編者語：綠色思想是精簡(jiǎn)的思想，至少政府、工商界和消費(fèi)者都一致同意。對(duì)環(huán)境的擔(dān)憂也不再是少數(shù)人關(guān)心的次要問題，產(chǎn)業(yè)界（包括塑料行業(yè)）已經(jīng)關(guān)注這種形勢(shì)。減少對(duì)環(huán)境影響常常導(dǎo)致降低成本，特別在改善環(huán)境主要因素的節(jié)能方面。增效節(jié)能是目前工商界中最為引人注目的趨勢(shì)。在塑料工業(yè)，機(jī)器人可使工藝流程更加精確和效率更高，同時(shí)機(jī)器人本身也變得更加準(zhǔn)確和有效率，這些都有利于企業(yè)實(shí)現(xiàn)增效節(jié)能。
增效節(jié)能是提高工廠總體效率的重要因素。有效管理能源，需要所有人員和部門的參與。同時(shí)也意味企業(yè)必須樹立目標(biāo)和明確方向，能源消耗必須進(jìn)行計(jì)量，以求得不斷改進(jìn)。為了實(shí)現(xiàn)增效節(jié)能，工廠必須將注意力集中在生命周期成本，而不是前端的成本費(fèi)用。
Cantex公司通過改用75 kW、 90 kW 和 110 kW 的ABB傳動(dòng)增強(qiáng)了三臺(tái)螺桿擠塑機(jī)的混料螺桿，從而使產(chǎn)量提高了30%。
“多數(shù)塑料加工廠可通過采取無成本、低成本以及投資等綜合措施，將能源費(fèi)用降低10%至30%。”加拿大Husky 注塑系統(tǒng)公司工廠計(jì)劃小組經(jīng)理Santiago Archila說。這個(gè)小組專門負(fù)責(zé)工廠效率的改進(jìn)工作，同時(shí)還研究機(jī)器的有效使用，而這也是節(jié)能潛力巨大的一個(gè)重要領(lǐng)域。精簡(jiǎn)可行的計(jì)劃，可以減少機(jī)器數(shù)量，節(jié)約更多能源。
注塑機(jī)生產(chǎn)廠正對(duì)整個(gè)注塑工藝進(jìn)行研究，以期提高能源效率。正確協(xié)調(diào)使用注塑機(jī)、模具和外圍設(shè)備，正確選擇和安裝工藝流程都會(huì)降低能源與材料消耗（如殘次品數(shù)量）。對(duì)工藝進(jìn)行優(yōu)化處理，可減少停機(jī)時(shí)間以及減少安裝調(diào)試、加熱和啟動(dòng)階段，縮短高耗能的非生產(chǎn)時(shí)間。在此，不僅模具和機(jī)器的維護(hù)起著重要作用，而且功能性能良好的自動(dòng)化解決方案也會(huì)產(chǎn)生重大影響。
減少單位產(chǎn)品能耗
塑料行業(yè)的一個(gè)重要趨勢(shì)是注塑機(jī)從液壓傳動(dòng)轉(zhuǎn)向電傳動(dòng)。瑞典塑料材料和設(shè)備供應(yīng)商Materialdep?n開展了一項(xiàng)研究，比較了每年運(yùn)行相同時(shí)間的160公噸的液壓和電動(dòng)注塑機(jī)。采用電傳動(dòng)的，運(yùn)行成本可以節(jié)省7,000美元。在總運(yùn)行時(shí)間相同的情況下，液壓傳動(dòng)注塑機(jī)耗電16 kWh，而電傳動(dòng)注塑機(jī)僅耗電7 kWh。
生產(chǎn)工藝方面的另外一大趨勢(shì)是減少浪費(fèi)，這正好是采用機(jī)器人單元的主要優(yōu)點(diǎn)。
一家日本注塑機(jī)生產(chǎn)廠商TOYO聲稱，采用電傳動(dòng)注塑機(jī)，用戶有望節(jié)省30%至70%的能源。通過比較每年運(yùn)行時(shí)間一樣的80噸液壓和電傳動(dòng)注塑機(jī)，發(fā)現(xiàn)每年可節(jié)約的費(fèi)用（包括液壓油和潤(rùn)滑油脂成本）高達(dá)4,600美元。液壓注塑機(jī)耗電5.65 kWh，而電傳動(dòng)注塑機(jī)只耗電1.85 kWh。如果推廣到多臺(tái)注塑機(jī)，則節(jié)約力度會(huì)非常大。
與這個(gè)結(jié)論相關(guān)聯(lián)的是，人們?cè)黾恿藢?duì)電機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域扮演角色的認(rèn)識(shí)。例如，Cantex公司是美國(guó)聚氯乙烯（PVC）管的主要生產(chǎn)廠商。Cantex采用ABB的工業(yè)傳動(dòng)產(chǎn)品對(duì)工廠18條擠塑生產(chǎn)線中的3條進(jìn)行了升級(jí)改造。擠塑生產(chǎn)線原先采用非ABB產(chǎn)的DC傳動(dòng)。由于采用了75 kW、90 kW 和110 kW 的ABB傳動(dòng)對(duì)三條生產(chǎn)線混料螺桿的電機(jī)進(jìn)行了改造，公司產(chǎn)量提高了30%。
ABB的 Machine Sync是一個(gè)節(jié)能節(jié)時(shí)的系統(tǒng)，由于機(jī)器人與注塑機(jī)的工作流程部分并行運(yùn)行，因此提高了機(jī)器人的產(chǎn)量。
減少廢品
生產(chǎn)工藝方面的另外一大趨勢(shì)是減少廢品，這也正好是采用機(jī)器人工作單元的主要優(yōu)點(diǎn)。國(guó)際汽車零部件公司（IAC)是汽車行業(yè)一級(jí)供應(yīng)商，該公司通過使用機(jī)器人成功減少了廢品。在安裝最新的自動(dòng)化工作單元之前，其瑞典Skara的工廠發(fā)運(yùn)給客戶的產(chǎn)品缺陷率為百萬分之一百五十。安裝機(jī)器人后，這個(gè)數(shù)字下降到百萬分之五十，因此成為競(jìng)爭(zhēng)高度激烈的汽車行業(yè)的一大優(yōu)勢(shì)。質(zhì)量改進(jìn)意味著廢品減少，材料浪費(fèi)減少。
“像瑞典這樣一個(gè)高成本國(guó)家，要在世界市場(chǎng)上進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，我們不得不盡量提高效率。機(jī)器人恰好改善了效率、質(zhì)量和并增強(qiáng)了我們對(duì)產(chǎn)品的信心。在我們這個(gè)行業(yè)，機(jī)器人是必備的。”IAC Skara工廠經(jīng)理Steve Hammond如是說。
在新加坡第一工程公司，可以找到機(jī)器人提高生產(chǎn)率的另一個(gè)范例。這家公司生產(chǎn)超高精度模具和塑料零件，用于諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器和PC外設(shè)裝置等高技術(shù)產(chǎn)品。自從公司在生產(chǎn)中引進(jìn)了6自由度的ABB 機(jī)器人，產(chǎn)量增加了75%，從每月170,000 件增加到 300,000件。零件質(zhì)量提高了，勞動(dòng)力成本降低了，公司能夠更加有效地利用能源。
在機(jī)器人動(dòng)作之前，采用ABB的RobotStudio軟件來模擬機(jī)器人的實(shí)際運(yùn)行動(dòng)作，成為精益制造的范例。
優(yōu)化周期時(shí)間
在生產(chǎn)過程中，還有其他節(jié)能方法。例如，ABB的 Machine Sync是一個(gè)節(jié)能節(jié)時(shí)的系統(tǒng)。由于機(jī)器人與注塑機(jī)的工作流程部分并行運(yùn)行，增加了機(jī)器人工作單元的生產(chǎn)產(chǎn)量。當(dāng)塑料零件從模具中取出時(shí)，協(xié)調(diào)好注塑機(jī)的開啟和閉合時(shí)間，就可縮短生產(chǎn)周期，生產(chǎn)更多零件。這種同步還可減少機(jī)器人磨損，有助于避免碰撞。一個(gè)典型的例子涉及IRB 6650機(jī)器人和3000噸注塑機(jī)，生產(chǎn)一個(gè)典型的汽車零件，采用同步早進(jìn)-早閉合功能時(shí)，零件提取時(shí)間可節(jié)省10%。如果推廣到一臺(tái)長(zhǎng)年連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器，這臺(tái)機(jī)器的零件提取節(jié)約時(shí)間將達(dá)10秒，完整周期時(shí)間為30秒，因此每年可多生產(chǎn)35,000個(gè)零件。
減輕負(fù)荷
影響塑料行業(yè)的另外一個(gè)重大趨勢(shì)是汽車行業(yè)都在努力生產(chǎn)重量更輕，耗能更少的汽車。這給汽車行業(yè)及其零部件供應(yīng)商帶來了巨大的挑戰(zhàn)，他們需要從以鋼鐵和鋁材為主的材料轉(zhuǎn)向重量更輕的鎂和塑料復(fù)合材料。
人們正在探索新技術(shù)，將復(fù)合材料與玻璃纖維、布和金屬等結(jié)合起來，獲得剛性、沖擊強(qiáng)度和抗老化性能都類似于金屬的材料。為了生產(chǎn)這樣的零件，要求使用纖維、金屬和埋入紡織品進(jìn)行加工，還要求具備可控手段使塑料零件在若干個(gè)工序之間移動(dòng)，這些工序涉及到?jīng)_壓機(jī)、成型機(jī)及二次成型等。
由于整個(gè)過程中零件必須精確定位，所以只有使用6自由度的機(jī)器人才能滿足這些要求。因此，在開發(fā)設(shè)計(jì)精簡(jiǎn)和環(huán)境友好型產(chǎn)品領(lǐng)域，6自由度機(jī)器人扮演著關(guān)鍵角色。
新產(chǎn)品和新方法幫助客戶在超越目標(biāo)的同時(shí)，減少對(duì)環(huán)境的影響。
精益制造
激光、水射流或機(jī)械切割用于為模型、熱成型或泡沫零件進(jìn)行清理、除毛刺和鉆孔。這些切割技術(shù)經(jīng)常用于修整汽車內(nèi)飾和外部零件，如地毯、保險(xiǎn)杠和安全氣囊的刻劃工藝以及白色家電和大型零件，如椅子、桶等。做好這些工作仍需大量的反復(fù)試驗(yàn)，既浪費(fèi)能源又報(bào)廢了大量塑料零件。通過對(duì)工藝流程進(jìn)行模擬仿真，所有類似問題都可避免。
機(jī)器人開始運(yùn)行之前，模擬仿真機(jī)器人動(dòng)作，是精益制造的一個(gè)范例。ABB的RobotStudio軟件可讓應(yīng)用工程師在計(jì)算機(jī)虛擬三維世界，先編制機(jī)器人的動(dòng)作程序，并對(duì)所有步驟進(jìn)行微小修改，然后再把信息直接傳送至機(jī)器人。因此不需要進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，避免由此造成的浪費(fèi)，節(jié)約了材料和能源。
瑞典公司ABB Kabeldon安裝了一條裝配生產(chǎn)線，制造不同規(guī)格的熔斷器開關(guān)隔離裝置。系統(tǒng)成套商AVT-Specma使用RobotStudio軟件模擬仿真復(fù)雜工藝過程，不僅節(jié)省了大量能源和材料，而且還為系統(tǒng)成套公司及用戶節(jié)約了大量時(shí)間。在將程序裝載到機(jī)器人控制器之前，所有試驗(yàn)都在虛擬環(huán)境中進(jìn)行。
節(jié)省原材料
各種形狀和尺寸的塑料零件在涂漆車間完成最終修飾，因此肯定存在節(jié)省能源和減少浪費(fèi)的潛力。噴漆是一道困難的工藝流程，但在這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)，ABB有著豐富經(jīng)驗(yàn)。采用機(jī)器人可以優(yōu)化整個(gè)噴漆工藝，減少油漆用量。ABB已經(jīng)開發(fā)出噴漆車間使用的空氣再循環(huán)系統(tǒng)和最先進(jìn)的能源節(jié)約工藝，完全符合環(huán)保要求。這種解決方案將空氣再循環(huán)、溶劑處理與能源節(jié)約相結(jié)合，可把新鮮空氣用量減少至十分之一，因而減少了能源消耗。與人工噴漆相比，自動(dòng)化系統(tǒng)可節(jié)省的油漆高達(dá)30%。
新型非靜電霧化器Robobel021-MINI可將油漆消耗降低30%。它體積小，重量輕，適合小型噴漆機(jī)器人噴涂小型塑料零件。新的噴漆工藝使每個(gè)霧化器的流量增加一倍，因此，可將油漆霧化器和噴漆機(jī)器人的數(shù)量減少一半。噴漆車間占地面積因此可減少50%，噴漆工藝所需時(shí)間也減少了一半，因而可以節(jié)省能源，降低油漆消耗和二氧化碳排放。這些新產(chǎn)品和新方法幫助客戶在超越目標(biāo)的同時(shí)，同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的不良影響。
涉及每個(gè)工藝過程
生產(chǎn)過程的任何一個(gè)方面，無論是注塑成型、吹塑成型、擠壓成型或是在切割和噴漆等下游工藝的應(yīng)用上，機(jī)器人自動(dòng)化在提高能源效率方面都能夠發(fā)揮它們的作用。因此，無論是優(yōu)化周期，節(jié)省原材料，減少廢次品，還是生產(chǎn)重量更輕的產(chǎn)品等方面，生產(chǎn)塑料制品的每個(gè)工藝步驟都可以節(jié)省能源，堪稱真正的綠色思想。腳注：
1)一級(jí)供應(yīng)商指的是向原始設(shè)備制造商直接出售產(chǎn)品的公司，在此所指為汽車制造商。
2).去除毛刺是指從鑄造或機(jī)加工零件上去除毛邊（即凸起邊緣）。
3) “白色家電”：家用電器產(chǎn)品的統(tǒng)稱。
資料庫：生命周期分析法
在塑料行業(yè)，“增效節(jié)能”可說明多個(gè)問題，包括減少廢次品（減少廢品，因而減少能源用量）、節(jié)省噴漆、涂敷和密封零部件等的用料，減少周期，提高生產(chǎn)率等。它涉及生命周期分析法，統(tǒng)籌考慮從獲取原材料到塑料零件回收等各個(gè)步驟。
智能噴漆
在澳大利亞，噴漆專業(yè)公司D&M專門從事噴涂小型汽車零件的工作。三臺(tái)IRB 5400機(jī)器人輪次工作，每次工作12小時(shí)，采用了專門為減少浪費(fèi)而開發(fā)的ABB專利的模擬控制錐口(Robobel 951)，不僅將生產(chǎn)率提高80%，還將油漆消耗降低35%。
芬蘭的Fiskars公司是另外一家已經(jīng)看到自動(dòng)化噴涂巨大優(yōu)越性的公司。除了生產(chǎn)其他產(chǎn)品以外，F(xiàn)iskars公司生產(chǎn)特形軸具。葉片有聚四氟乙烯涂層，使其重量更輕，更便于使用。用于噴涂葉片的IRB 540機(jī)器人極其準(zhǔn)確，因此，可比先前的解決方案節(jié)省30%的聚四氟乙烯。所以，這個(gè)工藝不僅對(duì)員工更加安全，而且還更加環(huán)境友善。
高效包裝解決方案
ABB提供幾種專門為拾取、包裝和裝載托盤而設(shè)計(jì)的機(jī)器人，這些工序是食品飲料行業(yè)的基礎(chǔ)工序。令人特別感興趣的是FlexPicker機(jī)器人，它可幫助食品生產(chǎn)廠減少廢品，提高生產(chǎn)率。廢品是資源和能源的主要浪費(fèi)因素。
糕點(diǎn)生產(chǎn)廠商Roland Murten AG見證了廢品率的大幅下降，公司易碎品的壞損率從15%降低到2.3%，主要生產(chǎn)線的耗電率因此降低了12%（每年節(jié)省17,000美元）。Roland Murten公司生產(chǎn)負(fù)責(zé)人Walter Fuchs說：“你必須考慮的不單是采購成本，運(yùn)行成本的節(jié)約也是一個(gè)考慮因素。就我們的情況而論，我們?cè)谌藛T、能源和廢品方面都大幅降低了成本?！?
機(jī)器人是提高效率的工具，這是生態(tài)友好生產(chǎn)和持續(xù)發(fā)展的核心問題。Ben Miyares是包裝機(jī)械制造商協(xié)會(huì)(PMMI)負(fù)責(zé)行業(yè)公關(guān)的副理事長(zhǎng)，同時(shí)也是2007年ABB環(huán)球包裝論壇的主題演講人，他說：“我們不應(yīng)只從機(jī)器人成本方面考慮定價(jià)問題，而應(yīng)該考慮運(yùn)行總成本?！?/FONT>
（轉(zhuǎn)載）
