微成型機(jī)在現(xiàn)有自動(dòng)化平臺(tái)上規(guī)?；a(chǎn)，提高產(chǎn)量

中國(guó)注塑網(wǎng)

[size=1.25]EtherCAT 和基于 PC 的自動(dòng)化幫助 Mold Hotrunner Solutions 將 M3 閥式澆口注塑機(jī)從 8 個(gè)型腔擴(kuò)大到 32 個(gè)型腔，具有高重復(fù)性和零浪費(fèi)。

詹姆斯無(wú)花果 | 2021 年 10 月 21 日

無(wú)論零件的大小或塑料的類型，影響注塑產(chǎn)品質(zhì)量的三個(gè)主要因素——壓力、溫度和時(shí)間。位于安大略省喬治城的Mold Hotrunner Solutions (MHS) 于 2016 年推出時(shí)為 M3 微型成型機(jī)優(yōu)化了這些參數(shù)。這種交鑰匙、零浪費(fèi)的注塑成型系統(tǒng)為醫(yī)療設(shè)備和電子產(chǎn)品制造商提供了新的功能。內(nèi)部開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)（包括 Rheo-Pro 熱流道噴嘴和 ISOKOR 成型技術(shù)）使 M3-D08 機(jī)器能夠高效、精確地生產(chǎn)輕至 1.3 毫克的直接澆口微型零件。

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借助 Rheo-Pro 熱流道噴嘴和 ISOKOR 技術(shù)，MHS 的 M3 微型成型機(jī)高效且高精度地生產(chǎn)輕至 10 毫克的直接澆口微型零件。

“我們創(chuàng)造了一種新的注塑成型工藝，以滿足其他機(jī)器制造商無(wú)法滿足的需求，”MHS 創(chuàng)始人 Harald Schmidt 說(shuō)。“M3 是第一個(gè)在可測(cè)量和可重復(fù)的過(guò)程中生產(chǎn)高質(zhì)量微型零件的注塑成型系統(tǒng)?！?然而，該公司看到了進(jìn)一步提高能力的機(jī)會(huì)。2020年，MHS開(kāi)始將M3從8個(gè)微型零件腔的單個(gè)模塊擴(kuò)展到四個(gè)8個(gè)模塊，實(shí)現(xiàn)更高速度的32腔版本。新的 ALPHA M3-D32 結(jié)合了機(jī)器人技術(shù)和先進(jìn)的控制系統(tǒng)，可在不影響質(zhì)量的情況下實(shí)現(xiàn)更高的吞吐量。

靈活的自動(dòng)化技術(shù)使 MHS 能夠優(yōu)化其產(chǎn)品組合中的 M3 和其他產(chǎn)品。MHS 為包裝、汽車、建筑和消費(fèi)品行業(yè)的各種尺寸零件提供解決方案。MHS 成立于 2002 年，創(chuàng)造了創(chuàng)新的注塑機(jī)和熱流道系統(tǒng)，以提高生產(chǎn)力、零件質(zhì)量和環(huán)境影響。該公司總部位于加拿大，作為 Westfall Technik 家族的一員，在全球范圍內(nèi)開(kāi)展業(yè)務(wù)。

用可靠的流程解決質(zhì)量問(wèn)題

在設(shè)計(jì) M3 時(shí)，MHS 致力于消除注塑成型工藝中的許多長(zhǎng)期存在的缺陷。傳統(tǒng)上，該過(guò)程始于塑料顆粒從料斗落入管狀桶中。螺旋進(jìn)料器將顆粒向前移動(dòng)，桶外的加熱器將它們?nèi)刍?。塑料在到達(dá)噴嘴注入模具之前達(dá)到所需的溫度和粘度。與傳統(tǒng)的注塑成型不同，熱流道使用閥門澆口和內(nèi)部熱澆口來(lái)減少成型后回收或丟棄的無(wú)用塑料廢料的數(shù)量。然而，它們并沒(méi)有完全消除廢料，只有一些塑料可以被磨碎并重復(fù)使用。

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Beckhoff AL2815 和 AL2412 直線伺服電機(jī)提供垂直和水平運(yùn)動(dòng)以快速、高精度地洗模。

最初的八腔 M3 必須確保每次開(kāi)模時(shí)都能出現(xiàn)完美的零件。該機(jī)器需要協(xié)調(diào)的水平和垂直運(yùn)動(dòng)，以在幾分之一秒內(nèi)以 10 微米的精度洗牌一個(gè) 500 磅重的模具。這些挑戰(zhàn)使得設(shè)計(jì)一臺(tái)簡(jiǎn)單地保持準(zhǔn)確的壓力、溫度和時(shí)間參數(shù)并具有可重復(fù)性的機(jī)器變得非常困難。當(dāng)團(tuán)隊(duì)在 2020 年擴(kuò)大機(jī)器規(guī)模時(shí)，保持這些精密運(yùn)動(dòng)和熱流道能力變得更加關(guān)鍵。

縮小吞吐量和質(zhì)量之間的差距

MHS 于 2016 年向Beckhoff Automation尋求新的控制解決方案，并在 2016 年推出了最初的 M3，并且能夠使用相同的控制架構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì) 32 腔系統(tǒng)?！癇eckhoff 自 2012 年以來(lái)一直與 MHS 合作，當(dāng)時(shí)它需要更高的自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程訪問(wèn)功能，”Beckhoff 加拿大區(qū)域銷售經(jīng)理 Paul Pierre 說(shuō)。M3 通過(guò)在 Beckhoff C6920 工業(yè) PC (IPC) 上運(yùn)行的多種解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。這款控制柜 IPC 擁有一個(gè)四核 Intel Core i7 處理器?！癈6920 IPC 為我們提供了一個(gè)強(qiáng)大的平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)所有需要的功能，這幾乎是傳統(tǒng) PLC 無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，”MHS 自動(dòng)化工程師高級(jí) Amir Abbas Shoraka 解釋道。

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配備 Intel Core i7 處理器的 Beckhoff C6920 控制柜 IPC 為擴(kuò)展 M3 機(jī)器提供了充足的動(dòng)力。

M3 具有用于 HMI 硬件的寬屏 CP3921 控制面板。這款 21.5 英寸多點(diǎn)觸控顯示屏使 MHS 能夠重新配置控制界面，以更好地適應(yīng)微成型工藝。據(jù) MHS 工程經(jīng)理 Kai Thielen 介紹，結(jié)合 C6920 IPC，MHS 可提供具有更多記錄器變量和更智能用戶界面的 HMI?！按笃聊粸橛脩艚缑婧透倪M(jìn)的操作員培訓(xùn)提供了高透明度。我們?cè)?HMI 軟件布局中開(kāi)發(fā)了自己的功能。我們沒(méi)有效仿其他注塑機(jī)供應(yīng)商的做法——我們想要更容易理解和更透明的東西，”Thielen 說(shuō)。

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MHS 選擇了 Beckhoff 的 21.5 英寸 CP3921 多點(diǎn)觸控控制面板，為操作員提供更高的透明度和可用性。

TwinCAT 3 自動(dòng)化軟件的系統(tǒng)開(kāi)放性為 M3 提供了最佳的工程平臺(tái)。基于 PC 的開(kāi)放式控制平臺(tái)可通過(guò)所有 IT 標(biāo)準(zhǔn)和其他工業(yè)供應(yīng)商的硬件進(jìn)行有效通信。加上輕松的遠(yuǎn)程訪問(wèn)，TwinCAT 允許 MHS 通過(guò)電子郵件發(fā)送記錄器數(shù)據(jù)，還可以在云中存檔，因?yàn)樵S多最終用戶不希望授予網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)權(quán)限。大多數(shù)微成型最終用戶更喜歡將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，而不是將機(jī)器連接到云端。然而，數(shù)據(jù)采集解決方案是提供優(yōu)質(zhì)技術(shù)支持和流程改進(jìn)的關(guān)鍵。

實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)使流程保持移動(dòng)

EtherCAT 工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)架構(gòu)提供實(shí)時(shí)通信。由于微型零件使用的塑料很少，因此很難在不損壞材料的情況下保持加工溫度。MHS 工藝直到塑料熔體到達(dá)閥澆口之前才將塑料熔體加熱到加工溫度，這延長(zhǎng)了塑料的工作時(shí)間并顯著減少了浪費(fèi)。

TwinCAT 中的 EL3314 四通道熱電偶輸入 EtherCAT 端子和 TF4110 溫度控制軟件使實(shí)施成為可能。MHS 使用了 14 個(gè)加熱器，公差要求為 ±0.1°C。EL3314 和溫度控制軟件給出了極好的結(jié)果。Beckhoff 伺服驅(qū)動(dòng)器還包括 AX5721 編碼器接口卡，以支持高分辨率 Heidenhain 線性編碼器。對(duì)于 I/O 和驅(qū)動(dòng)器安全，TwinSAFE 技術(shù)控制安全鎖、急停和安全斷開(kāi)扭矩選項(xiàng) (STO)。

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MHS 利用一系列 EtherCAT I/O 端子通過(guò) TwinSAFE 進(jìn)行溫度控制、編碼器接口和功能安全等功能。

為了管理模具的運(yùn)動(dòng)要求，Beckhoff 的 AX5000 伺服驅(qū)動(dòng)器為用于水平運(yùn)動(dòng)的 AL2815 直線伺服電機(jī)和用于垂直運(yùn)動(dòng)的 AL2412 直線伺服電機(jī)提供動(dòng)力?！叭绻麤](méi)有 EtherCAT 在 I/O 和驅(qū)動(dòng)器中的實(shí)時(shí)功能，就不可能快速達(dá)到 10 微米的精度，”Craig 解釋說(shuō)。32 腔版本還增加了一個(gè)側(cè)入式高速機(jī)器人，它以 0.4 毫秒的速度移動(dòng) 1,000 毫米，然后再移動(dòng) 0.4 毫秒。AX5000 驅(qū)動(dòng)器和兩個(gè) AM8042 伺服電機(jī)以及一個(gè)外部電阻器使這成為可能?！霸搼?yīng)用程序的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)控制架構(gòu)需要密切協(xié)作，尤其是在調(diào)整線性軸時(shí)，”Pierre 補(bǔ)充道?！霸谡麄€(gè)過(guò)程中一起工作讓我們與 MHS 的工程師建立了穩(wěn)固的關(guān)系?！?/font>

無(wú)浪費(fèi)地制造數(shù)千個(gè)微型零件

Beckhoff 技術(shù)支持 MHS 開(kāi)創(chuàng)的塑料行業(yè)解決方案，包括最初的 M3 和放大版本?！癇eckhoff 基于 PC 的自動(dòng)化幫助我們實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)線性運(yùn)動(dòng)曲線的精確度、通過(guò)電子郵件發(fā)送日志以防止故障、連接到云以及與第三方設(shè)備（如相機(jī)和樹(shù)脂干燥器）通信，”Shoraka 說(shuō)。最重要的是，MHS 實(shí)現(xiàn)了精確的加熱器控制曲線，以在零件注射過(guò)程中達(dá)到并保持塑料的工作溫度和循環(huán)質(zhì)量控制。特別是在 ALPHA M3-D32 中，62 個(gè)加熱器控制器工作在一個(gè)控制平臺(tái)中，以 5 毫秒的周期控制移動(dòng)軸和機(jī)器操作邏輯?！俺藱C(jī)器人，M3 在機(jī)器上提供一些智能處理以及用于零件檢查和模具安全的視覺(jué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò) EtherCAT 聯(lián)網(wǎng)。我們使用同樣強(qiáng)大的基于 PC 的機(jī)器控制器做到了這一點(diǎn)，而沒(méi)有任何性能損失。” 基于 MHS 通過(guò) EtherCAT 取得的成功，該公司加入了 EtherCAT 技術(shù)集團(tuán)，該集團(tuán)是最大的現(xiàn)場(chǎng)總線用戶集團(tuán)，擁有 6,000 多名成員。

最初的 M3 機(jī)器已經(jīng)超過(guò)了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在一個(gè)工作日內(nèi)平均生產(chǎn) 170,000 個(gè)微型零件，零浪費(fèi)。例如，如果零件重 10 毫克，則需要正好 1 公斤的塑料顆粒來(lái)生產(chǎn)整個(gè)運(yùn)行。即使使用 PEEK 和其他高溫材料，M3 也能實(shí)現(xiàn)這一效率，同時(shí)保持質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)?！皬?2016 年的第一臺(tái) M3 機(jī)器開(kāi)始，該零件的原型參數(shù)與大批量生產(chǎn)的加工參數(shù)保持一致，”Schmidt 說(shuō)。

雖然 M3-D08 縮小了微成型的質(zhì)量差距，但 ALPHA M3-D32 將此能力提高到無(wú)與倫比的產(chǎn)量水平，而不會(huì)影響其在壓力、溫度和時(shí)間方面的可重復(fù)性。M3 的機(jī)器運(yùn)動(dòng)、注射、冷卻、頂出和機(jī)器人技術(shù)可以實(shí)現(xiàn) 4 秒或更短的循環(huán)時(shí)間。這使擴(kuò)大后的機(jī)器的日產(chǎn)量平均達(dá)到 690,000 個(gè)零件，是過(guò)去的四倍多。MHS 將繼續(xù)在這一領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新，為不同的客戶提供高精度的塑料產(chǎn)品，努力確保微成型市場(chǎng)上的最高速度和質(zhì)量。

ruhhuiik

我是來(lái)刷分的，嘿嘿

fatmjzil

我是個(gè)湊數(shù)的。。。

zkesedqm

沒(méi)看完~~~~~~ 先頂，好同志

注塑技術(shù)網(wǎng)

我搶、我搶、我搶沙發(fā)~