人工智能如何优化注塑成型？

人工智能 (AI) 在利用数据来提高机器（包括注塑机）性能方面发挥着越来越大的作用。

制造业中的人工智能包含一系列技术，这些技术使机器能够以模仿人类的智能方式运行。机器学习和自然语言处理帮助机器不断获得人类学习、判断和解决问题的能力。数据增强的效率使流程运行得更快、更具成本效益。

随着处理器转向自动化，人工智能变得越来越重要

“人工智能在机械工程中变得越来越重要，因为越来越小的批量和越来越短的产品生命周期更加需要高效灵活的自动化注塑工艺，”阿博格(Arburg)研发总监 Werner Faulhaber 说，“人工智能的应用案例包括机器人系统的自动编程、有针对性的故障修复以及具有‘智能’图像处理功能的备件系统。阿博格正在逐步使注塑成型更加智能——确保机器不断学习、保持自身稳定，甚至在未来能够进行自我优化。”

通过利用现代塑料加工设施产生的大量数据，人工智能可以提高机器性能（来源：互联网）

阿博格通过结合机器、自动化和专有 IT 解决方案形成灵活且可控的生产系统。该公司的 Gestica 控制系统及其智能助手功能，是这些系统的组成部分。“例如，所有 KUKA 六轴机器人都标配了新的 Gestica 用户界面，”Faulhaber 指出，“它简化了编程以及过程数据的监控、存储和评估。”

阿博格正在开发的一项应用是其 Multilift 线性机器人系统的自动编程。“我们的想法是，操作员只需输入目的地，就像使用汽车导航设备一样，系统会自动计算最佳路线。对于机器人系统来说，这意味着操作员只需输入开始和结束位置，其余的由控制系统负责。”

在过去几年中，威猛巴顿菲尔（Wittmann Battenfeld）在其注塑机和辅助机器产品组合中完全采用了工业 4.0 连接，并在其机器人中使用人工智能来监控周期时间并控制机器人在注塑机外的速度。

该公司的机器学习能力——HiQ Flow 和 CMS 技术——将于 10 月 19 日至 26 日在德国杜塞尔多夫举行的2022年 K 展上展出。使用 HiQ Flow，投资回报率（ROI）的速度可以短至几个周期，并且该软件通常可以改装到配备 B8 机器控制的其他注塑机上。CMS Pro 版本将在晚些时候提供。

“该技术从当前参数中得出新结论，因此在监控性能时变得越来越智能，”产品经理 Christian Glueck说道 ,“我们将其限制为有条不紊地确定参数。因此，使用该技术所需的时间很短，价格也很划算。”

人工智能与机器学习

比较人工智能和机器学习，Glueck 说：“人工智能实际上需要更高的时间投资，相应地，也需要更高的财务投资。必须从运行过程中记录大量参数，并根据偏差确定相关参数。这些参数将与产品的测量数据进行比较。”

基于材料变化、环境温度、机器磨损、模具磨损和其他影响因素，“人工智能可以确定需要更改哪些机器参数，以便在其质量公差范围内生产产品。这可能需要几个月的时间，因为必须首先出现错误才能从中吸取教训。”

威猛与奥地利的 Montanuniversität Leoben 大学共同资助了这样一个评估项目，“但我们发现人工智能可用于生产 的时间节点可能会受到质疑，因为除了对流程进行长期调查外，还必须通过人力处理它。”

该公司的生态模式（Eco-Mode）通过确保机器人的运行速度不会超过必要的速度，来减少机器人的磨损——最终节省维护和能源成本。作为许多 威猛机器人的标准配置，Eco-Mode “不需要特殊的编程，也无需 IMM 或操作员/编程人员的接口”。威猛美国机器人和自动化全国销售经理 Jason Long 说道，“最终用户所要做的就是告诉机器人在模具打开之前它应该在多少秒内返回 IMM。”

另一个威猛功能，Eco-Vac 通过在机器人上设置一些参数并允许机器人关闭或打开其真空电路来节约能源。“机器人监控用于从模具中取出零件的电路的真空度。如果机器人在被告知之前已经感应到真空降低到可以放下零件的水平，机器人将打开真空，直到再次达到安全水平，然后再关闭。” 此功能减少了每个机器人使用的压缩空气量，“并且每个机器人每年可以为客户节省数百美元”。

仅仅收集数据是不够的

Faulhaber 警告说，随着人工智能和机器学习被进一步用于改进注塑操作，仅仅收集数据并不足以优化流程。“您还需要流程专业知识和领域知识。未来，直接在控制单元中评估许多数据将提供进一步的附加值。”

ENGEL e-motion 160 combi M将在K展展示洁
净室条件下医疗诊断组件的成型（© ENGEL）

Arburg 使用人工智能“利用多年来收集的工艺、材料和机械方面的经验和数据来开发主模型”。Faulhaber 继续说，“然后，客户可以在‘边缘’上锐化提供的主模型并优化他们的流程。阿博格内部开发的 Gestica 控制系统、Arburg 主机系统和 arburgXworld 客户门户在这方面具有优势。

“Arburg 的中期目标之一是开发定制注塑机的数字双胞胎系统。这将为模拟循环和进行能量预测开辟全新的可能性。此外，机器的 3D 视图和安装计划（存储在 arburgXworld 客户门户和控制系统中）可为操作员提供支持。”Faulhaber 说。

双组份医疗诊断组件的注塑技术有了新突破

智能辅助系统使生产过程更加稳定和安全，这解释了为什么医疗技术和药品领域的关注点越来越转向智能辅助系统的原因。

来自 Engel 的新型全电动注塑机和配套的人工智能驱动工作单元减少了生产车间的占地面积和能源消耗，同时产量翻了一番。

Engel e-motion 160 combi M将于 10 月的德国杜塞尔多夫 K 展上首次亮相。仅具有 160 吨的锁模力和中心转盘，combi M 拥有两个注射单元—— 一个安装在定模板上，第二个安装在动模板上。由于中心转盘将注塑机的合模区从中心分开，两个模具可以并行运行。

combi M 的一种理想应用是在洁净室条件下成型用于医疗诊断的试样容器。这些由两部分组成的部件将在K展 15 号展厅 C58 展位展示。首先，具有圆柱形腔的主要部件使用黑色染色的聚碳酸酯进行注塑。然后在第二成型步骤中，中心转盘旋转 180 度，透明PC透镜盖对圆柱形腔形成密封。

该过程将由一对机器人辅助——一台 Engel viper 20 将取走两个组件并将它们放入托盘中，而一个 e pic 机器人将把托盘堆叠在盒子中，然后通过集成的托盘服务器卸出它们。

硬件的支撑来自 Engel  inject 4.0 套件的一系列“智能”系统，包括：
◆iQ weight control ，可检测注射量和材料粘度的波动，并在同一周期中的有效限度内自动进行补偿；
◆iQ flow control，通过根据设定值控制单个冷却回路中的温差，确保恒定的温控制比率；
◆iQ process observer，它监控整个过程。这个人工智能平台同时分析数百个参数，并清晰地显示出与参考质量相关的偏差。

由于采用中心转盘，combi M 占地面积减少了大约 20%。该公司指出，一个类似的带有垂直转盘的 32 腔模具至少需要一台 280 吨锁模力的注塑机。

模块化、高输出模内贴标系统首次亮相 K 2022

作为薄壁包装模具和自动化系统的供应商， 穆勒科技（Muller Technology）将在 K 2022 展会上展示其最新的模内贴标 (IML) 自动化技术。交钥匙系统将在 BMB SpA 展位的 700 吨注塑机上运行( 13 号展厅A33) 。

IML 单元将在具有视觉检测和下游自动化功能的八腔模具中生产圆形容器。穆勒集团首席执行官 Thomas Federer 表示，IML 创新代表了模块化、高输出系统的最新技术。“它满足了当今寻求出色外观、高生产灵活性和生产力以及增强用户交互和工业 4.0 数据交换能力的品牌商和加工商的需求。”Federer 说。穆勒科技表示，第一个 IML 生产系统已经出售给一家领先的欧洲包装制造商。

IML 生产单元将生产 100% 单一材料容器，该容器由标签制造商 MCC Verstraete 提供的完全可回收聚丙烯 （PP）结构和环绕式底部 PP 标签组成。大批量生产单元每年可生产超过 4000 万个容器，用于食品、乳制品和其他消费品包装。

穆勒科技的 IML 单元采用模块化设计，具有灵活性和多功能性，并且可以通过装箱系统进行增强。得益于独特的能量回收技术，自动化模块比标准系统消耗更少的能量。动态输入功能使用人工智能（AI）编程对机器人和总循环时间进行自我优化。先进的视觉系统专为 IML 应用而设计。

穆勒科技的模具设计最大限度地减少了维护并延长了模具寿命。它提供快速更换功能，可实现快速、安全和无损坏的产品更换。IML自动化系统还兼容Holy Grail 2.0智能分拣系统，保证标签识别，满足循环经济要求。 

来源：荣格-《国际塑料商情》

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