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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：93 日期：2018-08-28 09:01:54

注塑自動化，作為工業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在管件、薄壁等產品注塑生產領域的應用為相關注塑企業實現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品取出到現在的埋鑲件、取產品、剪水口等全自動動作業，其發展可謂日新月異。但是《中國制造2025規劃》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合必然會是其未來在注塑自動化領域的新的發展發向。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，并生產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，用于生產過程中的品質監控；另一個是基于專家系統的設備自動化檢測分析系統，用于監控注塑自動化系統的運行數據并同其他工業自動化系統進行數據交互。

當前自動上下料機械手最廣泛的應用除了基本的產品取出作業，要屬模內埋鑲件應用，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。思為客在開發管件自動化系統時曾經計劃在埋鑲件作業過程中加入視覺系統對取螺母、放螺母、成品質量進行全方位的監測，配合自動化檢測分析系統對生產過程的各項數參數適時進行調整，以提高產品的良品率并減少人工成本。最終因為高昴的系統造價而放棄了這一計劃，采用了更經濟的管件自動化設計方案。

關于設備自動化檢測分析系統，多年前就已經開始在自動上下料機械手控制系統上有了初級應用。無論是歐規和亞規，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，一旦發現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定性方面實現大幅提升。模內貼標系統來說，老一代模內貼標系統，采用的是純脈沖控控制；而新一代模內貼標系統，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在生產過程中可以根據上下料電機反饋回來的數據不斷修正控制參數，從而保證系統的高速穩定運行。

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：雖然視覺系統已經發展多年并且有了成熟的應用，但其系統成本相對依然很高。當前中國注塑產業很多屬于微利產品，產品的利潤率在很大程度上制約了生產企業在設備上的投入，從而影響了視覺系統在注塑自動化領域的大范圍使用。

（2）復雜的系統必將對生產環境提出更高的要求，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，可以高效實現對產品的取、放、堆疊等作業。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協處理，從而對設備的使用環境提出更高的要求，導致在很多場合比方說管件生產等常年溫度在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的生產效率：將人工智能引入注塑自動化系統因為充份考慮了生產過程中可能出現的各種問題及處理方案，必將影響生產的連慣性。以常見的快餐盒取出堆疊為例，在堆疊的過程中如果出現因為放歪的情況，機械手不會進行任何處置，將繼續往上堆產品，代價是這一疊快餐盒報廢；如果加入視覺系統，一旦系統發現沒堆好，簡單的處理方式是系統報警-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品。因此，從經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》相關產業的投入的加大，自動上下料機械手相關專家系統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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