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文章詳情
上下料工業(yè)機(jī)器人組合中央供料系統(tǒng)投料應(yīng)用在造粒擠出生產(chǎn)線上
日期：2025-04-20 20:45
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摘要：上下料工業(yè)機(jī)器人組合中央供料系統(tǒng)投料應(yīng)用在造粒擠出生產(chǎn)線上，中央供料系統(tǒng)，上下料工業(yè)機(jī)器人塑料行業(yè)應(yīng)用
上下料工業(yè)機(jī)器人組合中央供料系統(tǒng)投料應(yīng)用在造粒擠出生產(chǎn)線上，中央供料系統(tǒng)，上下料工業(yè)機(jī)器人塑料行業(yè)應(yīng)用
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### **上下料工業(yè)機(jī)器人+中央供料系統(tǒng)在造粒擠出生產(chǎn)線中的應(yīng)用方案**
#### **一、系統(tǒng)組成與功能**
| **模塊** | **核心功能** | **技術(shù)參數(shù)** |
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| **工業(yè)機(jī)器人（上下料）**| 完成原料袋/噸包拆垛、空托盤回收、成品料袋碼垛 | 負(fù)載50~200kg，重復(fù)定位精度±0.1mm，IP67防護(hù) |
| **中央供料系統(tǒng)** | 原料干燥（露點≤-40℃）、精準(zhǔn)配比（±0.1%）、真空/正壓輸送（500~3000kg/h） | 多倉位儲料（PE/PP/再生料）、在線金屬檢測 |
| **擠出造粒主機(jī)** | 雙螺桿擠出、熔融造粒（溫度控制±1℃）、水環(huán)切粒/風(fēng)冷切粒 | 產(chǎn)能1~5t/h，螺桿直徑75~150mm |
| **智能控制中心** | PLC+機(jī)器人控制器+SCADA系統(tǒng)，實現(xiàn)全流程協(xié)同控制（OPC UA協(xié)議） | 配方存儲≥200組，支持遠(yuǎn)程故障診斷
#### **二、工作流程**
1. **原料入庫與預(yù)處理**
- **機(jī)器人拆垛**：機(jī)械臂抓取噸包/袋裝原料，自動破包并倒入儲料罐。
- **中央供料**：原料經(jīng)干燥（濕度≤0.02%）、篩分（80目除雜）后，按配方配比輸送至擠出機(jī)。
2. **擠出造粒**
- 熔融擠出：雙螺桿擠出機(jī)將混合料塑化，經(jīng)模頭擠出成條狀。
- 切粒與冷卻：水環(huán)切粒機(jī)造粒，冷卻后振動篩分（粒徑2~5mm）。
3. **成品處理**
- **機(jī)器人碼垛**：成品顆粒自動稱重、裝袋，機(jī)械臂碼垛（垛型可編程）。
- **廢料回用**：邊角料經(jīng)粉碎機(jī)處理后，由中央供料系統(tǒng)自動摻混回用（比例≤30%）。
#### **三、技術(shù)優(yōu)勢**
1. **全流程自動化**
- **無人化作業(yè)**：從原料拆垛到成品碼垛，人工干預(yù)減少90%，24小時連續(xù)生產(chǎn)。
- **快速換產(chǎn)**：配方一鍵切換（含清洗程序），換型時間從4小時縮短至30分鐘。
2. **精準(zhǔn)控制與質(zhì)量提升**
- **稱重配比**：失重式計量誤差≤0.1%，確保再生料/色母/添加劑比例穩(wěn)定。
-**溫度閉環(huán)**：PID控制各溫區(qū)（±1℃），避免材料降解（如PA66熱分解）。
3. **節(jié)能與降本**
- **余熱利用**：擠出機(jī)廢熱回收用于原料預(yù)干燥，能耗降低25%。
- **廢料回用**：在線粉碎閉環(huán)系統(tǒng)，原料利用率提升至98%，年節(jié)省成本超50萬元（以1萬噸產(chǎn)能計）。
#### **四、典型應(yīng)用案例**
**案例1：再生PE造粒生產(chǎn)線**
- **需求**：處理30%再生PE+70%新料，每日換色3次，產(chǎn)能2t/h。
- **方案**：
- 機(jī)器人：ABB IRB 6700（負(fù)載200kg），拆垛速度15袋/小時。
- 中央供料：雙塔干燥（露點-45℃）+雙螺桿強(qiáng)制喂料（防架橋）。
- 擠出機(jī)：科，亞TE-75同向雙螺桿，配自動換網(wǎng)器（過濾精度120目）。
- **效果**：
- 人工從6人/班減至1人監(jiān)控，年節(jié)省人力成本80萬元。
- 顆粒色澤一致性（ΔE≤1.5），客戶投訴率下降95%。
**案例2：高填充碳酸鈣母粒生產(chǎn)**
- **挑戰(zhàn)**：70%碳酸鈣填充PP，易架橋、粉塵大。
- **方案**：
- 機(jī)器人加裝負(fù)壓吸盤，防止粉體揚(yáng)塵。
- 中央供料系統(tǒng)配置密相氣力輸送（輸送壓力0.8MPa），防止粉體沉積。
- 擠出機(jī)螺桿鍍硬鉻（耐磨壽命提升3倍）。
- **成果**：
- 填充量波動從±5%降至±0.8%，拉伸強(qiáng)度達(dá)標(biāo)率100%。
- 車間粉塵濃度≤1mg/m3，通過ISO 14001認(rèn)證。
#### **五、經(jīng)濟(jì)效益分析（以年產(chǎn)1萬噸生產(chǎn)線為例）**
| **指標(biāo)** | **傳統(tǒng)人工模式** | **機(jī)器人+中央供料系統(tǒng)** | **年收益提升** |
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| 人力成本 | 120萬元（20人×6萬） | 24萬元（4人） | **+96萬元** |
| 原料損耗 | 5%（500噸，250萬元）| 0.8%（80噸，40萬元） | **+210萬元** |
| 能耗費用 | 180萬元 | 135萬元 | **+45萬元** |
| 停機(jī)損失 | 50萬元 | 10萬元 | **+40萬元** |
| **總收益** | **400萬元** | **209萬元** | **年節(jié)省391萬元** |
**投資回收期**：系統(tǒng)總投資約500萬元 → **回收期≈1.3年**。
#### **六、選型與實施建議**
1. **機(jī)器人選型**
- **負(fù)載**：根據(jù)原料包重量選擇（噸包常用200kg級）。
- **防護(hù)**：IP67防護(hù)（防粉塵、水汽），食品級潤滑脂（接觸原料場景）。
2. **供料系統(tǒng)匹配**
- **輸送方式**：粉體用密相氣力輸送，顆粒用真空輸送。
- **干燥能力**：按擠出量1.5倍配置（如2t/h擠出需3t/h干燥機(jī)）。
3. **集成難點解決**
- **通信協(xié)議**：統(tǒng)一采用Profinet或EtherCAT，避免多品牌設(shè)備兼容問題。
- ****防護(hù)**：設(shè)置光柵+急停按鈕，確保人機(jī)協(xié)作**（符合ISO 10218）。
#### **七、未來趨勢**
1. **AI視覺質(zhì)檢**：在線檢測顆粒顏色、粒徑，實時調(diào)整工藝參數(shù)。
2. **數(shù)字孿生**：虛擬調(diào)試減少試機(jī)損耗，優(yōu)化機(jī)器人運動路徑。
3. **碳中和工廠**：集成光伏+儲能系統(tǒng)，實現(xiàn)造粒生產(chǎn)零碳排。
### **總結(jié)**
**上下料工業(yè)機(jī)器人+中央供料系統(tǒng)**的組合，為造粒擠出生產(chǎn)線帶來**高效、精準(zhǔn)、綠色**的**升級。企業(yè)通過該方案可顯著降低人力依賴、提升產(chǎn)品一致性，并滿足嚴(yán)苛的環(huán)保要求。建議優(yōu)先在**高填充、多品種、大規(guī)模**的生產(chǎn)場景中部署，同時關(guān)注系統(tǒng)集成商的技術(shù)實力與行業(yè)經(jīng)驗，確保項目高效落地。
