慧聰塑料網訊：工業4.0已成為各個工業領域關注的問題，目前人們正努力通過各種途徑來實現這一愿景。“工業4.0”一詞泛指旨為實現生產流程自動化和網絡化以及制造環境數字化的所有努力。相對于以前更加側重于生產的優化途徑，現在的工業4.0途徑考慮的是以人為中心的整個產品生命周期，以及收集和系統化利用與產品關系較遠的各種數據，例如關于產品開發、制造或使用的數據。與其他領域一樣，塑料加工業正在以多種方式展示工業4.0帶來的各種可能性。其目標是在產品生命周期內使數字化和網絡化數據產生協同效應，最終目標是使企業提高成本效益。

ComoNeo：實現注塑成型效率最大化的流程監測系統

    在注塑成型生產環節，模內傳感器可以監測生產流程，從而提高生產透明度和效率。模腔壓力監測因與零件質量之間存在高度的關聯性，已被證明對于零件生產非常有效。基于模腔壓力監測的次品自動監測和分離一直是許多精密領域的行業標準，這項技術已幫助企業大幅節約了成本。而對在虛擬生產環境中獲取的數據進行校準則提供了進一步的可能性：不僅單個注塑成型周期，整個工藝流程都可監測、優化。

    基于模具傳感技術的流程監控

    基于模腔壓力和溫度來監測注塑成型過程是一種經過測試和檢驗的方法，能夠在保證質量的同時降低加工成本。流程偏差直接反映在模腔壓力曲線的曲線圖中。材料和其他干擾變量的偏差可直接反映在曲線圖形狀的變化上。因此，可利用信號評估生產零件的優劣。如果是次品，零件將被自動分離出來。所有評估結果將被保存，以便將來評估之用。曲線圖則可以在中央數據庫中統一保存和管理。

    數字化模具傳感器

    目前，模腔壓力只能通過壓電傳感器測量，因為壓電傳感器極具動態性，并且結合了超負荷能力和持續耐用的特點。由于壓電效應，測量元件將產生與壓力或壓強成正比的電荷。然后，電荷必須(通過非常高度絕緣的電纜和插入式連接器)傳輸到電荷放大器，將電荷信號轉換為電壓信號。通常，電荷放大器或系統監視儀被永久性安裝在機器上，并向機器控制平臺提供數字或模擬信號，可能是可視化曲線圖、機器人或廢品門的控制信號，亦或是生成諸如開關信號或控制建議信號等直接建議信號。

    基于網絡化的流程分析

    流程數據處理的關鍵因素包括網絡化和中央數據庫保存。奇石樂的注塑成型解決方案ComoDataCenter(CDC)系統會保存整個流程和生產數據，并按指令排列，尤其是與流程相關的數據，包括完整的曲線圖表。這意味著用戶可以通過設置簡單的過濾功能來搜索特定的數據集，然后再對其進行詳細的分析。評估功能僅用于流程數據，以及在少數情況下用于生產數據。測量曲線、好/壞結果和其他生產數據等實際數據由各種總線兼容的設備通過以太網連接提供。由此實現了公司內部網絡化，甚至可通過安全的互聯網實現全球范圍內的網絡化。例如，在2016年K展上，分布在整個展會現場的共12臺機器進行了聯網，現場展示了虛擬的網絡化生產環境。由于可視化也基于網絡技術，所以用戶不再被限定于具體位置或設備;他們可以在任何地方訪問單個注塑成型流程，以查看流程數據的詳細信息。

    流程分析示例

    以下示例說明了如何使用中央數據庫中保存的流程數據進行更廣泛的分析。這些分析超越了對單個注塑成型周期和不良品處理的評估，更便于對整個注塑成型流程進行評估。目前，用戶是基于個人的經驗和知識進行評估。但現在已采用智能算法來識別錯誤并向用戶提供糾正建議。

采用ComoDataCenter管理和分析注塑成型流程數據，可實現所有ComoNeo和CoMo注塑成型系統之間的聯網

    在帶有包塑的芯片卡生產過程中，監測最大壓力值尤其重要，因為插入的芯片會由于過大的壓力等原因遭到損壞。該圖右側顯示的是在遠離和靠近模具門的2.5mm壓力傳感器的模腔壓力曲線和監測窗口。趨勢分析會顯示曲線進入監測窗口時的值。很顯然，注塑成型流程非常恒定和穩健。監測壓力值的波動范圍僅為幾Bar。這使得過程能力指數(cpk)值大于5，證明生產非常穩定。

    在8腔連接器模具生產過程中，監測到的最大模腔壓力被視作零件填充不完整(又稱“欠注”)的指標。在這一生產過程中，可以看出大部分情況下模腔壓力符合監測限值，僅有少數幾處例外，卻發生了多個故障。模具配備有一個熱流道，每個模腔都有一個遠離澆口的1mm壓力傳感器用于監測。(為明確起見，該圖僅顯示了一個模腔。)注塑開始后的正弦振蕩表明熱流道控制器調整不到位，因此應通過優化控制參數來避免該等情況。最大壓力峰值的每個上下波動顯示導致殘品的隨機故障。低于最低限值的值表示欠注;超出值則表示過度填充。在這種情況下，如果用流道末端相同位置的溫度傳感器監測，則不能發現錯誤并將零件分離出來。

    工業4.0：為未來預防錯誤提供支持

    總而言之，我們可以說，模腔壓力技術為注塑成型提供了雙重優勢：有助于可靠地監測每一個獨立周期以及流程的長期開發。該技術已經使處理器能夠獨立于機器進行流程監測并避免出現殘品。未來開發也以幫助用戶預防錯誤并識別典型故障為目標。但就目前而言，只對特定的部分元素實施全自動流程控制可能更有意義。但ComoNeo提供的“助手”系統為用戶指出了正確方向，并幫助用戶啟動糾錯功能或設置具有同等復雜程度的系統。奇石樂將繼續投入大量資源用于該領域的開發。