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【案例】杨森机器人:改变薄壁餐盒容器行业新格局

2016-11-14 11:44 高工机器人网 阅读:17342
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摘要以“机器人的未来力量”为主题的2016高工机器人金球奖已于8月初启动。此次报名中,杨森机器人申报2016高工机器人金球奖年度最佳工程案例奖。

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  【文/黎先才】以“机器人的未来力量”为主题的2016高工机器人金球奖已于8月初启动。此次报名中,深圳市杨森工业机器人股份有限公司(简称“杨森机器人”)申报2016高工机器人金球奖年度最佳工程案例奖。

  杨森机器人成立于2006年12月,是一家集研发、生产制造、营销与服务于一体现代化精密工业机器人的国家级高新技术企业,于2009年度荣获“深圳市高新技术企业”称号,2011年度荣获“国家级高新技术企业”称号。

  该司目前共有130余人,其中科技研发人员42人,团队是由自动化行业内具有多年丰富实践经验的人员组成,并聘请高等院校、科研机构的教授、专家担任公司长期专业技术顾问。生产制造线性三座标机械手与关节式工业机器人。

  公司目前已拥有3项发明专利,实用新型专利7项和计算机软件著作权10项,在技术研发、装备制造、市场营销、品牌形象、技术团队、企业文化等多方面均取得了长足的进步,杨森机器人的产品已得到国际业内同仁的高度认可,产品销售的海外市场主要有澳大利亚、美国、俄罗斯、墨西哥等25个国家。

  本届金球奖评选中,杨森机器人申报年度最佳工程案例奖的案例名称是IML技术改变薄壁餐盒容器行业的新格局,工程案例的时间周期是从2015年10月至2016年8月。

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  图为IML1

  该项目案例概述:

  研发一系列可实现模内贴标的智能化工业机器人,具体地说,就是一种可以实现智能控制、将标签放入模具内腔并吸附、完成标签与塑料容器熔合一体、实现和完成这整个过程的工业机器人。

  该项目研发可实现模内贴标应用的机械手、投料、取料、传送及自动叠码等装置。根据项目的规划,将设计出侧入式和顶入式两个系列的产品,分别应用于不同的塑胶成型工艺。

  侧入式适用于注塑周期比较短的产品,它带有很多的辅助机械来分工合作,以满足时间的要求;顶入式应用于注塑周期相对较长的产品,从治具取标、模内贴标到产品取出、堆叠等工作完全由机械手自身完成;最大优点是灵活性和通用性高。

  为提高项目产品的应用范围,本项目还将研发各种配套的模治具,以适用平面标、环形标、面标、面标等各种复杂的贴标方式;同时,为使项目产品使用起来更加便捷,该司还将研发一系列应用软件,将其应用到项目产品的自动化控制中,实现可视化操作界面,使操作更为简便。

  该项目的先进性:

  实现主要技术指标:

  1)最大线速度:1.2M/sec;

  2)最大加速度:4/S^2;

  3)主臂最大负载:5kg;

  4)模内时间(空循环):≤1sec;

  5)进入模具最大行程:1000mm;

  6)堆叠手臂行程(垂直):600mm;

  7)计算循环周期:4sec;

  8)电源消耗量:7KVA;

  9)复位定位精度:0.05mm;

  10)静电电压(最大):20KV;

  11)静电电流(最大):1MA

  同时带来的效益:

  1、降低生产成本,提高生产效率:贴标和注塑是一体化完成,无需后期加工,缩短生产周期,简化生产工艺;

  2、提高产品的美观性:既有直接丝网印刷的整体效果,又可以完整的体现出精致鲜艳的图案及文字;

  3、防止标签破损与脱落现象:利用注入的塑胶温度将标签和塑胶溶为一体,既能在生产或物流方面避免碰撞、刮擦和污染,又可防止时间久了出现翘标、掉标地现象。

  4、防伪性:模内贴标技术含量高是防伪的有效防线,主要是从选用优质材料、制作模内贴标签到贴标生产设备,及模具的设计结构和生产工艺等都要相互连贯紧密配合,不能单方面就可以生产出来。

  该项目预期解决的重大问题:

  1)解决机械手运行高精度、稳定性问题。模内贴标工艺要求机械手将标签嵌入模具的准确率大约在土0.2mm 以内,要提高整个系统的运行效率,机械手的设计技术需要进一步提升。

  2)解决系统整合的难题。重点解决注塑机、模具和机械手的系统整合,机械手与注塑机通讯信号协调一致以及电气连锁安全保护功能尤其重要,关系到模具和机械手安全和整个生产线的效率。解决这个问题,需要针对每个不同的注塑机和模具及机械手的综合参数进行分析,通过系统分析的方法对他们进行整合,从而使整机运行稳定可靠。

  3)要解决薄壁产品的贴标技术问题。薄壁容器产品在模内贴标过程中不良率偏高。对于一些壁厚很薄的塑料制品,合模精度的不足极易破坏模具的精度,导致成型产品壁厚偏移,对很薄的零件来说这是不允许的,而这类产品的生产往往是多腔成型,合模力分布不均匀导致充填过程排气不均匀而引起充填阻力不均匀,薄壁多腔制品的充填不平衡会导致调试过程工艺范围很窄或合格率明显降低,从而使生产成本明显失控这也是行业内普遍存在的一个问题。

  4)解决多样化贴标需求的问题。相对于平面贴、环形贴而言,贴标工业比较容易实现,而对于面贴、环形标+平面标等更为复杂的贴标方式而言,模内贴标就更难以实现,为解决这一问题,需要从系统设计上充分考量这些用户需求,设计出通用性更好的产品。

  项目实施对行业的影响和带动作用:

  本项目研发的技术涉及到自动化装备及注塑成型技术领域,通过本项目的研发,可以大大提升自动化装备的设计制造水平,带动注塑成型行业实现产业升级,同时本项目产品的广泛应用,可以提升下游制造厂家如食品、日用品行业提升他们的产品包装档次。

  该项目技术路线和创新点:

  模内贴标(IML)系统是通过专用的机械设备将印刷好的复合材料标签送到指定的注塑模腔内,利用注入的塑胶温度将标签和塑胶融为一体的工艺来实现标签产品一次成型。

  根据客户产品的不同,分别研发不同的系列来满足需求:双向同步系列满足客户对速度的追求;单开借位系列实现深度容器小开程贴标;翻标机构在追求速度的同时满足小容积多腔的需求;叠模翻标机构进一步扩大贴标腔数;多项机构实现模块化,可以根据需要进行可行的模块组合。

  不同系列适用不同行业,目前IML产品涉及塑胶包装、食品包装、日用品包装、润滑油桶包装等行业,颠覆了传统的加工工艺,提高了劳动效率和产品品质。

  2016高工机器人金球奖活动于8月初启动,目前已进入紧张的投票环节,投票时间为10月-11月,此次投票的目的是选取入围企业和产品。

  网上投票设微信和网站两个通道,投票结束后,金球奖组委会将会综合微信和网上的投票情况,最终选出入围企业和产品(投票攻略请戳此处)

  本届金球奖评选设6个奖项:年度技术创新奖(核心零部件类)、年度技术创新奖(本体类)、年度技术创新奖(服务机器人类)、年度技术创新奖(人工智能类)、年度最佳工程案例奖、特别单项奖。

  申报的入围企业将于今年12月年会现场PK角逐,评委也将在现场打分,确定最终获奖名单。

  需要提醒的是,目前距金球奖网络投票时间还有不到一周时间,已进入投票冲刺时间阶段。最后,预祝杨森机器人在金球奖入围投票阶段取得好的成绩。

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