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塑料機器人技術
瀏覽:4次   發布日期:2020-11-25

      隨塑料行業的高速發展,機器人、激光加工、水切割等原來主要用於其他行業的技術,都陸續進入橡塑加工行業,為該行業帶來革命性的變化。與此同時,越來越多通用設備制造業或控制系統提供商開始將這一領域作為其重點拓展的市場之一。 

       在今年的Chinaplas上,一位原從事電子電器行業自動化系統的朋友來展會現場與筆者見面,他感嘆:這哪兒是機械展啊,簡直是自動化展!一語道出塑料行業發展的一個新特點:自動化程度不斷提升,越來越多的新技術進入塑料加工行業。

機器人技術

      塑料行業可以說是機器人技術應用增長最快的領域之一。機器人技術最初主要應用於汽車、食品等工業領域,或者一些操作條件特別惡劣的環境以代替人工。塑料行業高速發展,生產效率提升與應用領域拓展,對生產自動化的要求不斷提升,機器人技術在塑料行業的應用日漸普遍。機器人與注射機相結合使得產品生產過程的可靠性、自動化性能都大幅提升。

      例如,食品行業、醫用材料加工行業等塑料應用的重要市場,在這些領域,對塑料制品的衛生要求相當嚴格,人工取件與整理或者可能造成加工後的污染,或者生產效率低下。於是引入機器人技術成為這些應用領域的必然要求。

      事實上,針對塑料行業的特殊要求,應用機器人技術已經開發出多種全新的應用空間。機器人通過復雜的動作,完成一套產品從零件生產到組裝的全過程,已經成為設備廠家提供完備解決方案的重要方向之一。例如,在K2007上,Battenfeld注射技術公司展示了一款游戲棋的成型與組裝過程。其生產過程中,從嵌件的放入、注射制件的取出、棋子的碼放,直至密封包裝均由機器人完成。阿博格(Arburg)則展示了一款可折板條箱的成型組裝過程,在利用一套家族模具成型五塊板件的基礎上,機器人完成產品的組裝、折,并放置在輸送帶上進入產品包裝環節。

      機器人不但可以完成復雜的工作,也可以完成產品或制件的自動識別并分類。ABB在Chinaplas2008上展示了一款具有自動識別功能的機器人,可以自動識別輸送帶上散落的制件的位置,并準確地拾取、碼放。通過合理地控制抓握力的大小,該款機器人還可以用於易碎、精密光學零件的抓取。當然,機器人不但可以完成制件的位置識別,也可以進行顏色的識別并分類包裝碼放。StarCZ-700伺服驅動機械手在Chinaplas2008現場演示三種不同顏色高爾夫球的識別與分色碼放。

      隨各種不同新技術的引入,機器人技術無疑將在塑料行業發揮更大的作用。

激光技術

      激光技術在塑料加工行業的應用也非常值得關注。激光噴碼、激光印刷技術業界已經非常熟悉,尤其是廣泛應用於塑料包裝的產品連續編碼等。事實上,激光技術在塑料行的應用并不只是噴碼、印刷這麼簡單,在金屬加工領域廣泛應用的激光切割技術,在塑料制品切割、焊接等領域同樣大有可為,展示其加工自由性、以及易於控制的優越性。

      作為材料加工的先進而又靈活的工具,激光技術始終敏銳、可精準對焦、從不遲鈍,因而激光技術已經應用於金屬、玻璃、陶瓷和塑料加工等各種不同領域。最近,JENOPTIK在Interpack2008上展出其激光技術在包裝領域的創新應用,讓我們看到了激光技術在塑料加工領域激動人心的創新可能性。

      在包裝領域,JENOPTIK特別專注於為柔性包裝加工塑料、紙塑和紙鋁塑復合材料以及塑料薄膜等。掃描系統將激光光束在整個待處理材料上移動,可以最高速度形成實質上不受約束的形狀和結構。例如,該公司特別針對液體包裝用紙塑復合軟包裝,提供的JENOPTIK-VOTANP激光裝置,可以根據不同加工需要,進行以下不同形狀和結構的加工:

      ·切割(修邊、隔離和切口);

      ·打孔(易於通風);

      ·劃線(易於打開、預制撕開口、以深度一定的孔洞形式弱化);

      ·貼標(安全代碼)。

      伴隨加工速度和工藝品質的不斷改進,激光技術還具有多種其他優點:它能作為一個多面手修正幾何形狀和加工參數,并將它們作為資料儲存下來,從而可將加工另一種產品時重新裝備機械所需的時間縮短到最小值。在待處理材料上安裝的激光掃描系統能對移動的卷材進行非接觸式加工,確保無磨損地長時間操作。

      水刀加工技術

      可以說,機械制造業是各種創新技術應用研究最為深入的市場。最近,一些重點應用於金屬加工業的特殊加工技術也陸續進入了橡塑加工行業。水切割技術就是其中之一。
      大家一定知道“滴水穿石”的故事,由於水長期不斷地運動,可以把堅硬的石頭打穿。利用這一原理,在采礦工業中有用水槍采礦的例子,而早在上世紀80年代中,在林業有運用水刀切割木材的例子。如今,以水射流作為切削加工動力的機械,以冷切削加工的方式,正在逐漸地進入制造業行列,這就是水刀加工技術。水刀加工真正應用於加工業是近十多年的事情。

      水刀技術應用於金屬、石材等硬質材料的加工已為大家所熟悉,但是其應用領域正在逐漸擴大。如今水刀加工基本可對各種材料進行處理及切割,非金屬物質如木材、紙類、塑料、纖維、海綿等都可以加工。目前,水刀與自動的機械手臂相結合,已經可以完成三維空間之切割。這種水刀自動化系統已應用於汽車內飾件加工及大型航空件、飛機外殼等高強度的碳纖維增強的復雜零件表面進行切割開孔等加工任務。

      水刀在復合材料的加工處理方面也得到非常好的應用,不管是普通復合材料,還是軟硬結合的復合材料,均可以加工,這常常是普通切削加工難以完成的,如塑料與金屬、橡膠與金屬等復合材料的加工?!吨袊芰舷鹉z》(CPRJ)在2007年8/9月刊曾經報導過這一加工技術在橡膠切割領域的應用與特點。

      表面處理技術

      表面處理是材料加工業非常重要的一種方法,以得到強化的表面,具有一定保護功能的表面或更高精度、更高光潔度的表面。在塑料加工業中,同樣存在需要進行制件表面處理、去除成型毛刺、飛邊等,拋丸處理技術就是已成功應用於塑料表面處理的技術之一。

      拋丸技術的原理是根據具體要求將不同粒徑的丸料高速射到工件表面,具有一定沖擊力的丸料迅速把板材表面加工成所需要的表面。用這種方法加工出來的產品,不但品質穩定,外表美觀沒有盲區,而且加工速度快、成本低。德國羅斯勒(R?sler)公司推出了多種用於塑料制品的去毛刺加工技術,如SBS環形帶式設備可用於小到中等尺寸工件的大批量去毛刺加工,典型應用包括電器的殼體、蓋類及帶孔槽類的零件、電路開關及接觸器的殼體、盤類、手柄類、煙灰缸類零件等;WTS通道式設備可用於易碎的中等尺寸工件連續大批量加工,典型的應用包括金屬殼體及端子彈簧、易碎開關工件、端子殼類、易碎小型電路斷路器殼等;SAB系列通道式上料去毛刺設備可用於非飽和聚酯模鑄工件,如前燈反射鏡、儀表盤及其他具有大表面積的工件等。

      工業控制與驅動技術,以至更多……

      在行業融合的同時,我們不能不看到許多針對工業領域的控制系統供應商也專門設立了塑料應用部門,開發針對塑料領域的專用系統。例如,博世力士樂(BoschRexroth)針對油電復合注塑機、全電機、液壓注射機分別開發了專門的系統;西門子(Siemens)工控也針對塑料機械行業不同應用推出了多種控制系統。

      事實上,開拓塑機市場已經成為越來越多公司重要的市場戰略之一。美國傳特(Tranter)是一家板式換熱器的專業供應商,其技術廣泛應用於不同生產過程中的汽液、液液等熱交換工藝中,如暖通空調、石化、電力、鋼鐵、冶金、醫藥、食品、紡織等各個行業。過去一年來,筆者在塑機行業的多次活動中見到該公司技術人員。據傳特公司人員介紹,該公司換熱器產品已在國外一些地區的注射機上獲得成功應用,正在積極尋找機會與國內注射機廠家合作,開拓板式換熱器在注射機市場的應用。當然,目前全球注射機主要采用筒式換熱器,從整體的結構與習慣的改變來看并不是一件簡單的事,但是若產品換熱效率夠高,對行業發展有促進,相信終有一天會有廠家將這一技術引入塑機行業。

      市場與技術的發展,對加工效率、成本控制等都提出了新的要求,筆者相信,新的加工技術的不斷引入,將推動塑料工業邁進一個全新的發展階段。

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