如何在注射成型車間規劃和實施自動化

文/Sepro 美國公司Steve Williams，Rich Lachance

自動化沒有一種“普適”的解決方案。當你想象自動化在你的注射成型車間中會是什么樣子時，你需要針對將安裝的自動化系統來考慮人員的培訓、產品、空間和目標。

就像任何行業一樣，塑料世界正在不斷變化和發展。通常，這意味著公司需投資自動化，以提高生產率并增加產能和效率。如果你還沒有花時間為你的公司考慮自動化，那么現在就是最佳的實施時機。當你延遲采取行動時，你的競爭對手將通過自動化使其利潤和產品質量最大化，并在為客戶提供的整體價值方面獲得更大的領先優勢。

在討論如何在公司內最佳地實施自動化之前，讓我們快速幫助那些仍然束手無策的人來決定自動化是否適合他們。

在需要小心處理精密成型的零部件時，機械手特別關鍵

你是否應該考慮自動化

對于自動化你應該考慮什么呢？從你現有的勞動力開始。如果你很難找到熟練的操作員、工藝工程師或維護技術員，那么自動化幾乎可以肯定會幫助你提高整體效率和質量。與手動操作相比，自動化幾乎總是可以更快地工作并且占用更少的占地面積。自動化系統也不需要中斷，它能提供手動操作無法做到的一致性。在周期時間內增加的一致性，不僅可以提高產品質量，還能幫助你確定更準確的運營成本和生產產量。在和其他成型商競爭時，自動化能有助于你變得更加成功。

考慮你正在制作的產品也是明智的。如果你正在處理具有精密表面特征的零部件，它們是用較軟材料組成和/或具有在成型過程中必須保持的關鍵尺寸，則自動化是重要且必需的步驟。與人的任何不受控制的互動都可能損壞零部件或降低其質量。許多醫療或高端電子零部件特別容易受到人為干擾的污染，因此，如果你要加工的產品用于這兩個領域中的任何一個，那自動化就必不可少。

甚至在零部件成型后，自動化也能幫助提高整體效率并降低總成本。在成型機上利用自動化，你可以在成型后甚至最終包裝中保持對零部件的控制。如果使用自動化能直接在注射機上完成該過程，則無需將零部件運入倉庫和從倉庫運出來進行進一步的處理。自動化減少錯誤和缺陷，并且限制變量，這樣你的公司就能夠專注于完成任務，而不是去處理錯誤。

實施自動化

決定實施自動化是容易的。但下一步更重要，那就是確定如何在你的工藝和注射成型單元中最佳地實施自動化。在確定自動化如何最好地為你和你的公司工作時，你應該先考慮幾件事。

你的員工是否具有實施自動化所需的必要技能？重要的是，確保自動化程度適合公司的人力資源?；ㄒ稽c時間考慮一下你的團隊中哪些成員最適合與安裝好的機械手和自動化系統一起工作。大多數的機械手系統都需要工程師、技術人員或維護人員，他們需要了解機電設備、機械手、PLC控制和氣動裝置。如果你沒有具有這種經驗和知識的員工，那就不得不依靠承包商和/或自動化制造商來獲得未來的支持和服務。當一個問題浮出水面時，你將無法立即通過當前的員工進行處理，而是被迫等待外部的援助到來。

你不要為了使自動化流程有效而到外面雇用更多的員工（盡管這是一種解決方案，并且可能會帶來長期利益）。相反，你已經擁有的操作員應該能夠完成這項工作。他們只需要適當的培訓和支持。你的自動化供應商可能會在安裝時提供這種培訓。要充分利用這一機會，使你的操作員全面地學習自動化系統。

如果你的內部團隊可以解決許多典型的自動化問題，那么你的公司可以保持所有已學到的知識，從而意味著你不再需要花費用尋求不必要的外部幫助來解決常規問題。這還使你能夠在出現問題后盡可能快地使自動化恢復在線狀態，通過增加正常運行時間來最大程度地降低成本和提高效率。此外，了解你的操作并熟悉當前自動化的技術團隊，應具備隨著技術進步不斷改進自動化系統的能力。

自動化在你的工作空間內是否合適？每個人都知道占地面積很有價值，但是“鞋拔”式的自動化進入面積太小或規劃不當的空間，可能會直接影響整個單元的正常運行時間。如果可能的話，根據自動化或工藝過程要求安排工作區域，并確保為設備及其需要執行的移動和動作提供足夠的空間?？s小工作區域可能會限制流程的優化和自動化效率。

重要的是要記住，一旦出現問題，你將需要進入設備進行維護和故障排除。必須更換在合理的時間內無法到達位置的氣缸、傳感器或伺服電動機，這可能需要對其他單元組件進行大的拆卸，甚至從單元中拆卸整個自動化模塊。這可能會導致數小時甚至多班次的停機時間，從而增加成本。只要維護得當，自動化就可以運行幾十年，但是認為設備一旦安裝到位就不需要維修則是不切實際的。

每個車主都接受這樣的事實，即需要定期維護來確保汽車能長時間駕駛使用。機械手自動化單元同樣如此。你應該考慮維護檢修門和防護板的安裝位置，并且要保證足夠的數量。想象一下，如果汽車制造商沒有提供一個發動機蓋用來接近汽車發動機。那么在更換火花塞時，你就需要將汽車放到升降機上，再拆下發動機，安裝價值25 美元的火花塞，然后重新安裝發動機。自動成型機也是如此。如果機器的維護區域不易接近，則代價幾乎肯定會是幾天的維修時間和由此帶來的生產損失。

限制人與自動化單元的交互。這看起來可能十分平常，但是非常重要。當然，機械手自動化的主要目的是減少人與人之間的互動。成功運行任何自動化單元的關鍵是讓其在自動模式下運行，并讓操作員盡可能少地中斷周期。單元在自動生產中運行的時間越長，更多的生產成本就會因自動化提供的效率和優化而減少。當單元自動運行時，容易算出實際的操作成本并確定單元每小時、每班次和每周可生產的產品量。在設計一個自動化成型單元時，請不要忘記與自動化供應商合作，以提供多種解決方案，用于放置分級嵌件、排列包裝盒、使用視覺系統進行質量檢查，以及其他減少單元內操作員參與的工作。

每次換模后都不要浪費時間。機械手與注射機和下游設備的位置校準對于成功操作至關重要。如果單元不能長時間運行專用模具和長時間生產相同的零部件，則在設計系統時需要為生產變更做好計劃。確保掌握一種方法，在更換模具后重新放置模具及相關設備時或者為了預防性維護而取出模具時，保證模具處于正確位置。

如果未正確放置模具，則可能需要重新設定機械手的位置點，并且需要調整才能正常操作。該過程是耗時和昂貴的，因此將這種需求最小化是明智的。機械手上的伺服手腕選項（代替氣動手腕）無疑能幫助實現這一目標。實際上，應該在任何單元中考慮使用具有伺服驅動手腕的機械手（也稱為5 軸機械手），因為它增加了移動和調整的靈活性。

確保在機械手單元周圍有足夠的空間，以及整個防護裝置有充分的通道

你的員工是否具有實施自動化所需的必要技能呢？圖為技術人員正在維修并使用懸吊控制板對機械手進行編程