日本的三菱重工塑料技術(shù)公司（MHIPT）專業(yè)從事注塑機(jī)的開發(fā)和建造。這些解決方案主要用于汽車行業(yè)，以及家用電器和PC行業(yè)。公司為其最新的MEIII機(jī)器系列選擇了倍福基于PC的控制技術(shù)，認(rèn)為控制結(jié)構(gòu)的開放性具有前瞻性，為所連接的生產(chǎn)設(shè)施提供所需的一切。除了提高重復(fù)性和生產(chǎn)靈活性之外，MHIPT還考慮簡化狀態(tài)監(jiān)測功能的集成以及實(shí)施預(yù)測性維護(hù)，這將是向前邁出的重要一步。

    注塑機(jī)實(shí)質(zhì)上結(jié)合了一套注射裝置和一套鎖模裝置。注射裝置加熱和塑化物料，然后通過高壓噴嘴將物料注射到模具中。鎖模裝置打開和關(guān)閉模具，并使得模具在注射過程中保持鎖止?fàn)顟B(tài)。鎖模力的大小是衡量機(jī)器大小及機(jī)械功率的一項(xiàng)指標(biāo)。MHIPT擁有涵蓋鎖模力從350到3500噸的機(jī)器。

開放式自動化平臺帶來競爭優(yōu)勢

    MEIII是MHIPT最新開發(fā)的一款中型注塑機(jī)，鎖模力范圍為550到850噸。大多數(shù)的注塑機(jī)配備的都是液壓驅(qū)動器，而MEIII中驅(qū)動控制則是通過伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)。“這樣可以提高生產(chǎn)效率，同時降低功耗。”MHIPT工程部總監(jiān)兼首席執(zhí)行官TakashiMizuno說道。“在自動化技術(shù)方面，MHIPT已經(jīng)改變了其之前使用的MEIII機(jī)器系列的開發(fā)方案。我們現(xiàn)在在整個產(chǎn)品系列中都采用了基于PC的控制系統(tǒng)。之前，我們完全靠自己開發(fā)了我們的控制器；而使用PC控制系統(tǒng)讓我們能夠?qū)⑽覀兊木θ考性谲浖_發(fā)上。我們的目標(biāo)是將我們公司在注塑機(jī)方面積累的所有專業(yè)知識整合到注塑工藝軟件中，讓我們能夠在激烈的競爭中脫穎而出。”

    跟之前的MEII系列一樣，MEIII系列配備了MHIPT自主開發(fā)的DD（直驅(qū)）電機(jī)。這些電機(jī)不需要減速機(jī)，因?yàn)樗鼈兡軌蛴玫娃D(zhuǎn)速產(chǎn)生很大的力；這提供了動態(tài)注射驅(qū)動的優(yōu)勢，使得維護(hù)更容易，因?yàn)闊o需使用滑輪、輸送帶及其它消耗材料。MEIII系列的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是它用高精度的軟件同步取代了兩個直驅(qū)電機(jī)之間的機(jī)械連接系統(tǒng)。“伺服電動控制系統(tǒng)的速度、可靠性和精度直接決定了產(chǎn)品的質(zhì)量。”TakashiMizuno強(qiáng)調(diào)道。

開放式控制技術(shù)：獨(dú)立于供應(yīng)商特定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

    MHIPT工程部門設(shè)計(jì)總監(jiān)兼MEIII開發(fā)項(xiàng)目主管TakashiTakiiad解釋說道：“控制架構(gòu)開放性的最大優(yōu)勢是我們及我們的客戶能夠獨(dú)立于供應(yīng)商特定的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。基于PC的控制系統(tǒng)是一套極為高效的開放式控制系統(tǒng)，而同時具有很高的靈活性和通用性，為我們提供了所需的可靠性和品質(zhì)。”

機(jī)器開發(fā)中的高效率

    由于PC控制平臺具備高靈活性和可擴(kuò)展性，MHIPT能夠?yàn)槠淇蛻籼峁┘s200種可選的規(guī)格來使用不同的工具或模具，以實(shí)現(xiàn)待生產(chǎn)的塑料工件的幾何形狀。“這大概是傳統(tǒng)控制系統(tǒng)選項(xiàng)數(shù)量的三倍。以前需要花費(fèi)額外成本才能提供的規(guī)格現(xiàn)在可以以標(biāo)準(zhǔn)價格和交付時間提供給我們的客戶。此外，開放式標(biāo)準(zhǔn)的使用為我們提供足夠的靈活性，滿足我們的客戶在傳感器和伺服電機(jī)方面的規(guī)定。通過將EtherCAT和TwinCAT分別用作通用的通訊系統(tǒng)和通用的軟件平臺，可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)流，從而大大提高了機(jī)器操作的重復(fù)性。”TakashiTakii解釋說。

    “總之，通過使用PC平臺大大提高了機(jī)器工程效率。”TakashiTakii說道。“通過EtherCAT實(shí)現(xiàn)通訊的分布式I/O站的使用簡化了控制柜的模塊化設(shè)計(jì)，從而不僅提高了靈活性方面的優(yōu)勢—例如可以臨時進(jìn)行修改—而且縮短了機(jī)器的制造、拆卸、運(yùn)輸及安裝時間。PC控制平臺的高度可擴(kuò)展性最終使得使用一臺基于PC的中央控制系統(tǒng)控制大小及應(yīng)用領(lǐng)域各不相同的多臺注塑機(jī)。”

    MHIPT機(jī)器軟件需要管理30,000多個數(shù)據(jù)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)注塑應(yīng)用的多樣性和靈活性。MHIPT使用Oracle數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵軟件設(shè)計(jì)配置。“所需的數(shù)據(jù)庫的緊密連接無法通過傳統(tǒng)控制系統(tǒng)供應(yīng)商提供的工具。”TakashiTakii闡釋道。“對我們來說，TwinCAT的無縫連接是實(shí)現(xiàn)全自動或半自動軟件配置邁出的巨大一步。另外，在線調(diào)試工具、示波軟件和其它開發(fā)工具提供了有價值的功能。”

開放式控制架構(gòu)幫助實(shí)現(xiàn)新的業(yè)務(wù)模型

    TakashiTakii也看到了基于PC的控制架構(gòu)能夠帶來的潛在業(yè)務(wù)優(yōu)勢。“大型注塑機(jī)是小批量及大批量生產(chǎn)的典型例子，幾乎相當(dāng)于特種機(jī)器制造。我們的理想方案是滿足客戶的每一個要求。傳統(tǒng)的控制技術(shù)往往會限制我們，而MEIII使用的控制器能夠?qū)崿F(xiàn)高效和靈活的軟件開發(fā)。注塑工藝的不同選項(xiàng)可以使用軟件自動生成，無需編程。我可以自信地說，軟件設(shè)計(jì)已經(jīng)提升了客戶對我們的滿意度。質(zhì)量、成本和時間的魔術(shù)三角已經(jīng)取得了飛躍發(fā)展。”

為工業(yè)4.0做好準(zhǔn)備

    TakashiTakii也看到開放式控制架構(gòu)在制造業(yè)當(dāng)前趨勢方面的優(yōu)勢。“通過EtherCAT和TwinCAT實(shí)現(xiàn)的開放、靈活控制的數(shù)據(jù)流并不僅僅局限于各臺注塑機(jī)，而且還實(shí)現(xiàn)了整個工廠的數(shù)據(jù)流的模塊化和均勻性。這樣，我們可以為德國的工業(yè)4.0和美國的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）設(shè)定的技術(shù)目標(biāo)提供高度響應(yīng)的支持。我認(rèn)為這將是利用大數(shù)據(jù)來延長平均無故障時間間隔（MTBF）和縮短平均維修時間（MTTR）。我們必須將我們自己放在能夠采集、保存和分析大數(shù)據(jù)量的位子上，以便確定我們的機(jī)器隨著時間的推移是如何變化的，如何使用它們以及我們?nèi)绾文軌驑?biāo)準(zhǔn)化和比較在不同生產(chǎn)環(huán)境中采集到的數(shù)據(jù)。”TakashiTakii在概述未來戰(zhàn)略的時候總結(jié)道。