當(dāng)零件必須在潔凈室條件下生產(chǎn)時(shí)，選擇與注塑機(jī)良好配套的機(jī)器人系統(tǒng)就顯得尤為重要。同時(shí)，針對(duì)不同的操作要求，高速、高精度、高可靠性也是確保機(jī)器人“圓滿”完成任務(wù)的重要因素。獲得了100等級(jí)認(rèn)證的Staubli的6軸機(jī)器人完全滿足了這些要求。
快速而可靠的拾取
瑞士Schwarzenburg公司屬下的Geiger搬運(yùn)系統(tǒng)公司是一家自動(dòng)化的專業(yè)企業(yè)，他們是搬運(yùn)系統(tǒng)的主要供應(yīng)商，同時(shí)也是成套自動(dòng)化裝置的系統(tǒng)成套商。Rexam Pharma公司委托這家公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、制造和安裝了一套自動(dòng)化系統(tǒng)，用于為醫(yī)藥行業(yè)生產(chǎn)100潔凈室等級(jí)的塑料包裝容器。
根據(jù)該模塑件的生產(chǎn)工藝要求，需要在注塑生產(chǎn)周期內(nèi)將蓋子與容器連接起來(lái)，從而完成該包裝容器的裝配。為此，Rexam公司在生產(chǎn)中使用了2條平行的注塑生產(chǎn)線，并選配了2臺(tái)Staubli的專門(mén)為潔凈室應(yīng)用而設(shè)計(jì)的RX130機(jī)器人。
The linear robot LR-21 attached to the injection-molding machine and equipped with the 12-fold removal gripper for handling the expansion parts.
在初始試驗(yàn)階段，Rexam公司使用了2套4型腔的模具，并在裝配工序中使用了32/64的壓印模具（impression mold）。第一個(gè)模具的模塑周期是23s，第二個(gè)模具的模塑周期是13s。由于要求機(jī)器人取下4個(gè)容器和4個(gè)蓋子的間隔時(shí)間非常短暫，僅2s，因此，要求協(xié)調(diào)好機(jī)器人和真空
抓取系統(tǒng)的運(yùn)行順序，使之達(dá)到最佳化。
在一道工序里，機(jī)器人便可將所有的模塑零件取下來(lái)，隨后模具立即閉合。然后機(jī)器人將模塑件傳送到單元中央，在此，容器蓋與容器被裝配在一起。這項(xiàng)任務(wù)完成后，其中一個(gè)機(jī)器人將裝配好的容器放在傳送帶上，傳送帶將容器送入1000等級(jí)的潔凈室內(nèi)做進(jìn)一步處理。
據(jù)說(shuō)，生產(chǎn)中使用的真空抓取系統(tǒng)是一種不銹鋼制造的輕型結(jié)構(gòu)，其中的真空開(kāi)關(guān)可檢查并確認(rèn)零件是否到位，這使得該機(jī)器人的運(yùn)行非常可靠。抓取器可以快速進(jìn)入和退出模具，不僅操作精度極高，而且不會(huì)間斷。
滿足極高的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)
Mapa公司是一家制造衛(wèi)生用品的跨國(guó)公司，其產(chǎn)品包括如嬰兒安慰奶嘴、避孕套、熱水瓶以及類似的物品。利用一種由機(jī)器人輔助的新的生產(chǎn)系統(tǒng)，該公司生產(chǎn)的嬰兒奶嘴達(dá)到了前所未有的衛(wèi)生水準(zhǔn)。
Mapa公司生產(chǎn)的一次性奶嘴帶有一體化的螺紋，要求采用雙組分技術(shù)在一道工藝中生產(chǎn)出來(lái)。為了最大程度地減少微生物污染的可能性，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)品必須在100等級(jí)的潔凈室中生產(chǎn)，并在10000等級(jí)的潔凈室中進(jìn)行封裝，在此生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)須人為干預(yù)。據(jù)說(shuō)，在Mapa公司的自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)中，核心生產(chǎn)單元是Krauss-Maffei的KM 150-390-160 CZ型注塑機(jī)以及Staubli的RXplastics90型機(jī)器人，它們均屬于潔凈室等級(jí)的設(shè)備。
A robot developed for cleanroom use is an integral part of a turnkey automation system designed by Geiger Handling Systems for a pharmaceutical company.
在這些應(yīng)用中，Staubli的RXplastics90型機(jī)器人所擁有的塑料一攬子特殊方案使得這種6軸機(jī)器人成為與KM 150-390-160 CZ型注塑機(jī)配套的理想選擇。在塑料一攬子方案中，包括一個(gè)與注塑機(jī)連接的接口以及一個(gè)與手持控制屏連接的改型用戶接口。此外，Staubli機(jī)器人對(duì)潔凈室環(huán)境的適用性及其高度的精確性也是Mapa公司選擇它的一個(gè)主要原因。
在生產(chǎn)中，RXplastics90型機(jī)器人特殊的真空吸盤(pán)抓取器可在一道工序中從注塑機(jī)上取下8個(gè)奶嘴，并將奶嘴存貯在一個(gè)特殊的冷卻工位上，然后將先前存貯的、已經(jīng)冷卻的奶嘴撿拾起來(lái)送到下道工序進(jìn)行進(jìn)一步處理。在此過(guò)程中，能力為40m3/h的泵能夠產(chǎn)生所需的真空度，它所排放出來(lái)的空氣被收集起來(lái)，并從潔凈室中排放出去。在生產(chǎn)線末端，2000個(gè)奶嘴在10000等級(jí)的潔凈室內(nèi)經(jīng)罩泡包裝后被送離生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。
據(jù)介紹，在RXplastics90型機(jī)器人的真空吸盤(pán)抓取器上配備有氣動(dòng)傳送裝置以供傳送零件使用。在設(shè)計(jì)真空抓取器時(shí)，特別要求真空抓取器要容易接近零件并方便清理。但是，根據(jù)所要求完成的工作任務(wù)，在抓取器內(nèi)部不可避免地需要使用一些活動(dòng)零件。由于這些鉸接或折疊式機(jī)構(gòu)很容易堆積污垢或滋生微生物，所以采用了罩蓋和密封組件以減少灰塵和微生物的產(chǎn)生，同時(shí)也便于進(jìn)行清理。此外，該生產(chǎn)系統(tǒng)中所使用的保護(hù)性外殼一方面可作為潔凈室單元的一個(gè)組成部分，另一方面還被用作安全部件。這個(gè)外殼由密閉式鋁制擠壓件和Macrolon面板（pane）組成，具有一個(gè)層流箱（laminar-flow box），在其頂部表面裝有空氣過(guò)濾裝置。層流箱在單元內(nèi)產(chǎn)生正壓，有助于防止灰塵進(jìn)入。
模內(nèi)標(biāo)簽的精確放置
20多年以來(lái)，意大利的Internova公司一直從事于食品包裝容器的生產(chǎn)。最近，該公司一項(xiàng)頗具革新意義的“evelpack”包裝設(shè)計(jì)贏得了塑料界的“奧斯卡”大獎(jiǎng)。
據(jù)說(shuō)這種新型的包裝采用了Internova公司的IMS圖形裝飾技術(shù)，該技術(shù)是將所需的圖形薄膜放置到塑料薄膜的內(nèi)外夾層內(nèi)，這樣制成的包裝容器可防止打印油墨與容器內(nèi)的食品接觸，從而實(shí)現(xiàn)最高的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
Internova公司在2000年時(shí)安裝了第一臺(tái)Staubli的機(jī)器人。按照IMS技術(shù)的要求，需要將標(biāo)簽精確地放置于模具內(nèi)，其操作類似于模內(nèi)貼標(biāo)或模內(nèi)裝飾工藝。為此，該公司選擇了Staubli的6軸機(jī)器人。在操作中，機(jī)器人從卷筒上撿拾印刷好的標(biāo)簽并將其準(zhǔn)確地放置到模具中，同時(shí)雙動(dòng)夾具將食品包裝容器從模具上釋放開(kāi)來(lái)，并將其與外部膠帶碼放在一起，形成層疊結(jié)構(gòu).
按照Internova公司的說(shuō)法，他們決定使用Staubli機(jī)器人的原因，是由于這種機(jī)器人固有的密閉手臂結(jié)構(gòu)確保了生產(chǎn)的清潔性，該機(jī)器人獲得了100等級(jí)的清潔度認(rèn)證，適用于潔凈室環(huán)境。此外，機(jī)器人放置標(biāo)簽的精確度以及6軸移動(dòng)的靈巧性也給Internova公司留下了深刻的印象。
現(xiàn)在Internova公司共有16臺(tái)Staubli的機(jī)器人。緊湊的結(jié)構(gòu)以及小巧的手臂設(shè)計(jì)使得這些機(jī)器人能夠在原有的注塑機(jī)生產(chǎn)布局中被方便地穿插到現(xiàn)有的生產(chǎn)線上，從而無(wú)須對(duì)原有的生產(chǎn)布局進(jìn)行任何調(diào)整。今天，借助于Staubli機(jī)器人所提供的靈活性，Internova公司可以迅速應(yīng)對(duì)季節(jié)性的需求而隨時(shí)調(diào)整其生產(chǎn)模式，例如，在夏天增加冰淇淋和沙拉包裝容器的產(chǎn)量。
MM《現(xiàn)代塑料》雜志
