编码器提高塑机的精度和自动化程度

作者:陈新辉 文章来源:广东金明精机股份有限公司 发布时间:2011-05-06
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塑料机械是对高分子类新型材料进行成型加工的技术装备,随着高分子材料的性能、功效的不断开发与突破,高分子材料与其他材料(金属、木材、纤维、无机材料等)复合化的不断创新,以及塑料制品在制造业和生活领域中的广泛应用,塑料机械行业发展前景极其广阔,在制造业中将会占据非常重要的地位。

目前,我国的塑料机械行业已经成为先进制造业的重要组成部分,并逐渐沿着节能环保的方向发展。据中国塑料机械工业协会网站的资料显示,截至2010年,我国塑料机械产业不仅在产品产量上实现了连续9年的世界第一,而且在科技水平和产业层次等方面有了大幅提升。

近年来,我国塑料机械产业在全球同行业中实现了由产业低端向中、高端的转变,并具有举足轻重的作用。在节能降耗方面,我国自主研制的伺服驱动注塑机,经国家质量监督部门鉴定,能够降低能耗35%~80%,节能效果达到国际先进水平;国产塑料挤出机产品在采用变频调速技术后,也能够降低能耗20%以上。

塑料机械在各行业中的应用范围非常广泛,目前市场关注的热点主要包括五个应用领域。

1. 包装工业

目前包装行业是塑料制品应用最广泛的行业,包括各种保鲜膜、印刷基材膜、热收缩膜、阻隔膜等各种包装薄膜以及酸奶瓶、食品罐等各种包装器皿等。由于食品直接关系到消费者健康,因此对包装材料的要求也比较高,除了防透气、防潮、耐油、耐刺穿及高透明等基本特性,还要求对挥发物(如食品的芳香)具有高阻隔性、内层具有耐油、外层方便印刷以及热封强度高等特性。

2. 农业

农业中使用的塑料制品主要为大棚膜、地膜、功能性农膜,需要塑料制品具备保温、消雾、防流滴、可选择性透光、转光、抗老化以及一些特殊功能。目前国内部分农膜产品仍处于单层及双层,幅宽在14m以下;个别先进设备可用于生产16m以上三层共挤的功能性农膜,制品的厚薄均匀度指标也控制在±10%以内。广东金明精机股份有限公司目前生产的设备能生产出幅宽23m的大规格农膜,并提供自动风环系统以确保厚薄均匀度指标低于±8%,有效节省原料。

3. 建筑材料工业

近年来除了直接用于生产塑料异型材(塑钢门窗)、建筑给水管等型材以外,另一种塑料产品——土工膜也得到广泛应用。土工膜主要用于垃圾填埋场和水利工程、高速公路等建设项目,以有效隔断渗滤液和填埋场气体的外泄,防止有害物质污染周围环境,并减轻水坝、高速公路等工程设施受各种水源渗透危害,达到提高建筑使用寿命的效果。因此,土工膜要求透水性低,弹性和适应变形的能力强,耐老化能力强,并且能够在表面形成一定的摩擦力以防止滑脱。目前,国内多数采用光面土工膜,少数先进设备可以生产具有防滑效果的单糙面土工膜。广东金明精机股份有限公司生产的设备可以生产最大幅宽8m的土工膜,并且国内首创双糙面技术,土工膜的防滑性能更佳。

4. 医疗、卫生

高性能塑料由于在性能、成本、卫生等方面的优势,已替代传统的玻璃、金属制品成为输液袋、塑料注射器、塑料人工关节等的原材料。由于消毒、防止挥发的需要,医疗卫生制品需要具有较高的热封性和阻隔性能;对输液袋膜来讲,还要求同时满足透明性及抗刺穿性的要求。目前我国已逐步开始应用非PVC软袋薄膜取代玻璃瓶装输液及PVC袋输液,行业中较为先进的技术是采用五层共挤技术。广东金明精机股份有限公司目前已经成功将七层共挤技术应用到输液袋生产机械中,生产的产品具有更高的性能。

5. 汽车配件

由于传统的汽车金属配件未能满足多性能需求,例如汽车贴膜需要具备耐热性、阻燃性、耐油性和抗紫外线等性能;汽车油箱要求高刚度、高阻隔性等。因此,具有多性能特征的汽车工程塑料制品如塑料燃油箱、燃油管等中空制品及各类汽车贴膜等开始大规模应用到汽车配件领域。目前塑料燃油箱已经普遍用于乘用车,较为先进的是使用六层及以上高阻隔的多层共挤塑料燃油箱。广东金明精机股份有限公司采用六层共挤技术研制的汽车油箱中空成型设备,具有低原料消耗、高阻隔性的优点,经检验油箱每天渗漏仅0.033g(单层油箱每天渗漏燃油20g),达到“零渗漏”的环保要求。

除了上述行业的应用以外,塑料机械还广泛用于电子信息领域的电子产品的机壳、主配件以及信息载体(如光盘) 等的生产;以及用于军工行业的枪械包装膜的生产等。

广东金明精机股份有限公司是一家集研发、设计、生产和销售于一体的专业塑料机械装备供应商,公司所生产的“薄膜吹塑设备”、“中空成型设备”广泛用于生产保鲜食品的包装膜、军工用的枪械防锈包装膜、农业用的地膜和棚膜、医疗用的输液袋、垃圾填埋场、水利工程和高速公路防渗用的土工膜、汽车油箱以及石头纸等。公司生产的塑料机械主要定位于中高端市场,产品结构丰富,共挤复合层数从单层到9层、幅宽涵盖40mm~23m、容积涵盖10mL~1000L。公司于2009年在国内最早成功研制出“三层共挤糙面土工膜吹塑机组”,打破该类设备长期以来只能依赖进口、价格昂贵导致糙面土工膜成本居高不下而不能大面积推广应用的局面。公司还开发出双糙面土工膜生产设备,集中应用了“多层共挤吹膜设备和多层共挤吹膜工艺”等十多项技术,是国内最早生产双糙面土工膜设备的供应商。

目前,大多数厂商在塑机自动化的研究上,主要是针对设备操作方面进行攻关,采用先进的总线技术、智能化控制等技术来帮助用户实现高水平的工厂自动化。据日本一家塑料薄膜生产企业介绍,他们十多年来一直致力于工厂自动化,并取得了很大的成功,整个工厂20多台塑机在晚上可实现无人操作。近年来,广东金明精机股份有限公司在实现用户工厂自动化方面也做了大量的研究,特别在设备的分布式控制、智能控制上有多项研究成果。

在塑机的研发生产过程中,广东金明塑胶设备有限公司是比较早应用编码器技术的塑机制造商。为了提高产品的精度和自动化程度,公司主要在传动上采用编码器技术实现高精度的转矩控制,从而实现高性能的张力控制,以达到提高膜卷质量的目的;在位置检测控制方面,主要通过编码器技术实现设备的智能化操作。

在编码器产品的选用方面,主要依据“质量为先”的原则。在编码器使用方面要求安装方便、抗干扰能力强,绝对值编码器应用于位置控制将越来越多。

未来塑机行业将朝着以下方向发展:

(1)多层化、大型化、高精密化和智能化是未来塑料机械发展的主要方向:根据行业“十一五”规划中的指导思想,塑料机械行业中重点发展“多层大型中空成型机、多层薄膜吹塑机、电动注塑机及精密挤出机、包装行业用的双向拉伸薄膜生产设备、医疗卫生领域用的精密挤出机等”。挤出机、中空成型机及吹塑机则将朝着“多层、大型化、精密型以及智能化”的方向发展。

(2)从简单的设备供应向一站式服务发展:塑料制品行业发展空间巨大且具有资本导向特征,因此塑料机械供应商不仅需要提供设备,还需要从最终塑料制品的开发开始,向机械使用者提供塑料制品、工艺配方、生产设备、人员培训和售后服务的一站式服务。

(3)塑料机械性能向高速、高效、节能发展:高速、高效、节能一直是近年来国际塑料机械发展的主旋律。近年来,我国塑料机械行业经过从引进学习到自主研发,技术水平已经有了较大幅度提升,与国际水平不断缩小,少数领先企业的产品已经达到国际先进水平。随着我国轻工业调整和振兴规划的实施,对制造业生产过程节能降耗提出明确要求,塑料机械使用者对设备在高效与节能降耗方面的性能也越来越重视。

(4)塑料机械逐渐适应下游塑料消费的绿色、环保及安全要求:近年来,塑料科学的研究朝着可降解、可再生、阻隔性及无害性等方面发展。一方面,塑料机械行业需紧跟材料科学的发展,适应新材料的加工要求;另一方面,先进的塑料机械制造厂商往往与原材料开发商合作引导消费市场,开发新型的塑料制品,并为此而设计机器、安排工艺配方。

(5)国产高档塑料机械“替代进口”效应逐步显现:近年来,我国塑料机械产品的质量和技术水平正在大幅提升,与世界先进水平的差距正在缩小,部分产品已接近世界先进水平,且国产高端塑料机械具有明显的性价比优势,因此在国内高端市场的份额不断扩大。据塑料机械工业协会统计,2009年国内塑料机械市场的国产设备占有率由2008年的48.52%迅速提升至70.52%,国产塑料机械“替代进口”效应明显。

但还应该看到,目前我国塑料机械供应商整体技术水平与国外先进制造企业之间仍存在一定的差距,主要体现在机械的智能控制、机械生产的能耗、产出效率及产品精密度等方面。

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