專注于個性化定制、集成、節(jié)能的新型混合機(jī)臺

王塑 編譯

(全國橡塑機(jī)械信息中心，北京 100143）

經(jīng)過五年的幕后產(chǎn)品開發(fā),雅典娜自動化公司已經(jīng)準(zhǔn)備好大放異彩。今年5月,赫斯基注塑成型系統(tǒng)的創(chuàng)始人Robert D. Schad的最新創(chuàng)意首次向客戶和媒體敞開了大門。在靠近多倫多機(jī)場的Vaughan,Ont., 雅典娜自動化公司已經(jīng)啟動了一個針對聚酯瓶預(yù)成型、包裝、瓶塞、醫(yī)療和工業(yè)部件的混合注壓機(jī)和側(cè)向喂料自動機(jī)械設(shè)備。

該公司最初的重點是聚酯瓶預(yù)成型。它與意大利的 SIPA 公司合作，提供從料胚發(fā)展到灌裝和托盤包裝的整體解決方案。SIPA 在全球獨家基礎(chǔ)上不斷變換品牌,負(fù)責(zé)銷售、客戶服務(wù)、聚酯瓶坯系統(tǒng)的集成等,雅典娜公司并以自己的品牌提供其他應(yīng)用。

雅典娜公司購買組件后組裝機(jī)器,其中許多部件都是由本地供應(yīng)商定制。在占地20英畝，面積為40 000 ft2的工廠中，雇傭了58名工人,包括一些前赫斯基和恩格爾的機(jī)械員工。雅典娜公司初步預(yù)計在2015年增設(shè)第二個面積更大的廠房建筑。

1 清潔、緊湊、高效

從赫斯基公司（Husky）退休后，謝德先生（Robert D. Schad）向一家風(fēng)險投資公司出售了自己的股權(quán)，并于2008年開設(shè)了雅典娜自動化有限公司(athenaautomation.com)。他的目標(biāo)是嘗試一些新的方法來創(chuàng)造一個“專注于能源效率、過程可重復(fù)性,并降低了空間需求的高度個性化定制平臺?！苯Y(jié)果，一些簡潔方便的設(shè)計產(chǎn)生了，這些設(shè)計是為簡便自動化集成,熱流道控制，復(fù)式噴射,層疊模具，旋轉(zhuǎn)立方體模具、型內(nèi)組裝、型內(nèi)標(biāo)簽等量身定制的。

它的第一個產(chǎn)品是150 t壓力機(jī),其中幾臺已售出。第一個工業(yè)設(shè)備在2013年9月的慕尼黑展覽會和10月的K展上展出。A300（300 m/t）在2013年晚些時候投入使用,雅典娜公司正考慮在將來將尺寸增加到450 m/t。

SIPA 提供了500 m/t的預(yù)成型注射機(jī)，適用于大批量生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的144腔數(shù)的軟飲料和水瓶模具。雅典娜公司的小機(jī)器以96腔為目標(biāo),謝德先生（Robert D. Schad）將其描述為用一個特定應(yīng)用程序?qū)⒍ㄖ破款A(yù)調(diào)整為可能的最小重量成為市場的新“甜蜜點”。

A150（150 m/t）也適用于往復(fù)式螺桿（直徑85 mm）或帶有旋轉(zhuǎn)關(guān)閉噴嘴和靜態(tài)混合器的兩段定螺桿/柱塞系統(tǒng)(85+85mm)。較大的注射單元也被設(shè)計出來,以便每個夾具的尺寸最終可以匹配三個注射單元的尺寸,每個單元可以接受三個螺桿直徑。雅典娜公司目前在他的實驗室中使用往復(fù)螺桿和二段注射機(jī)型A150和A300用于演示和模具試驗。

雅典娜公司的機(jī)械具有一個最短的雙板合模行程。在固定的平面上通過四個合模油缸，電動伺服驅(qū)動器驅(qū)動其合模行程、注射器和鎖緊葉片。夾持壓力,塑化,注射是由電動伺服驅(qū)動液壓齒輪泵驅(qū)動的。在動力制動過程中,動力又恢復(fù)并返饋給動力系統(tǒng)。

據(jù)雅典娜公司的報告,這個配置使用很少的液壓油和伺服閥,并且可提供的動力效率幾乎相同于全電動機(jī)械。根據(jù)銷售副總裁(赫斯基的校友）Jim Overbeeke的話,在24和32腔內(nèi)A150和A300對全電動成型的兩個品牌的三個測試顯示了能源效率。他說，A150的能源使用情況不到全液壓機(jī)輔助的能源消耗的50%。

雅典娜說，新機(jī)器的運行速度也很快。一臺A150示出了一種非聚酯包裝的應(yīng)用——在6個型腔中成型聚丙稀酸奶杯，周期為4.4 s。雅典娜實驗室中的A300，在32腔中成型低密度聚乙烯瓶塞，周期為7.7 s。

模具制造者可能會從雅典娜公司工廠本身的設(shè)計中獲得提高能源效率的想法，據(jù)說在加拿大是最節(jié)能的工業(yè)建筑之一。該建筑以屋頂?shù)奶柲茈姵匕?、地?zé)峁┡椭评?、大的采光天?動態(tài)感應(yīng) LED照明,用于實驗室機(jī)器的變速驅(qū)動裝置的樹脂烘干機(jī)等為特征。

這個整體基礎(chǔ)尺寸高達(dá)300 m/t的新機(jī)械在結(jié)構(gòu)上的設(shè)計非常嚴(yán)格，見圖1。夾持裝置被設(shè)計的比其他的雙平板設(shè)計偏差量小的多。A300型的偏差相當(dāng)于三平板設(shè)計，由液壓機(jī)集中支持, 夾持器依托于直線軸承,所以在拉桿上沒有潤滑油, 只在“清潔”的成型條件下工作。密封、水冷式伺服電機(jī)和平板機(jī)下150 mm的底板間隙提高了清潔度，因為其更容易清洗。更重要的是,所有的公用設(shè)施(空氣、水、真空)是在機(jī)器末端通過機(jī)器底座和連接管路集成在一起的，見圖2。

2 易于集成

雅典娜公司設(shè)計的側(cè)向進(jìn)料自動機(jī)械設(shè)備具有高速,緊湊,與平板機(jī)容易集成等特點。在雙軸聚酯型內(nèi)設(shè)置冷卻裝置，使末端工具與模具容易轉(zhuǎn)換裝配,或用第三軸(垂直或“y”軸)通用型。第四軸疊加功能也是可用的。對于聚酯材料的應(yīng)用,多達(dá)三個冷卻站可以內(nèi)置在全電動機(jī)械或側(cè)裝在與自動機(jī)械平行安裝的夾持裝置中。

全電動機(jī)械安裝在機(jī)器底座,去除了設(shè)備機(jī)架，聲稱只有0.6 s左右的時間誤差,緊靠著機(jī)器的Z形折疊,方便運輸和快速安裝。同時也不需要單獨的機(jī)械自動控制,因為它與電機(jī)控制器完全集成。

機(jī)械控制還集成了熱流道控制,因此也不需要單獨的控制器。目前,雅典娜公司正在使用Mold-Masters熱流道（最近由Milacron LLC收購）。

圖1 機(jī)器的安裝

圖2 公共設(shè)施與機(jī)器的集成

操作工控制接口是用一個15寸的觸屏機(jī)（見圖3）實現(xiàn)的，智能工具提示條幫助操作者很容易找到所有的功能,并通過不同的按鈕顏色區(qū)分不同的功能。所有的設(shè)置都可以用兩個信號完成。周期時間永久顯示在屏幕的頂部,各儀表盤實際值可以在任何時間顯示。其他功能包括一鍵自動關(guān)閉或啟動、集成機(jī)器手冊和示意圖,模型維護(hù)跟蹤和實時的能源管理屏幕，屏幕可顯示過程中能源的消耗時間。

能耗均可從每臺機(jī)器上直觀的看到，以幫助調(diào)整過程使能源消耗達(dá)到最小。選項包括遠(yuǎn)程故障排除、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，機(jī)器狀態(tài)的電子郵件通知。

圖3 機(jī)器的操作控制