開(kāi)放式的模式,可依據(jù)客戶(hù)要求進(jìn)行特殊運(yùn)程的編程。另外,我們不得不強(qiáng)調(diào)服務(wù)的重要性,威猛一直秉承有服務(wù)保障的市場(chǎng)方予以大力拓展的原則,而非片面追求業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)。

        未來(lái)塑料工業(yè)仍具有較大的發(fā)展?jié)摿Γ芰现破芬殉蔀槿藗兩畹谋匦杵?。隨著生活水平的提高,消費(fèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生了相應(yīng)的變化,而大量電子消費(fèi)品進(jìn)入家庭也必然帶來(lái)塑料配套制品的發(fā)展。另一方面,內(nèi)需對(duì)塑料經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的作用也在加大,這為我國(guó)塑料行業(yè)的發(fā)展新增了市場(chǎng)空間。此外,自動(dòng)化的發(fā)展是必然趨勢(shì),對(duì)于終端產(chǎn)品生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō),自動(dòng)化除了可以解決勞動(dòng)力成本的問(wèn)題外,另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于自動(dòng)化生產(chǎn)能夠讓產(chǎn)品的品質(zhì)更加穩(wěn)定。

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