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使用自動上下料機械手進行全面注塑自動化

瀏覽次數(shù)：93 日期：2018-08-28 09:01:54

注塑自動化，作為工業(yè)自動化領域的一個重要分支，近年來得到越來越廣泛的應用。以三軸自動上下料機械手為核心的注塑自動化系統(tǒng)在管件、薄壁等產(chǎn)品注塑生產(chǎn)領域的應用為相關注塑企業(yè)實現(xiàn)減員增效作出了巨大的貢獻。自動上下料機械手進入中國二十多年來，它在注塑領域的應用從最初的產(chǎn)品取出到現(xiàn)在的埋鑲件、取產(chǎn)品、剪水口等全自動動作業(yè)，其發(fā)展可謂日新月異。但是《中國制造2025規(guī)劃》的全面推進，對自動上下料機械手在注塑自動化領域的應用提出了更高的要求。三軸自動上下料機械手同人工智能相結(jié)合必然會是其未來在注塑自動化領域的新的發(fā)展發(fā)向。那么，目前以三軸自動上下料機械手為核心的注塑自動化系統(tǒng)離人工智能還有多遠？

人工智能是計算機科學的一個分支，它企圖了解智能的實質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器，該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能在自動上下料機械手注塑自動化應用方面可以加入其中的兩大模塊：一個是視覺識別系統(tǒng)，用于生產(chǎn)過程中的品質(zhì)監(jiān)控；另一個是基于專家系統(tǒng)的設備自動化檢測分析系統(tǒng)，用于監(jiān)控注塑自動化系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)并同其他工業(yè)自動化系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互。

當前自動上下料機械手最廣泛的應用除了基本的產(chǎn)品取出作業(yè)，要屬模內(nèi)埋鑲件應用，像管件，家用電器外殼埋螺母，3C電器的外殼埋件注塑等都要用到埋鑲件作業(yè)。思為客在開發(fā)管件自動化系統(tǒng)時曾經(jīng)計劃在埋鑲件作業(yè)過程中加入視覺系統(tǒng)對取螺母、放螺母、成品質(zhì)量進行全方位的監(jiān)測，配合自動化檢測分析系統(tǒng)對生產(chǎn)過程的各項數(shù)參數(shù)適時進行調(diào)整，以提高產(chǎn)品的良品率并減少人工成本。最終因為高昴的系統(tǒng)造價而放棄了這一計劃，采用了更經(jīng)濟的管件自動化設計方案。

關于設備自動化檢測分析系統(tǒng)，多年前就已經(jīng)開始在自動上下料機械手控制系統(tǒng)上有了初級應用。無論是歐規(guī)和亞規(guī)，都要求注塑機機械手要有完善的報警機制。機械手在啟動后會對各關鍵點的信號進行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)問題就會自動報警等待人工處理。當然單純的錯誤報警功能還不能稱之為人工智能，但是隨著技術的進步和更多新科技的應用，機械手也必將越來越智能化。舉個簡單的例子，僅是在上下料控制系統(tǒng)中加入通訊技術，就可以比單純采用脈沖控制的自動上下料機械手在速度和穩(wěn)定性方面實現(xiàn)大幅提升。模內(nèi)貼標系統(tǒng)來說，老一代模內(nèi)貼標系統(tǒng)，采用的是純脈沖控控制；而新一代模內(nèi)貼標系統(tǒng)，采用的是脈沖+通訊控制。在同一套1出四水杯注塑模具和注塑機的條件下，SW830的單循環(huán)周期在4秒左右，而SW833G可以做到2.8秒。因為加入通訊技術的新系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中可以根據(jù)上下料電機反饋回來的數(shù)據(jù)不斷修正控制參數(shù)，從而保證系統(tǒng)的高速穩(wěn)定運行。

當前制約人工智能技術在注塑自動化領域的大范圍應用主要有幾個方面：

（1）高昂的造價制約其大范圍推廣：雖然視覺系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展多年并且有了成熟的應用，但其系統(tǒng)成本相對依然很高。當前中國注塑產(chǎn)業(yè)很多屬于微利產(chǎn)品，產(chǎn)品的利潤率在很大程度上制約了生產(chǎn)企業(yè)在設備上的投入，從而影響了視覺系統(tǒng)在注塑自動化領域的大范圍使用。

（2）復雜的系統(tǒng)必將對生產(chǎn)環(huán)境提出更高的要求，從而制約了視覺識別及其他人工智能模塊在注塑自動化領域的使用：當前自動上下料機械手主要采用單片機進行控制，可以高效實現(xiàn)對產(chǎn)品的取、放、堆疊等作業(yè)。如果加入視覺識別或者功能更豐富的人工智能模塊，必然會對處理器的運算能力提出更高的要求，也會有更多的周邊設備加入?yún)f(xié)處理，從而對設備的使用環(huán)境提出更高的要求，導致在很多場合比方說管件生產(chǎn)等常年溫度在40~50度并且高塵的車間無法使用。

（3）人工智能的引入在一定程度上會降低系統(tǒng)的生產(chǎn)效率：將人工智能引入注塑自動化系統(tǒng)因為充份考慮了生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的各種問題及處理方案，必將影響生產(chǎn)的連慣性。以常見的快餐盒取出堆疊為例，在堆疊的過程中如果出現(xiàn)因為放歪的情況，機械手不會進行任何處置，將繼續(xù)往上堆產(chǎn)品，代價是這一疊快餐盒報廢；如果加入視覺系統(tǒng)，一旦系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)沒堆好，簡單的處理方式是系統(tǒng)報警-停機-等待人工處理-重新開機。這個處理過程可以重新打一疊新的快餐盒，而且中途停機造成的原材料浪費其成本將遠高于報廢的那一疊產(chǎn)品。因此，從經(jīng)濟性的角度來講目前人工智能在注塑自動化領域的使用還有很大的局限性。

（4）雖然就目前而言，人工智能在注塑自動化領域的使用并不廣泛，但隨著國家對《中國制造2025》相關產(chǎn)業(yè)的投入的加大，自動上下料機械手相關專家系統(tǒng)的造價必將進一步降低。也許在不久的將來，您買的嵩祥機械手在出現(xiàn)故障時，不僅僅是報警和簡單的錯誤代碼，而是具體的故障點及處理方案，同時，通訊技術的應用可以讓您的客戶隨時隨地掌握訂單的完成進度，提高客戶滿意度。

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