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上下料工业机器人组合中央供料系统投料应用在造粒挤出生产线上
日期：2025-04-29 15:12
浏览次数：21
摘要：上下料工业机器人组合中央供料系统投料应用在造粒挤出生产线上，中央供料系统，上下料工业机器人塑料行业应用
上下料工业机器人组合中央供料系统投料应用在造粒挤出生产线上，中央供料系统，上下料工业机器人塑料行业应用
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### **上下料工业机器人+中央供料系统在造粒挤出生产线中的应用方案**
#### **一、系统组成与功能**
| **模块** | **核心功能** | **技术参数** |
|-------------------------|-----------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------|
| **工业机器人（上下料）**| 完成原料袋/吨包拆垛、空托盘回收、成品料袋码垛 | 负载50~200kg，重复定位精度±0.1mm，IP67防护 |
| **中央供料系统** | 原料干燥（露点≤-40℃）、精准配比（±0.1%）、真空/正压输送（500~3000kg/h） | 多仓位储料（PE/PP/再生料）、在线金属检测 |
| **挤出造粒主机** | 双螺杆挤出、熔融造粒（温度控制±1℃）、水环切粒/风冷切粒 | 产能1~5t/h，螺杆直径75~150mm |
| **智能控制中心** | PLC+机器人控制器+SCADA系统，实现全流程协同控制（OPC UA协议） | 配方存储≥200组，支持远程故障诊断
#### **二、工作流程**
1. **原料入库与预处理**
- **机器人拆垛**：机械臂抓取吨包/袋装原料，自动破包并倒入储料罐。
- **中央供料**：原料经干燥（湿度≤0.02%）、筛分（80目除杂）后，按配方配比输送至挤出机。
2. **挤出造粒**
- 熔融挤出：双螺杆挤出机将混合料塑化，经模头挤出成条状。
- 切粒与冷却：水环切粒机造粒，冷却后振动筛分（粒径2~5mm）。
3. **成品处理**
- **机器人码垛**：成品颗粒自动称重、装袋，机械臂码垛（垛型可编程）。
- **废料回用**：边角料经粉碎机处理后，由中央供料系统自动掺混回用（比例≤30%）。
#### **三、技术优势**
1. **全流程自动化**
- **无人化作业**：从原料拆垛到成品码垛，人工干预减少90%，24小时连续生产。
- **快速换产**：配方一键切换（含清洗程序），换型时间从4小时缩短至30分钟。
2. **精准控制与质量提升**
- **称重配比**：失重式计量误差≤0.1%，确保再生料/色母/添加剂比例稳定。
-**温度闭环**：PID控制各温区（±1℃），避免材料降解（如PA66热分解）。
3. **节能与降本**
- **余热利用**：挤出机废热回收用于原料预干燥，能耗降低25%。
- **废料回用**：在线粉碎闭环系统，原料利用率提升至98%，年节省成本超50万元（以1万吨产能计）。
#### **四、典型应用案例**
**案例1：再生PE造粒生产线**
- **需求**：处理30%再生PE+70%新料，每日换色3次，产能2t/h。
- **方案**：
- 机器人：ABB IRB 6700（负载200kg），拆垛速度15袋/小时。
- 中央供料：双塔干燥（露点-45℃）+双螺杆强制喂料（防架桥）。
- 挤出机：科，亚TE-75同向双螺杆，配自动换网器（过滤精度120目）。
- **效果**：
- 人工从6人/班减至1人监控，年节省人力成本80万元。
- 颗粒色泽一致性（ΔE≤1.5），客户投诉率下降95%。
**案例2：高填充碳酸钙母粒生产**
- **挑战**：70%碳酸钙填充PP，易架桥、粉尘大。
- **方案**：
- 机器人加装负压吸盘，防止粉体扬尘。
- 中央供料系统配置密相气力输送（输送压力0.8MPa），防止粉体沉积。
- 挤出机螺杆镀硬铬（耐磨寿命提升3倍）。
- **成果**：
- 填充量波动从±5%降至±0.8%，拉伸强度达标率100%。
- 车间粉尘浓度≤1mg/m³，通过ISO 14001认证。
#### **五、经济效益分析（以年产1万吨生产线为例）**
| **指标** | **传统人工模式** | **机器人+中央供料系统** | **年收益提升** |
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| 人力成本 | 120万元（20人×6万） | 24万元（4人） | **+96万元** |
| 原料损耗 | 5%（500吨，250万元）| 0.8%（80吨，40万元） | **+210万元** |
| 能耗费用 | 180万元 | 135万元 | **+45万元** |
| 停机损失 | 50万元 | 10万元 | **+40万元** |
| **总收益** | **400万元** | **209万元** | **年节省391万元** |
**投资回收期**：系统总投资约500万元 → **回收期≈1.3年**。
#### **六、选型与实施建议**
1. **机器人选型**
- **负载**：根据原料包重量选择（吨包常用200kg级）。
- **防护**：IP67防护（防粉尘、水汽），食品级润滑脂（接触原料场景）。
2. **供料系统匹配**
- **输送方式**：粉体用密相气力输送，颗粒用真空输送。
- **干燥能力**：按挤出量1.5倍配置（如2t/h挤出需3t/h干燥机）。
3. **集成难点解决**
- **通信协议**：统一采用Profinet或EtherCAT，避免多品牌设备兼容问题。
- ****防护**：设置光栅+急停按钮，确保人机协作**（符合ISO 10218）。
#### **七、未来趋势**
1. **AI视觉质检**：在线检测颗粒颜色、粒径，实时调整工艺参数。
2. **数字孪生**：虚拟调试减少试机损耗，优化机器人运动路径。
3. **碳中和工厂**：集成光伏+储能系统，实现造粒生产零碳排。
### **总结**
**上下料工业机器人+中央供料系统**的组合，为造粒挤出生产线带来**高效、精准、绿色**的**升级。企业通过该方案可显著降低人力依赖、提升产品一致性，并满足严苛的环保要求。建议优先在**高填充、多品种、大规模**的生产场景中部署，同时关注系统集成商的技术实力与行业经验，确保项目高效落地。
