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副会长企业风采--天太机器人|打响智能化革命第一枪 | 智能工厂橡塑篇

来源:广东省机器人协会 | 发布时间:2022年08月21日

我国是塑料制品生产大国,2021年塑料制品产量8004万吨,同比增长5.9%,2021年塑料制品出口金额989.90亿美元,同比增长29.1%。伴随塑料制品产量持续增长,相关的企业数量也逐年递增,据不完全统计,中国目前相关塑料企业注册量突破四百万家。
迅猛增长的数据反映的是橡塑产业在我国经济发展起到了举足轻重的地位。

1 无处不在的橡塑制品

橡塑主要指塑料制品与合成橡胶、合成纤维,它作为日常生活不可缺少的一部分,已经渗入人类生活各个方面。
棚膜、遮阳网、滴灌管等塑料制品对水土资源紧张的中国农业发挥了至关重要的作用;在建筑领域的发展进程中,pvc门窗等塑料型材具极大缓解了木材紧需、单一筑材性能不佳等问题;对于国民经济重要支柱的汽车工业而言,成为“减量化、再利用、资源化”的过程中资源节约型环境友好材料,塑料当之无愧;而在医药、食品包装领域,塑料制品更是一种强势角色,据数据统计,中国医药塑料制品消费额达百亿元,食品包装用塑料占塑料产业总产量25%。可以说,现代社会的发展已经完全离不开橡塑制品的加持,橡塑制品已经成为人类生活向更美好发展的一个见证。但是伴随近一世纪世界人口迅增、人类对资源攫取加重等一系列人为因素导致的环境污染,使绿色环保概念正值风口,此时相当大一部分人群对橡塑制品过分妖魔化。实际上,对于在人类社会有产生积极便利作用的橡塑制品不应持“一棍子打死”的立场,转为产业升级会更显妥当,为此,双碳目标、节能减排,橡塑产业势在必行。同时作为化工产品,橡塑生产过程中会产生对人体有害的挥发性气体,应尽可能减少工人在车间的工作时间。那么就需要流水线科学化、节能化、低碳化。此时,自动化智能设备打造的流水车间成为解决问题的关键。

2 嵌入设备旋转单元里的一颗螺丝钉

当我们走进橡塑制造车间,可以发现有注塑机、弯折机、锻压机、自动化配料系统、炼胶机、挤出机、压延机、帘帆布预处理装置和裁断机等琳琅满目的自动化设备,塑料加工一般包括自动化配料系统配料、注塑机成型、弯折机等设备加工、接合、修饰、装配等工序,后四个工序是在塑料已成型为制品或半制品后进行的,又称为塑料二次加工。这些设备高效能动、各司其职,为自动化生产持续助力。但是自动化生产中,却暴露出了许多问题,有对设备本身质量上的抱怨,也有对更高阶自动化的需求。就以注塑这一工序为例,由于注塑周期短,如果工艺条件掌握不好,就会产生大量残次品,导致资源浪费。想要解决这一问题症结,主要可以分别从技术及硬件两个维度着手。技术方面,通过对压力、温度、时间逐次调试,不断发现出现问题的环节因素并解决。而注塑机械手应用在一些场景中代替了传统注塑机,在手臂里,一个细小的零部件的更新,都有可能给整体效能带来极大的改变。这就涉及到硬件问题。天太的“智巧”系列中空关节,突破传统简单集成方式的局限性,依托自身在机器人产业基础层的多年深耕经验,小巧的体积却高度集成了电机、驱动器、编码器、减速机等关节核心部件。中空关节具备的简单易用、强劲动力、安全可靠、精准稳定的优点,将有效提高塑料生产的成品率及质量。

使用中空关节的注塑机机械手自然能让制造流水事半功倍,这种机械手主要为了完成手臂正常功能而设计,在橡塑注塑工序中达到取物的功能,也就是将在注塑机里的成品取出,以让注塑机继续进行下一模品的制作。结合天太中空关节的注塑机械手在流水中的投入使用,避免成型机自动脱模时刮花产品、减少普工操作时弄脏产品机率、大大提高约一半的脱模量。另外,免去了人员因需要取产品而频繁打开、关闭成型机安全门带来的设备寿命损耗……

实际上,中空关节本质是一个高精度一体化旋转执行单元,适用于各种有旋转机构和功能需求的设备,除了可以使用于塑料制造流水线,还能应用到所有需要关节旋转的橡塑制造领域自动化流水线和各种高精度机器中,如弯折机等。可以说,“智巧”系列关节仿佛一颗行业内的螺丝钉,可以到任何一条有需求的产线上、任何一种有需要的场景中去。目前,中国制造业与世界其他制造强国正面竞争态势已经出现,只有实现制造业转型升级,才能在世界有一席之地。橡塑作为制造业头部矩阵产业之一,构筑智能工厂成为转型的关键一步。动静结合,方能使车间运转起来。未来,车间里除了硬性自动设备外,柔性机器人的参与成为转型智能工厂的至关重要部分。

3 橡塑自动化流水线中的节拍

对橡塑生产车间而言,如何减少普工在流水线的暴露时间、精益生产成本也成为了一个亟待解决的问题。
此时,需要将目光放大至整个工厂的层面,其中也包括生产分拣、自动化仓储的实时配送等生产加工之外的流程。·生产分拣天太推出的“智工”系列,主要精于快速分拣等工序,四款不同臂展、不同负载能力的SCARA机器人能灵巧运用到不同的分拣任务与场景,同时,外层采用喷塑工艺,涂层耐磨、耐腐蚀,对于如橡塑这种化工产业来说,能更好地适用各种复杂工况。而搭配自主开发的驱控一体控制系统T-MOS,具有多种如视觉、跟踪的功能模块,有效解决机器人不如普工有灵活性的痛点。同样以注塑这一工序为例,SCARA可以在注塑机旁完成高强度任务,对从注塑机械手中取下的模品进行整理、装配,例如可以将从注塑机里已经成型的塑料玩具组装模块快速码盘。从工作效能来看,可以夜以继日运转的机器人同样效率比普工高、出错率少。因此,相比于使用人工,有SCARA机器人值岗的注塑流水线,更高效更有利于降低生产成本。·智能仓储智能仓储在橡塑车间流水的前期及后期都发挥重要作用。流水前期,关键解决来料安置,常用的塑料制品原料有聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚苯乙烯塑料等,数量多、品种及物态多样,高效有序的存储便于加工流水的进行。流水后期,橡塑流水车间交付产品、交付周期、交付对象不同,精准摆放与运输的仓储系统能很大程度为制造商减少不必要的烦恼。而在智能仓储里,移动机器人是一个不可忽视的身影。由多台AGV组成的柔性物流搬运系统,不仅可以根据生产流程的改变而及时调整,同时基于智能算法,感知环境及动态,具备一定的智能化特点。橡塑车间里,可通过铺设固定移动线路解决普通重复的移动搬运任务,亦可升级改造移动机器人来红外线顶点定位灵活规划路线,制造商可根据产品自身的定位来选择不同解决方案,但归根到底,移动机器人加入智能仓储,无疑会为促进仓储运转增速提供一剂良方。除了移动性能外,天太还关注到了搬运机器人应该注重的“搬运性能”的关键之处。不仅要能走,还能可以扛。市面上已有的AGV通常在空车情况下速度为1.8m/s,负载时为1.6m/s,但配备天太“智行”系列智动轮,运动性能分别能达到2.2m/s和1.8m/s,在不减损负重能力的同时,极大提高移载效率。
简单来说,配备天太智动轮的搬运机器人,在相同背负的情况下,移动速度更快,能使搬运线路更高能。在搬运这一环节,有效为企业提高约20%的效能
此外,天太推出的顶升单元,集重载谐波减速机、电机、驱动器一体,结合多个特殊定制的模块,还能保障运动姿态稳定可靠。对于有化工物流移动作业的企业来说,这一点更加不可轻视。良好稳定的运动性能,对于流水前期的生产备料运输起到一定的安全保障作用,而对于流水后期的成品移载,又能防止不确定因素导致的失误对产品造成损坏。顶升单元,既能是生产前奏的起锚手,也可以是生产尾声的护航者。

4 智能化革命进行时

天太一直秉承以客户价值为中心的观念,为不同行业不同领域积极提供应用方案。
过去橡塑产业的传统车间各种流水工序之间难以高效衔接,时间、空间等资源难以盘活,而天太能助力橡塑产业打响智能化革命响亮第一枪。如今“智巧”加入,让繁复变成简单,“智工”加入,流水作业节拍提升,“智行”则使车间血液加速运转,一场橡塑工厂智能化革命正在进行中……

广东省机器人协会

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