模具加入工業(yè)4.0對(duì)話

文/本刊記者Tony Deligio

在NPE 2018展會(huì)中，多家公司展示了模具監(jiān)控器，它們可以讓注塑單元中的模具與其他設(shè)備和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)進(jìn)行“對(duì)話”。

在NPE 2018展會(huì)中，模具的電氣化和數(shù)字化仍在繼續(xù)。過(guò)去，模具可謂是生產(chǎn)單元中為數(shù)不多的“機(jī)械堅(jiān)持者”，但其現(xiàn)在已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)4.0的積極參與者。以前的注射計(jì)數(shù)器或者型腔內(nèi)的溫度和壓力傳感器會(huì)將一些過(guò)程與生產(chǎn)信息從模具傳遞給操作員或者壓機(jī)本身，但在此次展會(huì)中展出的新型監(jiān)控器能在更多的地方共享更多的實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息，包括在云端進(jìn)行高級(jí)分析。

Milacron公司的SmartMold技術(shù)可跟蹤模具的關(guān)鍵過(guò)程數(shù)據(jù)，包括壽命周期、最近24 h的周期以及平均周期時(shí)間等

其中，Milacron公司展出的是SmartMold技術(shù)。該技術(shù)可以向本地或云端提供正常運(yùn)行時(shí)間、周期數(shù)、溫度以及更多的其他信息，操作人員能通過(guò)移動(dòng)設(shè)備連接模具。除了存儲(chǔ)文檔外，SmartMold還可以發(fā)送有關(guān)操作問(wèn)題或預(yù)防性維護(hù)的警報(bào)。在現(xiàn)場(chǎng)，Milacron公司在采用了全電動(dòng)Roboshot 500和新型Quantum 260伺服液壓肘桿式壓機(jī)的兩個(gè)單元中展示了SmartMold技術(shù)。這一監(jiān)控設(shè)備安裝在模具上，不過(guò)Milacron公司的展臺(tái)中有一塊獨(dú)立的屏幕用以顯示此次展會(huì)中使用該技術(shù)的全部10副模具。這些設(shè)備的OEE（整體設(shè)備效率）得到了展示，該數(shù)據(jù)在網(wǎng)上顯示之前是在云中進(jìn)行計(jì)算的。

SmartMold還可以集成到成型設(shè)備上，接入PLC內(nèi)部以連接整個(gè)單元。對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，Milacron公司與基于云的服務(wù)供應(yīng)商ei3公司建立了合作關(guān)系。

Priamus系統(tǒng)技術(shù)公司（以下簡(jiǎn)稱“Priamus”）展示了其得到升級(jí)的質(zhì)量監(jiān)控器。該監(jiān)控器的核心是新型嵌入式QDaq系統(tǒng)，允許在沒(méi)有額外電腦的情況下進(jìn)行過(guò)程監(jiān)控。該系統(tǒng)擁有OPCUA接口，可以將注塑工藝數(shù)據(jù)和參數(shù)傳輸?shù)皆苹蜻h(yuǎn)程位置，這些數(shù)據(jù)包括從型腔壓力和型腔溫度傳感器中剔除的信息，以及從本地工廠或全球范圍內(nèi)獲得的信息。

該系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)的軟件部分可以通過(guò)顯示器查看（任一瀏覽器均可）。作為打包方案的一部分，Priamus還提供專門(mén)開(kāi)發(fā)的7″、帶有LED信號(hào)的QScreen顯示屏。在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，Priamus的一位代表將一臺(tái)Sumitomo Demag壓機(jī)上的生產(chǎn)數(shù)據(jù)下載到iPad中。在下載到iPad之前，這些數(shù)據(jù)會(huì)在云中停留一下，然后iPad可以接收到包括OEE在內(nèi)的生產(chǎn)分析。全球性的客戶能通過(guò)該系統(tǒng)實(shí)時(shí)了解生產(chǎn)情況，包括黏度測(cè)量，以跟蹤材料批次之間的變化。Priamus表示，這些流量計(jì)算會(huì)考慮壓力和溫度，以確定剪切應(yīng)力，最終確定黏度。

M?nner公司推出了一款新型注塑模具監(jiān)控系統(tǒng)——MoldMIND II。該公司表示此系統(tǒng)可以及早發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，最大限度地減少停機(jī)時(shí)間。除了規(guī)劃維護(hù)工作外，MoldMIND II還可提取用于優(yōu)化生產(chǎn)的數(shù)據(jù)。實(shí)際循環(huán)次數(shù)、最短和最長(zhǎng)的周期時(shí)間、溫度曲線、操作時(shí)間和注塑模具的停機(jī)時(shí)間等過(guò)程值可以得到記錄和存儲(chǔ)，便于隨時(shí)訪問(wèn)。展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，M?nner公司的一位代表通過(guò)一個(gè)屏幕展示了在德國(guó)、美國(guó)和中國(guó)運(yùn)作的模具，然后還點(diǎn)擊了正在中國(guó)運(yùn)行的模具，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)。

MoldMIND II擁有各種接口、存儲(chǔ)和應(yīng)用選項(xiàng)，可以設(shè)置警報(bào)，且系統(tǒng)可以記錄事件，包括溫度偏差、傳感器損壞或停機(jī)時(shí)間。如果測(cè)量值與設(shè)定值之間存在嚴(yán)重偏差，警報(bào)信號(hào)可以發(fā)送至智能手機(jī)，以便快速排除故障，或者直接發(fā)送到MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）中央計(jì)算機(jī)?？刂菩盘?hào)通過(guò)數(shù)字I/O輸出。

MoldMIND II在醫(yī)療和汽車(chē)市場(chǎng)中發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。M?nner公司表示，這一監(jiān)控系統(tǒng)能在模具整個(gè)生命周期內(nèi)記錄模具內(nèi)的所有工藝。對(duì)這些數(shù)據(jù)的訪問(wèn)權(quán)限可以根據(jù)個(gè)人授權(quán)級(jí)別來(lái)分配。內(nèi)部存儲(chǔ)器還可以存儲(chǔ)模具的主數(shù)據(jù)或用戶手冊(cè)文檔。

通過(guò)手機(jī)APP、藍(lán)牙、WLAN、以太網(wǎng)、USB或OPCUA，可以在任何地點(diǎn)對(duì)存儲(chǔ)在MoldMIND II云中的數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)。模具擁有者可以使用一個(gè)GPS模塊來(lái)獲得模具精確位置的概況。

除了通過(guò)MoldMIND II來(lái)規(guī)劃定期維護(hù)（包括備件管理和模具翻新）以外，M?nner公司還致力于收集預(yù)測(cè)性維護(hù)數(shù)據(jù)。“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)和分析有助于實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)?！痹摴颈硎?，“這種方法可以及早預(yù)測(cè)故障，避免其發(fā)生?！?/p>

在展會(huì)中，M?nner公司介紹了該系統(tǒng)如何推動(dòng)人工智能（AI）的發(fā)展：從設(shè)備中的溫度傳感器或振動(dòng)傳感器提取的數(shù)據(jù)可以生成一個(gè)警報(bào)，即壓機(jī)上的冷卻或加熱可能無(wú)法正常工作，從而在制造出壞部件之前停止壓機(jī)?！拔覀兊哪繕?biāo)是使成型過(guò)程獨(dú)立于操作人員?！盡?nner公司的發(fā)言人表示。

Progressive Components公司展示了其CVe Monitor電子模具監(jiān)控設(shè)備與CVe Live無(wú)線設(shè)備的配對(duì)，后者負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)交谠频腃Ve Live網(wǎng)站上。

M?nner公司新的MoldMIND II模塊安裝在模具頂部，與壓機(jī)進(jìn)行本地通信，并將生產(chǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送到云端用于遠(yuǎn)程訪問(wèn)

Cavity Eye公司新的控制與監(jiān)控系統(tǒng)SMC的原型

Progressive Components公司總裁Glenn Starkey表示，該公司于1993年開(kāi)始涉足模具監(jiān)控領(lǐng)域，并推出了其第一個(gè)循環(huán)計(jì)數(shù)器，隨后又推出了一個(gè)軟件程序——ProFile。Starkey指出，除了許多其他好處之外，這一新技術(shù)的GPS功能可以更好地服務(wù)于當(dāng)今的成型行業(yè)?！斑^(guò)去，你可能會(huì)與訂制成型商，如一個(gè)小型企業(yè)或一個(gè)車(chē)間打交道?！盨tarkey表示，“但是由于兼并和收購(gòu)，你可能會(huì)碰到更大的公司，他們經(jīng)常丟失模具。有些公司建造新模具是因?yàn)樗麄冋也坏脚f模具?！?/p>

匈牙利公司Cavity Eye展示了新的控制與監(jiān)控系統(tǒng)SMC（Smart Molding Control）的原型。該系統(tǒng)由智能測(cè)量插頭（SMP）、智能控制插頭（SCP）和監(jiān)視器、開(kāi)關(guān)以及計(jì)算機(jī)（MSC）組成，可對(duì)模具和過(guò)程進(jìn)行控制與監(jiān)測(cè)。

通過(guò)微型計(jì)算機(jī)和傳感器網(wǎng)絡(luò)，SMP測(cè)量并向控制插頭發(fā)送壓力曲線，然后控制插頭與壓機(jī)和機(jī)械手通信，通過(guò)24 V數(shù)字信號(hào)幫助控制成型過(guò)程中從充模到保壓的切換點(diǎn)。SMP可以連接到筆記本電腦，同時(shí)操作8～32個(gè)壓力傳感器進(jìn)行測(cè)量。

Cavity Eye公司表示，這一新的系統(tǒng)為管理模具轉(zhuǎn)移（確定最佳工藝設(shè)置）、新模具認(rèn)證或現(xiàn)有模具的故障分析提供了一種經(jīng)濟(jì)的方法。該公司提供4種不同的傳感器，針直徑范圍0.8～20 mm，最 大 負(fù) 載 力 1 000～40 000 N。MPM中央模具插頭連接了壓力傳感器的所有導(dǎo)線，可以同時(shí)控制多達(dá)32個(gè)傳感器。過(guò)程參數(shù)包括參考曲線、公差以及切換壓力等會(huì)被上傳到內(nèi)置存儲(chǔ)器中。

奧地利模具制造商Haidlmair公司在展會(huì)中向觀眾們介紹了其模具跟蹤軟件——Mold Monitoring 4.0（MM 4.0）。該系統(tǒng)于2016年問(wèn)世，采用了專有的軟件和連接整個(gè)模具的熱電偶，以及一個(gè)用于跟蹤關(guān)鍵模具和機(jī)器參數(shù)的流量傳感器。Haidlmair公司表示，該技術(shù)可以在注塑過(guò)程中主動(dòng)控制模具，同時(shí)為成型商提供個(gè)性化的用戶入口，以訪問(wèn)模具文檔以及注塑參數(shù)，如周期時(shí)間、部件數(shù)、模具壓力和溫度等，還可以為不合格的參數(shù)以及維護(hù)設(shè)置警報(bào)。