控制工程學(xué)－不論是多成分注塑、模內(nèi)貼標(biāo)還是鑲件注塑，都普遍呈現(xiàn)出多加工環(huán)節(jié)整合為高度自動(dòng)化制造系統(tǒng)的趨勢，而這種趨勢正在業(yè)內(nèi)愈演愈烈。這種趨勢下，成本管理和生產(chǎn)周期方面使得控制工程學(xué)愈加復(fù)雜化，而新操控系統(tǒng)的橫空出世，卻為其撥開云霧見日明。

注塑行業(yè)呈現(xiàn)整合度和自動(dòng)化程度日益增強(qiáng)的趨勢，這不僅提高了對手動(dòng)操控的要求，也使得全自動(dòng)化注塑生產(chǎn)線需要面對越來越被頻頻提出的“操控簡化”的需求，希望設(shè)備和機(jī)器人僅僅負(fù)責(zé)執(zhí)行設(shè)定程序要求的任務(wù)即可。將二者的功能簡化縮少到僅保留重要功能也許可以解決這個(gè)問題，但是短期而言，在大多數(shù)情況下，這一解決方法是與注塑行業(yè)另一趨勢相抵觸的，即，生產(chǎn)機(jī)器設(shè)備靈活度的日益增強(qiáng)。奧地利Engel有限公司的產(chǎn)品開發(fā)人員充分從客戶希望簡化操控的愿望出發(fā)，采取的應(yīng)對策略并不是限制減少設(shè)備的功能，而是優(yōu)化人機(jī)交互界面。

Engel同時(shí)作為注塑設(shè)備和機(jī)器人的生產(chǎn)供應(yīng)商，從源頭上為完成這兩大模塊的操控整合奠定了基礎(chǔ)。其它供應(yīng)商提供的往往是簡單鏡像呈現(xiàn)機(jī)器人用戶操控界面在注塑設(shè)備上的監(jiān)控方式，仍需要操作者充分熟悉設(shè)備與機(jī)器人的兩種截然不同的操作原理，Engel的Euromap 67操控界面（見圖1）則與之不同。Engel產(chǎn)品開發(fā)人員的座右銘就是要讓任何能夠使用注塑設(shè)備的人員都能自如操控機(jī)器人，他們?yōu)橄到y(tǒng)增加了一個(gè)功能選項(xiàng)，通過Euromap 67交互操控界面，即可實(shí)現(xiàn)用操控機(jī)器人的程序來操控注塑設(shè)備。

簡易清晰的多語言操控系統(tǒng)
在Engel的操控體系中，RC 200機(jī)器人操控系統(tǒng)和CC 200注塑設(shè)備操控系統(tǒng)是緊密依存的。RC 200機(jī)器人操控系統(tǒng)是作為輔助系統(tǒng)，整合進(jìn)CC 200注塑設(shè)備操控系統(tǒng)的。為了在功能龐雜、結(jié)構(gòu)繁復(fù)的系統(tǒng)之下，實(shí)現(xiàn)迅速且簡易的程序設(shè)定和操控，操控系統(tǒng)為操作者提供不同等級(jí)的程序入口來進(jìn)入操控系統(tǒng)，從簡易圖解到全圖目標(biāo)定位順序講解。操控系統(tǒng)使用多種語言，同時(shí)兼顧設(shè)備操作員、設(shè)備設(shè)定員和程序員的需要，真正應(yīng)了Engel的另一句目標(biāo)座右銘“有定式，無程序”。機(jī)器人運(yùn)行程序可以用環(huán)形圖來簡要展示（見圖2）。單獨(dú)運(yùn)行動(dòng)作通過圖表生動(dòng)呈現(xiàn)在其暫存程序中，生成一個(gè)清晰簡要的機(jī)器人操作步驟，操作者還可進(jìn)一步查詢機(jī)器人當(dāng)前正處于哪個(gè)操作環(huán)節(jié)。僅需點(diǎn)擊一個(gè)按鈕，程序設(shè)定人員便可以選擇完全不同標(biāo)準(zhǔn)的程序，或者根據(jù)程序要求來調(diào)整其功能。

試驗(yàn)測試標(biāo)準(zhǔn)程序提供了廣泛的選擇空間，適用于操作者在不同自動(dòng)化用途中使用操控程序。并且程序設(shè)定員毋須任何設(shè)計(jì)方法指南，他/她僅僅需要選擇一個(gè)程序，隨后便可根據(jù)不同具體要求來調(diào)整生產(chǎn)加工程序。程序所需要的所有設(shè)定（定位、速度和次數(shù)），都在設(shè)定界面上清晰呈現(xiàn)（見圖3中圖）。只需點(diǎn)擊圖表程序按鈕即可打開這些界面。

為了應(yīng)對用戶更深層面的需要，RC 200拓展界面為設(shè)備操作者提供高難度控制任務(wù)的高效管理全系列功能。自動(dòng)程序可通過圖標(biāo)展示出來，將命令組插入程序，即使是復(fù)雜程序，也能夠生成簡單易懂的圖示。放大功能可以打開程序并展示各個(gè)程序的所有指令，需要插入的指令可以便捷地從海量功能列表中選出，并準(zhǔn)確插入程序中所需要的地方。點(diǎn)擊程序編輯器中的圖標(biāo)（見圖4）可以立即連通設(shè)定參數(shù)的各個(gè)界面，即便是復(fù)雜程序也可以迅速完成設(shè)定。

其便捷之處還不止如此，使用新Wizard軟件模塊，從生成到設(shè)定機(jī)器人程序，設(shè)備操作者從頭至尾都會(huì)得到詳盡的指引。操作者僅僅需要進(jìn)行是或否的選擇，在引導(dǎo)下回答完所有問題，便可逐步完成程序的所有設(shè)定（見圖3左圖）。

模擬圖表清晰展示了設(shè)備和機(jī)器人工作運(yùn)行整個(gè)程序的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。如果必須對程序參數(shù)做出一些改動(dòng)或者調(diào)整，可以通過已展示的程序直接進(jìn)行功能選擇。

充分考慮到用戶“操控簡化”的愿望，操控系統(tǒng)可根據(jù)操作者和具體要求，選擇適當(dāng)?shù)恼Z言模式，不同層次的工作人員從而都可以進(jìn)行生產(chǎn)的安全操作，可以說是真正為用戶實(shí)現(xiàn)了“有定式，無程序”的簡易便捷操控。

機(jī)器人與設(shè)備步調(diào)一致的合作

操控系統(tǒng)的整合更好地幫助操作者提升了注塑設(shè)備和機(jī)器人之間的配合度。整合后的Engel機(jī)器人掌握所有參數(shù)的進(jìn)程，能夠在模具完全打開之前就開始進(jìn)入模具，并且在合模還未結(jié)束時(shí)，就準(zhǔn)備好撤離。

移軸和脫模動(dòng)作的協(xié)調(diào)一直，充分實(shí)現(xiàn)了模具移除時(shí)間的優(yōu)化。同時(shí)，由于脫模和機(jī)器人移動(dòng)的同步運(yùn)作，也更進(jìn)一步提升了產(chǎn)量。

應(yīng)用在特別要求精準(zhǔn)度的生產(chǎn)上，例如，有些組件在注塑后需要進(jìn)一步加工，或者金屬成分需要加入進(jìn)模塑，移除更正功能就顯出其優(yōu)勢了。開模環(huán)節(jié)的成果，可以說差之毫厘，失之千里。將機(jī)器人整合進(jìn)注塑設(shè)備的操控系統(tǒng)，它便可以隨時(shí)掌握瞬間模具定位，能夠在線自動(dòng)調(diào)整移除或鑲件定位。機(jī)器人因此保障了重復(fù)生產(chǎn)的效率，且品質(zhì)始終如一地達(dá)到客戶要求。

操控系統(tǒng)整合的優(yōu)勢在Engel viper系列中更加得到凸顯。這一線性機(jī)器人在2010K展會(huì)上揭開了神秘面紗，它適用于5種規(guī)格生產(chǎn)，正常安全負(fù)荷可達(dá)6到60kg（見圖5）。控制工程學(xué)在前一代機(jī)器人的基礎(chǔ)更進(jìn)一步，這款新一代機(jī)器人全面提升了安全工作負(fù)荷、定位精準(zhǔn)度和靈活度，這三方面優(yōu)勢在整合操控系統(tǒng)中都得到了充分體現(xiàn)：

●“擺動(dòng)控制”減少了固有擺動(dòng)，提升了軌跡和定位精準(zhǔn)度，從而保障了生產(chǎn)周期的縮短，Engel 已為此項(xiàng)軟件設(shè)計(jì)注冊了專利。

●“重量識(shí)別”可以辨別機(jī)器人手臂上的重量，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)獲得專利。如果機(jī)器人手臂上的重量超過了預(yù)先設(shè)定值，機(jī)器人會(huì)減緩動(dòng)作，從而更加延長了其使用壽命。如果手臂上的重量未達(dá)到正常值，機(jī)器人會(huì)加速運(yùn)動(dòng)，從而提升生產(chǎn)線的產(chǎn)量。

●“效率控制”自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)器人在注塑設(shè)備外的等待時(shí)間，從而使其步調(diào)與生產(chǎn)周期一致，并且減少不必要的等待時(shí)間。這一功能不僅保障了機(jī)器人的機(jī)械部件的使用壽命，也極大節(jié)約了能耗。

除了程序設(shè)定和生產(chǎn)環(huán)節(jié)操作簡化，系統(tǒng)的整合也為用戶提高了生產(chǎn)率和生產(chǎn)穩(wěn)定性，并極大節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間。

單界面單數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

越來越多的注塑工廠使用中央電腦主機(jī)或者高級(jí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)來存儲(chǔ)、管理和處理生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，重要生產(chǎn)指標(biāo)，例如生產(chǎn)模塊的使用或質(zhì)量相關(guān)參數(shù)，都可以通過中央控制電腦主機(jī)加以監(jiān)控，所有注塑設(shè)備和機(jī)器人也可以由此聯(lián)系成網(wǎng)絡(luò)，其運(yùn)行數(shù)據(jù)會(huì)從公共界面反映到高級(jí)系統(tǒng)。從控制工程學(xué)的角度而言，如果生產(chǎn)模塊中的一個(gè)獨(dú)立組件已經(jīng)形成了一個(gè)環(huán)節(jié)，其涉及到的工作量則會(huì)得到減少。

電腦主機(jī)不僅能夠監(jiān)控生產(chǎn)，Virtmould軟件模塊還可以進(jìn)行加工程序的模擬，通過在電腦主機(jī)監(jiān)控器上完美逼真地成像生產(chǎn)控制界面，還可以在不中斷生產(chǎn)的前提下，隨時(shí)進(jìn)行程序可以設(shè)定、測試和優(yōu)化。

Engel培訓(xùn)中心也與virtmould合作，這樣以來，即便是剛剛開始接受基礎(chǔ)培訓(xùn)的操作者，也可以逐步掌握這一實(shí)用高效的模擬工具。

用戶得以從“市場商人”的角色解脫

如果注塑設(shè)備和機(jī)器人設(shè)備是分別獨(dú)立采購，僅僅是在用戶的生產(chǎn)場地才連接在一起使用，那么就容易凸顯出弊端來。一方面，從控制工程學(xué)角度來看，根據(jù)歐盟法律，在這種情況下，用戶充當(dāng)了整個(gè)系統(tǒng)的“市場商人”角色，因此要承擔(dān)安全性和一致性的責(zé)任。即便注塑設(shè)備已經(jīng)有了原供應(yīng)商的CE標(biāo)志，一旦與機(jī)器人連接安裝在一起，則可以理解為設(shè)備被改裝了，這一CE標(biāo)志也不再有任何意義。根據(jù)法令要求，用戶便需要承擔(dān)起對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行整體測試和認(rèn)證的責(zé)任，但許多用戶并不知曉這一點(diǎn)，或者并未加以重視。而另一方面，如果設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)是源自同一供應(yīng)商出品，那么便由供應(yīng)商便承擔(dān)起“市場商人”的角色，他們有責(zé)任進(jìn)行系統(tǒng)整體測試，并為其CE一致性負(fù)責(zé)。

因?yàn)橐粋€(gè)供應(yīng)商對整個(gè)系統(tǒng)負(fù)有全責(zé)，從而操作過程中出現(xiàn)的問題往往可以更加高效地解決。如果設(shè)備和機(jī)器人是來自于不同供應(yīng)商，一旦發(fā)生失誤情況，對口接洽的人就需要花時(shí)間去溝通協(xié)調(diào)，不僅造成延誤，甚至可能出現(xiàn)無法明確失誤原因責(zé)任方的問題。

最新動(dòng)態(tài)：完整IRB整合

在Engel系統(tǒng)體系中，不僅僅線性機(jī)器人可以完全整合進(jìn)設(shè)備操控系統(tǒng)。在去年10月的K展上，設(shè)備工程公司和自動(dòng)化專家證實(shí)，多軸工業(yè)機(jī)器人也可實(shí)現(xiàn)整合進(jìn)操控系統(tǒng)。

Engel victory 330H/200V/120聯(lián)合系統(tǒng)用于生產(chǎn)醫(yī)藥技術(shù)上使用的雙材質(zhì)活栓時(shí)，將St?ubli機(jī)器人操控系統(tǒng)被完全整合進(jìn)victory設(shè)備的CC 200系統(tǒng)，在脫模和檢驗(yàn)環(huán)節(jié)之后，St?ubli六軸機(jī)器人便會(huì)根據(jù)型腔自動(dòng)分類存放（見圖6）。

Engel RC 200及CC 200操控系統(tǒng)能夠控制線性機(jī)器人的x、y、z軸，以及工業(yè)生產(chǎn)機(jī)器人的六個(gè)旋轉(zhuǎn)軸（見圖7）。多軸工業(yè)機(jī)器人（IRB）的程序可以通過使用RC 200操控系統(tǒng)的圖表式指令來生成，IRB額外的動(dòng)作指令準(zhǔn)確無誤地匹配拓展界面的圖表界面。只要是會(huì)生成線性機(jī)器人動(dòng)作程序的操作員，就能夠迅速掌握機(jī)器人關(guān)節(jié)軸臂的編程。未來自動(dòng)化程度日益提升的趨勢是無法逆轉(zhuǎn)的，設(shè)備制造和塑料數(shù)據(jù)處理都唯有積極面對，而整合系統(tǒng)的橫空出世，無疑會(huì)成為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)的有力工具。