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上下料工業機器人組合中央供料系統投料應用在造粒擠出生產線上
日期：2025-04-25 12:03
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摘要：上下料工業機器人組合中央供料系統投料應用在造粒擠出生產線上，中央供料系統，上下料工業機器人塑料行業應用
上下料工業機器人組合中央供料系統投料應用在造粒擠出生產線上，中央供料系統，上下料工業機器人塑料行業應用
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### **上下料工業機器人+中央供料系統在造粒擠出生產線中的應用方案**
#### **一、系統組成與功能**
| **模塊** | **核心功能** | **技術參數** |
|-------------------------|-----------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------|
| **工業機器人（上下料）**| 完成原料袋/噸包拆垛、空托盤回收、成品料袋碼垛 | 負載50~200kg，重復定位精度±0.1mm，IP67防護 |
| **中央供料系統** | 原料干燥（露點≤-40℃）、精準配比（±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** | 雙螺桿擠出、熔融造粒（溫度控制±1℃）、水環切粒/風冷切粒 | 產能1~5t/h，螺桿直徑75~150mm |
| **智能控制中心** | PLC+機器人控制器+SCADA系統，實現全流程協同控制（OPC UA協議） | 配方存儲≥200組，支持遠程故障診斷
#### **二、工作流程**
1. **原料入庫與預處理**
- **機器人拆垛**：機械臂抓取噸包/袋裝原料，自動破包并倒入儲料罐。
- **中央供料**：原料經干燥（濕度≤0.02%）、篩分（80目除雜）后，按配方配比輸送至擠出機。
2. **擠出造粒**
- 熔融擠出：雙螺桿擠出機將混合料塑化，經模頭擠出成條狀。
- 切粒與冷卻：水環切粒機造粒，冷卻后振動篩分（粒徑2~5mm）。
3. **成品處理**
- **機器人碼垛**：成品顆粒自動稱重、裝袋，機械臂碼垛（垛型可編程）。
- **廢料回用**：邊角料經粉碎機處理后，由中央供料系統自動摻混回用（比例≤30%）。
#### **三、技術優勢**
1. **全流程自動化**
- **無人化作業**：從原料拆垛到成品碼垛，人工干預減少90%，24小時連續生產。
- **快速換產**：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. **精準控制與質量提升**
- **稱重配比**：失重式計量誤差≤0.1%，確保再生料/色母/添加劑比例穩定。
-**溫度閉環**：PID控制各溫區（±1℃），避免材料降解（如PA66熱分解）。
3. **節能與降本**
- **余熱利用**：擠出機廢熱回收用于原料預干燥，能耗降低25%。
- **廢料回用**：在線粉碎閉環系統，原料利用率提升至98%，年節省成本超50萬元（以1萬噸產能計）。
#### **四、典型應用案例**
**案例1：再生PE造粒生產線**
- **需求**：處理30%再生PE+70%新料，每日換色3次，產能2t/h。
- **方案**：
- 機器人：ABB IRB 6700（負載200kg），拆垛速度15袋/小時。
- 中央供料：雙塔干燥（露點-45℃）+雙螺桿強制喂料（防架橋）。
- 擠出機：科，亞TE-75同向雙螺桿，配自動換網器（過濾精度120目）。
- **效果**：
- 人工從6人/班減至1人監控，年節省人力成本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**
- **挑戰**：70%碳酸鈣填充PP，易架橋、粉塵大。
- **方案**：
- 機器人加裝負壓吸盤，防止粉體揚塵。
- 中央供料系統配置密相氣力輸送（輸送壓力0.8MPa），防止粉體沉積。
- 擠出機螺桿鍍硬鉻（耐磨壽命提升3倍）。
- **成果**：
- 填充量波動從±5%降至±0.8%，拉伸強度達標率100%。
- 車間粉塵濃度≤1mg/m3，通過ISO 14001認證。
#### **五、經濟效益分析（以年產1萬噸生產線為例）**
| **指標** | **傳統人工模式** | **機器人+中央供料系統** | **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** |
| 停機損失 | 50萬元 | 10萬元 | **+40萬元** |
| **總收益** | **400萬元** | **209萬元** | **年節省391萬元** |
**投資回收期**：系統總投資約500萬元 → **回收期≈1.3年**。
#### **六、選型與實施建議**
1. **機器人選型**
- **負載**：根據原料包重量選擇（噸包常用200kg級）。
- **防護**：IP67防護（防粉塵、水汽），食品級潤滑脂（接觸原料場景）。
2. **供料系統匹配**
- **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）。
3. **集成難點解決**
- **通信協議**：統一采用Profinet或EtherCAT，避免多品牌設備兼容問題。
- ****防護**：設置光柵+急停按鈕，確保人機協作**（符合ISO 10218）。
#### **七、未來趨勢**
1. **AI視覺質檢**：在線檢測顆粒顏色、粒徑，實時調整工藝參數。
2. **數字孿生**：虛擬調試減少試機損耗，優化機器人運動路徑。
3. **碳中和工廠**：集成光伏+儲能系統，實現造粒生產零碳排。
### **總結**
**上下料工業機器人+中央供料系統**的組合，為造粒擠出生產線帶來**高效、精準、綠色**的**升級。企業通過該方案可顯著降低人力依賴、提升產品一致性，并滿足嚴苛的環保要求。建議優先在**高填充、多品種、大規模**的生產場景中部署，同時關注系統集成商的技術實力與行業經驗，確保項目高效落地。
