雙機器人成為 KraussMaffei 自動化推動的核心
KraussMaffei 正強化其針對複雜射出成型的自動化方案,推出 LRXplus Twin 多運動學系統,將 LRXplus 線性機器人平台延伸至協調式雙機器人運作,適用於高需求的多步驟製程。
新配置主要針對使用高腔模具、多日光模具、嵌件裝載,以及在狹小空間進行下游組裝或分揀的成型業者,這些應用常使傳統單一線性機器人或獨立六軸系統成為瓶頸。
新特色:機械耦合雙機與共享運動控制
此開發的核心概念是 multiple kinematics:最多四台機器人,每台具六軸,透過共享控制與程式環境協調為單一自動化系統。
針對 LRXplus 系列,KraussMaffei 現提供 LRXplus Twin 的 Twin X 與 Twin Z 版本,負載範圍為 35 至 100 kg,讓加工業者能處理大型夾具、多件取出或大型壓機上的複雜組裝。
機械耦合軸讓兩台機器人可執行:
- 精準平行運動 沿共享軸同時進行脫模或模具內放置。
- 「握手」轉移 一台機器人在運行中將零件傳遞給另一台,無需停線。
此耦合旨在透過重疊動作而非依序執行取出、轉移與放置來縮短週期時間。對於多階段製程(如取出、組裝、分揀與互連),步驟間的更好同步可直接轉化為每小時更多產出與更穩定的品質。
smartControl MC7:單一控制中心管理多達 24 軸
為使雙運動學在現場實用,KraussMaffei 已升級其控制概念。smartControl MC7 平台可集中程式設計與協調最多 四台六軸機器人,單一系統總計 24 軸。
主要元素包括:
- 所有軸共享 共享座標系統,簡化程式設計與模式切換。
- 聯合程式編輯器(MC7 實作採用 HTML5 為基礎),工程師可輕鬆將指令指派給個別機器人。
- 手持多點觸控懸臂,直接在單元現場設定複雜運動序列。
在先前以 MC6 為基礎的多運動學實作中,KraussMaffei 已強調中央周邊訊號管理、連結軸的智慧碰撞監控,以及彈性指派製程步驟至不同機器人軸等優勢。新 MC7 世代以現代 UI 工具與網路技術延伸此邏輯,回應由智慧型手機介面與 Industry 4.0 專案塑造的使用者期望。
對加工業者而言,實務上的好處是複雜自動化不再是獨立機器人程式與 PLC 邏輯的拼湊。射出成型單元可視為單一協調系統,模具運動、脫模、組裝、品質檢查與緩衝皆針對共享時間軸進行程式設計。
針對實際工廠設計:相容性與佈局選項
KraussMaffei 將 LRXplus 系列定位為具 超過 500 種軸組合 的通用、易整合線性機器人,涵蓋所有鎖模力等級,並提供預配置軸與腕部選項。LRXplus Twin 遵循此做法,但為套件新增多運動學功能。
根據該公司表示,LRXplus Twin 可作為 整合或獨立解決方案 運作,並相容於目前 KraussMaffei 機器與 舊款控制世代,以及其他製造商的射出成型機。
這對壓機機隊混雜且投資週期較長的工廠至關重要。KraussMaffei 表明多運動學自動化可作為 改裝或單元升級 應用,而無需強制提前更換機器。
該公司亦在同一平台推出更緊湊的線性機器人概念,例如適用於高腔與無塵室應用的 LRXplus SE 側入式機器人,可提升機器密度,例如在先前容納四台的空間內設置 五個生產單元。這些發展屬於相同設計理念:取出與下游製程應佔據更小空間,同時具備更高動態與負載能力。
對複雜成型的影響:減少空轉時間,增加選項
對成型業者與品牌擁有者而言,LRXplus Twin 概念最直接的影響是 更好運用機器空轉時間。透過重疊模具開啟與機器人進入(KraussMaffei 先前以「同步運動」功能推廣此做法),大型零件應用(如垃圾桶)已報告脫模時間縮減最高 約 35%,週期時間改善約 6%。
雖然新雙運動學描述較為概括,但方向明確:週期時間透過 協調運動與早期介入 而非僅更快驅動來縮短。隨著更多夾具操作、嵌件放置與品質檢查整合至同一週期,針對模具運動曲線編排多台機器人的能力成為策略性優勢。
對加工業者而言,這開啟數條途徑:
- 透過縮短週期間非生產時間,在現有壓機上實現 更高產出。
- 每週期整合 更多工作步驟,支援功能整合與多組分策略,例如 KraussMaffei 的 Multinject 與多層概念。
- 機器人運動可取代複雜夾具機構,降低 硬體複雜度,簡化維護與換模。
在汽車、醫療與包裝等領域(可追溯性、清潔度與重複性至關重要),將機器人與周邊控制集中於機器周圍,亦有助於更嚴謹的文件記錄與更穩健的生產序列驗證。
如何融入更廣泛的數位與自動化趨勢
LRXplus Twin 推出之際,正值塑膠產業加強自動化與數位化,以因應勞動短缺、成本壓力與回收材料變異性。例如 KraussMaffei 近期已擴展數位製程控制 AQCplus,根據零件重量調整保壓,以在回收料或填充化合物波動時穩定週期。
綜合來看,基於重量的自適應製程控制、LRXplus SE 等緊湊線性機器人,以及 LRXplus Twin 等多運動學解決方案,指向以下未來:
- 成型機定義週期,但機器人與感測器共同擠壓空閒時間。
- 複雜脫模與組裝不再是事後考量,而是作為機器製程窗口的一部分進行工程設計。
- 品質保證與材料效率目標建置於單元軟體架構中,而非僅下游檢驗。
對評估自動化投資的加工業者而言,問題已從「一台或兩台機器人?」轉為 可中央協調多少軸、適用哪些壓機,以及升級路徑為何。KraussMaffei 將 LRXplus 延伸至 Twin 選項,並在 smartControl MC7 下運行最多四台機器人與 24 軸,此舉將該公司定位為整合式、可擴展自動化供應商,而非孤立的取放硬體。
商業利害關係重大:隨著成型零件日益複雜且永續性要求更嚴格的材料與能源表現,能在單一同步序列中編排多台機器人、品質控制與組裝步驟的工廠,將更適合贏得長期專案。LRXplus Twin 為 KraussMaffei 使用者提供更清晰的自動化途徑,而無需放棄現有壓機。
編輯洞察
- 多機器人運動學如何改變加工者在複雜成型單元中對週期時間最佳化的思考方式?
- 多機器人運動學將週期時間最佳化從個別運動速度轉為系統層級的協調。當多個軸與模具移動曲線相互配合時,開模、取出、轉移及下游步驟之間的死時間即可重疊而非依序執行。加工者因此需將整個單元視為單一時間軸,調整各軸與周邊設備以消除閒置時間並穩定品質,而非將脫模與組裝視為獨立的附加作業。
- 在單一成型單元架構中集中控制機器人、周邊設備與品管,有何策略性優勢?
- 集中控制讓加工者能將模具移動、脫模、組裝、檢驗與緩衝作業編程為單一連貫流程,而非各自獨立的程式。這有助於提升 traceability 與驗證、簡化變更管理,並降低獨立控制器間隱藏互動的風險。在策略上,它支援高要求終端市場所需的一致文件、使複雜單元更易維護,並為未來導入線上品保與數據驅動最佳化提供 clearer 平台。
- 高度協調的機器人單元如何支援塑膠加工的永續性與材料效率目標?
- 當機器人、感測器與射出機共用同一控制環境時,單元可主動因應材料變異並維持穩定週期。線上稱重、自適應壓力曲線與整合品檢可減少廢料、提升回收料與填充複合材料的穩定性,並避免零件尺寸過大。此 tighter 製程窗口直接支援材料效率與能源目標,並提供文件化永續生產所需的數據基礎。
- 可擴展且易於改裝的自動化概念,對投資週期長且機台種類混雜的工廠有何意義?
- 可擴展且支援改裝的概念,讓工廠能逐步升級單元,新增先進機器人與控制系統,而無需提前汰換仍在運作的射出機。這對夾模力、控制世代與品牌各異的廠區尤其重要。它可建立統一的自動化標準、共同的培訓與備品策略,並在舊新設備間維持一致性能,進而降低生命週期成本,讓自動化升級在財務與操作上都更可行。
- 軸數增加與自動化密度提升,可能如何重塑成型廠的員工技能與安全實務?
- 當單元從單一機器人操作轉向多軸緊密協調自動化時,重點將移向程式設計、診斷與系統層級最佳化技能。操作人員需理解協調運動、碰撞監控與整合安全概念,而非僅熟悉基本機器人示教。同時,設計良好的多運動學系統可透過標準化介面與減少臨時機械方案來提升安全性,前提是工廠投入培訓並建立清晰的設定、維護與換模程序。
- 為何將脫模與下游組裝視為成型製程窗口的整合部分,而非獨立附加作業,日益重要?
- 脫模、嵌件處理與組裝直接影響零件品質、週期時間與產品可達成的複雜度。當這些步驟與模具本身在同一製程窗口內設計時,其時序與機構可配合高分子行為與冷卻曲線,降低應力、變形與變異。此整合觀點對高腔數、多成分與功能整合零件至關重要,因為下游作業已不再是可選附加項目,而是產品設計的核心關鍵。
來源與參考
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