智能自动化重塑注射成型用机械手自动化系统

自动化的生产单元被视为是“能够帮助成型商稳步提高产率、效率、质量和盈利能力，同时又能应对高昂的原材料和能源成本、熟练工人短缺和部件设计日益复杂等各种挑战性问题”的最佳策略。凭借新的开发成果，现在Sepro集团正在利用其智能自动化技术重塑注射成型用机械手自动化系统。

为支持注射成型的自动化生产，Sepro集团（以下简称Sepro）开发了一种名为Visual的控制平台，开创性地简化了对机械手的控制。早在10多年前，Sepro就将其Visual控制系统与其他系统连接起来。通过与主流注射机制造商合作，该控制系统几乎实现了机械手与注射机的无缝集成。现在，这项技术已进入第三代。在2022 K展中，新的Visual+控制系统首次亮相，它能实现与任何品牌注射机的集成，从三轴和五轴的直角坐标机械手到六轴的关节臂机器人，高度直观的Visual+控制器使得对所有Sepro机械手的编程和操作都变得更加容易。在Visual+的控制下，连接得到了改进和扩展，今天，它可以使多达16台机械手以及执行次要功能（如组装、打标、检测和包装等）的周边设备的复杂运动完美同步，并与注射机连接成一个真正集成的成型单元。

“许多注射机制造商都能够提供集成的系统。”Sepro集团CEO Charles de Forges说道，“但他们通常仅限于集成他们自己制造的机器。而Sepro最新的控制技术使用与硬件无关的开放式通信系统，凭借集中式架构，能与几乎任何成型机和辅助设备无缝通信。我们相信，这代表了注射成型自动化的未来。”

Visual+ 的独特功能包括：

1. 能全面集成机械手、周边辅助设备和注射机而无论品牌如何；

2. 灵活的平台，模块化的软件，可订制且易于部署；

3. 一个中央控制器就能同时管理多台机械手和周边辅助设备；

4. 多功能的人机界面（HMI）；

5. 利用人工智能（AI）简化编程和操作。

人机界面

Sepro一直在开发独立于硬件的控制软件，不仅单独一个人机界面就能管理多台机械手和周边设备（输送机，装配、连接和打标系统，质量控制装置，包装机等）的运行，而且任何人机界面基本上都能适用。为改善用户体验，使技能有限的操作人员操作起来更加容易，从而更加高效地与机械手协同工作，Sepro一直在对大家熟悉的数字化消费电子设备如智能手机或游戏平板电脑等进行基准测试，以便将其用作人机界面。

作为概念验证，以及为了研究用户对不同界面设备的反应，在2022 K展中，Sepro在其展台上利用一个示范单元，让观众们有机会选择他们认为“在控制一台Sepro S5-15 Speed机械手做一系列动作时会给他们带来最大成功”的人机界面，选项包括：一部智能手机、一个Xbox控制器、两个Keba KeWheels、一个陀螺仪指针，或一个悬挂式控制器。那些在敏捷性和速度方面得分最高的用户，他们的名字会被输入到“leader board”上，以便所有的人都能看到。

K展中的观众在参与操作挑战赛

SeproAI：无代码编程并提高能源效率

采用复杂自动化解决方案的一大限制性因素是，对机械手的编程和操作在技术上存在挑战性。近年来，随着拥有必要技能的员工越来越难找到和留住，这一问题变得更加严峻。为解决这一问题，大约在20年前，Sepro就开创性地利用其Visual控制器令机械手的编程变得更加容易，这包括一个简单的拾起-放置功能。即使是受过有限培训的员工，也可以使用该系统来设置基本的脱模循环操作。现在，Sepro的工程师们又开展了他们称之为“无代码”编程的研究，他们利用采用人工智能的机械手控制器来优化运行轨迹并管理障碍物。

作为“使用人工智能优化机械手编程而无需操作员编写一行代码”的项目的一部分，Sepro 的工程师们所研究的人工智能技术还进一步降低了能耗。这项名为SeproAI 的技术，允许操作人员按照3个主要目标，即最大的节能、最小的磨损或最快的循环时间，来选择最佳可能的机械手运行轨迹。

为降低机械手的能耗，早在2004年，Sepro就向其注射成型用机械手的标配Visual控制套餐中添加了名为 Eco-Mode的新功能。只需按下按钮，该控制系统就能自动调整机械手的速度和加速度，放慢对缩短循环时间无重大影响的运动（进入模具空间，抓住并取出部件）, 从而最大能将机械手的能耗降低20%。从那时起，Sepro 已在全球安装了超过40000台标配有Eco-Mode功能的机械手。

现在，SeproAI这种人工智能引擎能够计算出手动编程无法实现的运行轨迹，它超越了任何人工干预，开辟了新的优化范畴。当以能源优化为目标时，人工智能利用新的Visual+控制器收集的数据来对各种可能的运行轨迹进行比较，确定哪种方式最有利于节能。其中，节能模式允许某些轨迹最高可节能25%，而最小磨损模式则降低了作用在系统部件上的应力，延长了使用寿命，减少了维护保养。在K展的演示中，一系列可能的运行轨迹实时地显示在屏幕上，从而在视觉上使观众们很容易理解SeproAI作出的选择。

在2022 K展中，Sepro还通过互动演示，允许参观者们重新定位一副模拟的模具和其他的周边设备，然后挑战这项人工智能解决方案。这一为概念验证而创建的应用，旨在帮助Sepro向K展中的观众们收集反馈意见，以便了解他们对优化车间操作的期望值。

客户们在测试SeproAI

目前，Sepro 的研发团队还在探索SeproAI与Visual Eco-Mode结合的其他方法，也许能够提供其他的节能途径。

智能自动化系统

Visual+的关键优势是其开放的、模块化的架构，这是Sepro与奥地利的KEBA集团公司（以下简称KEBA）合作开发的。作为塑料自动化和机器人领域中众所公认的专业公司，KEBA为Sepro开发自己的高级应用软件（专为实现注射成型的智能自动化而开发）而提供了电子硬件和底层软件技术。

作为一个开放的系统，Visual+借助于一个单一而直观的集中式人机界面（HMI），就能方便地与注射机和周边设备的控制系统连接起来，从而实现更简单、更直观的机器操作，全面改善用户体验。它可以从所有被连接的系统中收集大量的数据，之后，这些数据被用于在本地或在云端优化工艺、进行追溯，以及分析和计算设备的综合效率（OEE）及其他指标。

在2022 K展中，Sepro 还推出了智能自动化系统，这体现了其集成成型单元设计和操作的最新方式。为展示此概念所具有的潜力，以及凸显最新的Visual+控制技术的优势，Sepro以一台运行的110t的米拉克龙注射机为核心，创建了一个采用消费后的再生聚丙烯（PCR PP）生产帆船玩具部件的复杂的生产单元，除注射机外，该生产单元中还包括一台拥有伺服驱动腕的Sepro 5X-15直角坐标机械手和一台Sepro 6X-140.2关节臂机器人，以及一系列的周边设备。

这一完全自动化的生产过程包括：

1. 从注射机中取出部件：5X-15 机械手从模具中取出船体和船帆两个部件，通过真空开关确认夹持成功；

2. 组装：5X-15机械手让6X-140.2机器人抓住船体，同时保持对船帆的控制，然后二者一起同步跟踪，在半空中将船帆装配到船体上。

3. 打印：6X-140.2机器人重新抓住一直被5X-15机械手通过船帆而抓住的船，并将其移送到一台喷墨打印机上，以便在船上打印出一个独特的二维码。

4. 追溯：打印在船体上的二维码直接连接着与其相关的具体的生产数据，这些数据被存储在云端服务器上。

5. 质量检查：接下来，6X-140.2机器人通过两个气动探头对船进行质量评估，检测数据被存储在云端服务器上。随后，将船放到一个托盘上。

6. 装货：一旦托盘装满，6X-140.2机器人就将托盘推送给一台自主移动机器人（AMR），并通过传感器和天平确认托盘被推送到位。

7. 配送：AMR通过生产单元中的一个防护端口，然后利用导航编程开始在展台周围移动，以便将船只分发给展台上的观众。

8. 看板: 从该生产单元中所有运行的设备上收集的数据被显示在看板上，以展示OEE等关键指标，以及每台设备的详细情况。

在2022 K展中，Sepro演示了其用于复杂自动化注射成型单元的智能自动化系统概念

“虽然整个过程很复杂，但这次演示只是一个开始。”Charles de Forges总结道，“我们正在测试新的方法，希望能成为下一代的注射成型自动化控制系统。”

Visual+与注射机控制系统的集成

130t的住友德马格 IntElect2注射机通过生产花盆来演示所使用的Visual控制器

在2022 K展中，以一台130t的住友德马格IntElect2注射机为核心而创建的另一成型单元，通过生产花盆，演示了Visual+机械手控制系统如何与注射机的控制系统方便地集成在一起，简化了设置和操作。一种被称为“镜像”的集成概念，允许机械手的控制屏幕显示在注射机的控制系统上，这样，既可以用机械手的悬挂式控制器操作机械手，也可以用注射机的人机界面操作机械手。在此配置中，内置于注射机控制面板中的快捷图标和键盘功能可被用于机械手的控制器中。针对成型机的设置操作，比如选择或输入模具或工作代码，可以在机械手的控制单元中自动触发相关的设置动作，机械手程序库完全可访问。

通过示范的悬挂式控制器，参观者们可以了解Visual+软件，亲身体验其所带来的用户友好性，包括简单的拾起-放置编程向导和生态模式的节能功能。

编译自Sepro Group

责任编辑：文二霞

审核人：龚淑娟

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