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刘毅:注塑技术的集成智能控制技术

2018-12-04 来源:塑商汇
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2018年11月22日,由宁波市科学技术局、宁波市北仑区人民政府、中国塑料机械工业协会主办;宁波市塑料机械行业协会承办的2018中国(宁波)新材料与产业化国际论坛暨中国塑机产业发展创新峰会在宁波影秀城丽筠酒店顺利召开。


在本届峰会上,威猛巴顿菲尔机械设备(上海)有限公司总经理刘毅先生带来了《注塑技术的集成智能控制技术》主题演讲。


以下内容根据会议现场速记整理,未经本人审阅,仅供参考。


各位塑机行业的朋友们,大家下午好!




我是来自威猛巴顿菲尔公司的刘毅,今天很荣幸跟大家一起交流我们公司在注塑的智能集成控制的经验,希望能够起到抛砖引玉的作用。




今天我讲五部分,第一简单介绍一下我们的Wittmann 4.0继承控制技术;第二是智能工厂的定义。第三是Wittmann 4.0的功能进行介绍。第四是无线查看功能QuickLook,第五是关于威猛巴顿菲尔的简介。




今天讲的Wittmann 4.0继承控制技术,刚才谢教授讲了注塑智能还有发展方向,我是仅对注塑这块,注塑的周边设备和注塑机如何做控制和通讯的整合,现在很多生产企业单位在注塑生产过程中,在目前经常碰到的问题就是你的周围设备、注塑机之间独立工作,你在设备工作中设备出现问,工艺发生变化你都还不是很清楚,所以就会影响最终注塑出来的产品品质。




我们通常讲智能工厂,无外乎就是在生产过程中利用最先进的行业设备、通讯设备和线下化的技术整合,运用到你的生产过程中,实现实时监控、资料整合,收集好这些数据方便进行规范性管理,方便公司决策者依据数据作出准确判断,进一步提升产品管理生产效率,走向市场,迈向国际舞台。




这是其中一部分,今天讲的是在注塑过程如何实这一功能。这个金字塔结构就是我们经过的技术层层往上反馈,最终和工厂ERP系统进行连给,注塑工厂信息的来源,最重要的就是注塑机、周边设备,大家关注比较多的是注塑机信息收集,可能稍微有点忽视掉了周边设备,但是现在在精细化生产过程中,辅机设备起到的作为越来越大,它有任何的偏差会对注塑过程有非常大的影响。




Wittmann 4.0的功能,从这个图片可以看到,这个是我们在注塑生产过程中通常用到的设备,包含注塑机、原料的除湿干燥、原料的混料,然后到注塑机,可以看到模具跟温度的控制,模具水流量的调节,这些周边设备跟注塑机之间绝大部分都是独立在工作,注塑机不知道周边生产单元的信息,现在在自动化智能生产过程中,欧美一些国外公司提出了个概念,希望把这些信息都能够整合在一起,现在很多公司也有开发出各种各样的技术,我们刚好有这个优势,可以生产所有的设备,所以我们利用交换式的平台,把这些周边设备都跟注塑机关联在一起,互相之间进行技术的交换、通讯、监控,达到控制的目的。




把它整合在一起之后到底能够实现哪些功能,最简单的你注塑生产过程中经常需要更换模具,尤其是复杂模具你的注塑工艺每次要进行调节、测试再回到正常生产就需要不短的时间,因为你所有设备的参数都需要进行校准,但是如果是这样,你周边所有设备和你的设备整合在一起之后,你在设定过程中在注塑生产工艺调整时,生产工艺条件不光包含注塑机,还包括原料的除湿干燥,温度怎么样,干燥时间怎么样,还有你的混料机,它也非常影响注塑产品最后的品质,因为你的混料比例正不正确,到底缺不缺料,有没有在正常工作,这个最终也会影响到生产。第三个就是模具的问题,大家都通过模温机进行控制,模温机跟智能通信比之前比较普遍了,如果在注塑机上能够开发出这么一个接口的话,目前生产过程中也有很多企业也开始在这方面考虑了,模温机通常是比较小的设备,一般是放在注塑过程中看不到的地方,可能是放在背后或者放在注塑机下方比较远的距离,它如果发生了变化注塑机不知道的话这也是非常要命的事情,如果模温发生变化的话,最后注塑出来的产品肯定质量有很大的问题。模温机是把水作为媒介运到模具里保持模具温度的恒定,但是这个模具的温度还跟它的流量有紧密的关联,这个流量到底是什么样子的,在生产过程中很多客户都没关注这点,或者是他想关注也关注不到,因为你根本不知道它在里面到底有没有流动,流动的速度又如何,如果通过这样的数字化流量监控装置,这样也可以把模具每一个地方的水流量进行监控,并且设定合适的监控范围,随时随地让注塑机能够知道在生产过程中水的流量如何。还有是机械手臂和自动化,现在在生产过程中也不单纯是把产品做一个取出,很多产品会涉及到模类的埋入,模类的组装、装备,所以会有一些产品的校正、决策、其他设备的组装,你如果每次都单独进行汇总和调节,会浪费大量的时间。我们现在做的Wittmann 4.0就是把所有跟注塑相关的条件整合在一起,实现在注塑生活过程中快速更换模具,在注塑生产过程中做到持续监控。各个主机和各个辅机设备能够把资料有效整合在一起,可以把它进行存储,可以把相关的内容拉出来相关的数据进行分析,把它进行图形化方便管理,可以很简单通过图形化的描述这种操作方式,可以让你快速上手。




这个图片就是用注塑机操作控制界面,把刚才讲到的所有的周边设备联合起来,通过网线接口,我们自己在注塑机上开发出了一个威猛Wittmann 4.0路由器,用网线把周边设备和总设备相联,这样就可以用这样的生产管理系统把注塑机的所有的生产工艺都可以管理起来,传统的系统也能够对注塑机进行管理,也可以对单个设备拉出来接上信号进行管理,但是有一个弊端,你的生产管理,工厂有大有小,你的工厂设备加上辅机数量是非常庞大的,如果对单支系统进行管理的话,在生产工艺管理的过程中你的设备有可能发生故障,这是不可避免的,不管你的设备有多好多稳定设计的多先进也是有可能发生问题的,但是你在发生问题的时候,生产过程中你要换掉某一个设备,你要对这个设备进行重新配置,进行生产关系的设定,这个就会很复杂,如果把周边的系统都用注塑机来管理就会避免这个问题,生产管理系统只需要与注塑机相连,周边设备的变化甚至单个设备如果要进行维修或者交换的话,我们采用的是即插即用的功能,即插它自己识别型号,当然前提是它的性能能够满足目前生产的工艺范能够胜任的范围,这样就非常简化,方便我们在最终使用时提供最大的方便。我们进行的这方面的整合,这是我们与之前的注塑生产设备的区别。




这里我们讲的都是同一个品牌的周边设备,那有没有把不同品牌的周边设备跟不同品牌注塑机之间也能够达到这样的功能,我们对这个也比较关注,但是目前还是不太容易实现的,因为各个厂家设计的软件都是不一样的,现在无法做到图形化整合,只能做简单的设定,但是比较好的方面是,去年在欧洲他们已经开始在讨论,组合各个厂家把周边设备组合在一起,把不同品牌的周边设备跟不同品牌的注塑机组合在一起,他们有了一个标准的协议标准,这个工作去年才开始,速度还没那么快,我们是又做注塑机又做周边设备的,所以我们就先走了一步,图形化整合不是信号的整合,而是所有设备的软件,你在设备上怎么操作就可以在注塑机上怎么操作,这是一种深度的整合。




这是注塑机的生产界面,这个上面还机械了机械手的操作界面,这个机械手跟你在外面的机械手上的操作是一样的。这是模具的水流量,个流量不会从外面直接进到模具,模温机出来后通过水流量调节控制器再和你的模具进行连接。每一条支路它的流量应该是多少次每分钟,你允许它的范围是多少,每一支温度应该是多少你可以进行设定。水排不仅对温度进行监控,有问题可以报警通知你,还有一个很重要的功能就是设定好你所需要的流量后,因为它是伺服的,它能够设定好范围之后自动对它进行稳定,进行自调节。假如由于外在因素你的水流量发生了变化,模具内部可能发生了一些问题导致流速变慢,我监测到水流量发生了变化,它的第一步不是去报警,而是尝试着把阀门调大,尝试到原来设定的模具水流量的范围,如果我调大自己调节不好,我才会通知注塑机进行报警,这个就是模具水流量的智能调节,这是它的自动调节不需要人为参与只需要设定范围。




客户在之前的应用当中还碰到过把它和机械手和监测系统和注塑机组合起来用。产品有时候取出来外观各方面都是好的,过了一段时间才可能发现这个产品有尺寸的变化和其他的方面,我们研究过这些问题出现的最主要的原因就是模具内部温度发生变化或者产品的热能分布不均匀,所以我们用机械手把这个产品取出来,通过热成像的摄像头把整个产品的各个面进行拍照检测温度,根据温度分布情况跟正常情况下温度的分布情况对比,对比之下看哪部分温度发生了变化,再把这个数据反馈到注塑机,注塑机再与水排进行联动,再把相对应的水容量进行调节,尝试着看看能不能把温度调过来,进行自我修整,保证出来的产品温度分布的情况跟平常尽量保持一致。




下面讲一讲模温机,能够在不同的平台上实现设计温度,这台注塑机最大的时候能够接到8台模温机,现在因为生产工艺越来越复杂,一台不是需要一两台模温机就可以完成了,可能需要六台八台,还有很复杂的需要用到十多种模温机的,一般的都是控制8台模温机,你可以通过它进行监控。这是它变化温度的一些曲线。




混料机,你在混料机的操作,对它的比例、控制范围,缺料情况都可以管理出来。




以上所有的功能都是通过这个“路由器”实现的,路由器是注塑机的控制系统,可以控制周边设备。这个是在一台注塑机上目前可以实现的控制有哪些设备,机械手,出事干燥机,混料机,智能水派,模温机,模温机最大是8台,水容量是48。




刚才讲的在注塑机的单机上进行提升控制周边所有设备,所以我们有了无线查看功能WiBa,只能进行实时监控但是不能进行调整,可以看到它的产品编号,良品不良品等情况显示出来,在局域网连起来,你的手机连在这个局域网里就可以进行简单数据的查看,就不用到工厂现场去查看了。




最后一部分我介绍一下威猛巴顿菲尔,威猛的机械手是比较多的,我们是1976年成立的,以生产注塑机的水排起家的,欧盟现在80-90%以上的所用的注塑机水排就是我们的OEM,当时全球地区家到目前也算是唯一的一家能够做到注塑机、机械手、除湿干燥机,中央送料,模温机,粉碎机和混料机整套设备的供应商,热塑性原料,热固性原料,弹性体,PVC,气辅成型,水辅成型,发毛成型,粉末射出成型特殊发泡工艺都能够做的。




这些是我们公司做注塑机的一些体会,谢谢大家。




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