全自动机器人使操作更简单 - 文章

全自动机器人使操作更简单

作者：Reinhard Irrgang 来源：MM《现代制造》

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整理、分选、码垛、包装这些在内部物流操作中既费时又费力的复杂工艺流程，现在，在成本可行的条件下，越来越多的厂商开始使用机器人来完成这些工作。目前，这种趋势有了进一步发展，因为根据机器人制造厂商报告，市场对机器人的需求越来越大。

在内部物流的操作方面，一些工业部门，特别是食品工业和饮料工业，以及一般性的消费品工业都倾向于使用工业机器人，这些部门的机器人使用率每年增长约15％。而对不同制造厂商所要求的机器人的功能各不相同。

ABB机器人分公司消费工业部经理Frank-Peter Kirgis说：“ABB公司提供的机器人所服务的应用领域是“包装、码垛和整理”。Rober 工业机器人公司的总经理Hans Gerd Severin博士表示，通常大家对“整理”这个概念往往理解得太狭窄，他补充说：“我们的用户使用我们的龙门式机器人进行多种多样的操作，即用于“缓冲、压实、仓储、分选和备货。”

至于各个不同行业的用户的需求，de Man、Fanuc和Reis公司有着类似的经验。de Man工业自动化公司总经理Sebastian de Man说：“由于良好的经济形势，各个部门的需要都在增长。重点是食品工业和非食品工业。”Fanuc机器人德国公司总经理Gerald Mies说：“我们在‘机器操作’、‘焊接’和‘装卸搬运’等方面的业务增长非常迅速。”

分类整理对于机器人来说不再成为问题。图为Fanuc公司的机器人在
Krones公司为饮料工业提供的分类整理设备上的应用

食品工业的密友

在全自动化的夹持、整理和包装操作方面，机器人显然是“食品工业的密友”。一系列的实际应用案例可以说明这一点。例如ABB自动化公司的机器人用来进行各种产品的输送搬运操作，如食品、饮料、药品、化妆品、护肤品、甜品和冷冻食品等。通常进行的操作包括各种尺寸的纸板箱、木箱和板条箱以及各种包装袋和瓶子的取放搬运操作、一次和二次包装操作及码垛操作等。

机器人也可以有效地完成非常棘手的任务。图为成套的分选和整理装置，
每小时可以对950个11瓶装的箱子进行分选和改换包装

以机器人为基础的自动化的前提是机器人、夹持器、控制软件、传感器以及输送系统和其他辅助设施之间的有效和成功的配合及协调。对机器人使用的正确规划可以简化包装生产线，使装置更加灵活和紧凑。加工过程一体化机器人可以减少停工时间，降低废品率以及保证产品的稳定的高质量。

包装专家Econopak公司为澳大利亚的一家冷冻鱼类产品和其他食品的生产加工厂提供的装置就是各个设备和系统有效协调配合的实例。这套装置取代了一条老的包装线，因为这条包装线不再能够满足对冷冻产品的日益增长的需求。因此客户委托Econopak公司设计一套效率更高的装置。

这套装置包括总共12台ABB公司的IRB 340型Flex-Picker机器人，有两条包装线，每条线6个IRB 340型机器人。ABB公司对现有的不同制造年份的8台IRB 340机器人在技术上和软件上进行了改造，使其达到最新的水平。这是为了取放0.1~2kg质量的物品而设计的机器人，根据具体物品的质量和夹持时间，每分钟最多可以拣取180件物品并将其再放下。它将物品从上方拣取，将其包装在托盘、纸板箱或塑料箱中，以使物品在传送带上的位置固定，或者以松散和随机的顺序和状态进行输送。

这套包装装置除了包装冷冻的鱼产品之外，还包装油炸的禽类产品和压缩蔬菜块以及烤土豆等。这套结构紧凑的包装线占地面积只有32m×22m。两条包装线中的每一条都配备Econopak公司生产的纸箱包装机，用来供应所需要的大包装纸箱。12台Flex-Picker机器人主要进行产品的取放搬运，而在包装装置的末端有一台搬运能力为160kg、操作半径为2.9m的IRB 640型码垛机器人进行码垛操作。

Fanuc公司最新制造的M-430 iA型机器人是一台“精密的机动装置”，它是专门为制药工业和食品工业而研制，可以供应5轴和6轴两种型号。这种机器人具有“双驱动串联转矩控制”（Dual Drive Tandem Torque Control）系统，可以达到很高的加速度，并具有很高的周期操作效率，每分钟可以持续地进行120次取放操作，双臂系统的机器人每分钟甚至可以进行200次操作。一体化的视频系统以及图像处理/软件和“视频跟踪”功能相结合可以使食品工业和制药工业的物流操作实现既好又快的要求。如果要对较大质量的货品进行处理的话，就最好使用40kg级的M－420iA型机器人。

Reis公司的承载负荷为40~150kg的5轴机器人RP40、RP80和RP150型是为了中等和重负载范围的取放搬运操作而设计的。这种操作半径可达3.20m的码垛机器人是按照成熟的“模块式标准组件”的原理设计的，具有最佳的5轴运动机构。和Reis公司的所有机器人一样，RP系列机器人也采用Robotstar V-PCX机器人控制系统，它可以以PT-同步、CP-线性、CP-圆周和仿样插补的操作方式进行运动。Rob-Assist软件功能可以给用户提供一个应用编程和操作表面，使其可以通过单值的象形图来选择最重要的命令。

Multi-Pack软件模块可以作为在装载同类包装物品时对托盘和其他货物载体的空间利用进行优化的工具。这种程序可以将产生的对托盘的描述以包装物品坐标列表的形式生成一个文件，这个文件并转换成一种控制系统可读取的格式。然后，使用Rob-Assist软件可以将坐标转换为码垛操作的运动。

Beumer公司为比利时Engis的Knauf Gips公司石膏厂提供了一套主要包括4台Robotpak型龙门架式机器人和一台拉伸薄膜包装设备的高效能码垛装置。使用这套装置可以将25kg的包装袋分成5个一组，10~12.5kg的包装袋分成8个一组码放在托盘上，每个欧洲托盘根据袋子重量不同码放8～10层。码垛效率为每小时最多可达120个托盘。

De Man公司为食品生产厂家设计了一台复杂的用于分类纸箱和陈列纸箱的分选机，机器由3部分组成。第一部分使用工业机器人和一个非常灵活的装配工作台进行许多折叠操作，把陈列纸箱竖起来，第二部分对产品进行分选，把不同的产品分类，分选能力达到每小时4500个，用另一个机器人将产品装入刚刚竖起来的纸箱中。第三部分和第一部分相似，用纸箱纸板做成箱盖，然后把分类纸箱封装上。

码垛、卸垛和分类整理是应用机器人的最主要的操作领域。
图为Reis公司的5轴机器人

Rober 工业机器人公司的总经理Hans Gerd Severin说，他们刚刚开发了一种全新的龙门架式机器人。这种Genix FP 150型机器人将在汉诺威博览会和控制系统及操作层一起展出，它在周期时间和流通量方面具有优异的性能，在工具中心点（TCP）方面可以接近到120mm。

执行复杂任务

Recop Electronic 公司为饮料工业设计制造了一种分选和整理操作机器人，它已经在许多实际应用中得到了验证，例如在Warsteiner 、Becks和Koenigshof的啤酒厂，在Adelholzener阿尔卑斯矿泉水公司和许多可口可乐工厂里都得到了应用。这种注册专利的分选机器人工作原理非常简单：一个饮料箱检验装置检查箱中的瓶子和箱子本身，将这些数据传输给分选机器人。品种纯净的装好货的箱子立即从机器人旁边通过，相反，带有专门设计抓手的机器人将那些放错的瓶子从相应的箱子中取出，将正确的瓶子放到箱子中。其他的瓶子按种类被分选到箱子中去。为Weissbraeu公司研制的用于装11瓶包装箱的改换包装机器人也采用同样的原理：只是在机器人系统中还有两个包装装置和三个传送带：一个用于还装有空瓶子的11瓶装包装箱，一个用于装有满瓶的20瓶装包装箱，还有一个则用于已经取空了的11瓶装包装箱。机器人系统现在将满瓶从20瓶装的箱子中取出，装到11瓶装的空箱子里。而将空瓶从11瓶装箱子中再装到已经取空的20瓶装箱子中去。使用一个同样由Recop公司精心设计的配送系统将各种箱子按类别分别输送到各自的目的地。这个例子说明，机器人也可以有效地完成非常复杂而棘手的任务。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (7/16/2007)


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