揭秘包裝巨頭KHS科埃斯是怎樣使用工業(yè)機(jī)器人的

KHS科埃斯在機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用方面有著25年的成功經(jīng)驗(yàn)，特別是在其生產(chǎn)線的包裝和碼垛區(qū)段。此類(lèi)高科技系統(tǒng)能夠經(jīng)濟(jì)高效且靈活地完成分揀、分配、卸堆、碼垛和堆疊等任務(wù)。未來(lái)KHS科埃斯希望更多地使用標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)和解決方案以縮短設(shè)備交付周期。此外，虛擬調(diào)試是KHS科埃斯未來(lái)計(jì)劃中的重要組成部分。

在KHS科埃斯的單機(jī)業(yè)務(wù)和整線項(xiàng)目中，包裝和碼垛機(jī)器人使用率正逐步增加。此類(lèi)機(jī)器人可靠性極高、維護(hù)量少，并且能夠保證安全生產(chǎn)。由于通常可同時(shí)執(zhí)行多項(xiàng)任務(wù)，因此其被視為一種極佳的，保障未來(lái)的投資對(duì)象。要設(shè)置新功能，只需替換特定的備件并修改程序即可。這類(lèi)智能機(jī)器還具有生產(chǎn)成本低，易于操作等特點(diǎn)。因此，飲料行業(yè)中有越來(lái)越多的裝瓶廠希望更多地采用“機(jī)器人雇員”也就不足為奇了。

機(jī)器人技術(shù)，融合多年專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)

早在1996年，KHS科埃斯便為Gerolstein和Regensburg客戶規(guī)劃了第一個(gè)碼垛區(qū)段項(xiàng)目。由于當(dāng)時(shí)機(jī)器人所能處理的重量受到了一定程度的限制，因此機(jī)器人起初并未用于整層碼垛，而是用于一些典型應(yīng)用中，包括可回收板條箱的碼垛和拆垛、包裝和拆包，以及啤酒桶碼垛。

自本世紀(jì)初以來(lái)，KHS科埃斯一直與德國(guó)KUKA庫(kù)卡公司保持合作。KUKA庫(kù)卡提供的系統(tǒng)由國(guó)際自動(dòng)化專(zhuān)家設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)可以處理更重的貨物，并且其采用的是與KHS科埃斯設(shè)備相同的機(jī)器控制系統(tǒng)。與此同時(shí)，KHS科埃斯也會(huì)采用日本電子和機(jī)械工程公司FANUC發(fā)那科制造的技術(shù)設(shè)備。

由于KHS科埃斯對(duì)兩家供應(yīng)商的系統(tǒng)都有著深入的了解，因此更加重要是如何正確運(yùn)用相關(guān)系統(tǒng)。

通?？蛻羰褂昧四硞€(gè)系統(tǒng)，就不會(huì)產(chǎn)生更換系統(tǒng)的念頭。這是一種信念。然而不管機(jī)器人本身的品質(zhì)有多好，若使用不當(dāng)，其自身價(jià)值也無(wú)法得到充分發(fā)揮。憑借我們的經(jīng)驗(yàn)，我們十分了解機(jī)器人的相關(guān)功能和其適合領(lǐng)域。我們的專(zhuān)業(yè)強(qiáng)項(xiàng)就是對(duì)設(shè)備以及附屬設(shè)備進(jìn)行編程，制造和配置，讓生產(chǎn)線高效運(yùn)作。

機(jī)器人編組，賦能完美處理產(chǎn)品

自2004年以來(lái)，KHS科埃斯一直使用機(jī)器人對(duì)包裝進(jìn)行編組，碼垛花型。

此類(lèi)應(yīng)用是我們頗有建樹(shù)的領(lǐng)域。從一開(kāi)始，KHS科埃斯Worms團(tuán)隊(duì)便一直致力于機(jī)器人研發(fā)，特別是機(jī)械臂前端夾持部分。這些安裝在機(jī)械手臂末端的工具，它們與瓶子、金屬罐、包裝、紙箱或板條箱直接接觸。幾乎沒(méi)有人會(huì)比我們更清楚要想完美地處理產(chǎn)品必須考慮哪些因素。在電機(jī)的動(dòng)力輸入輔助下，我們可以將夾緊產(chǎn)品的壓力設(shè)置為指定值，由此可以輕柔地夾取和處理產(chǎn)品，諸如我們的新紙質(zhì)包裝之類(lèi)的敏感性包裝。我們的產(chǎn)品中心在此方面有著豐富的經(jīng)驗(yàn)。

這也是KHS科埃斯工程師親自設(shè)計(jì)這些產(chǎn)品接觸部件的原因。機(jī)械臂前端夾持部分集成有一些特殊功能，包括防止包裝和設(shè)備等受損的碰撞保護(hù)功能。此外，機(jī)器人頭部還配置有能夠減少磨損的補(bǔ)償系統(tǒng)以及極簡(jiǎn)型夾爪轉(zhuǎn)換裝置。需要分組的包裝由伺服電動(dòng)夾爪抓取，然后夾持到所需位置。

目前KHS科埃斯已基本完成了對(duì)機(jī)器編組的標(biāo)準(zhǔn)化，包括工作臺(tái)、工作位置以及編程相關(guān)方面。可配置1到3個(gè)機(jī)械臂，同時(shí)還可配置1至4個(gè)輸送通道。截止到目前，編組機(jī)器人安裝量已接近600臺(tái)，每年新增50臺(tái)。

機(jī)器人應(yīng)用，提高裝載和分揀效率

除了編組以外，KHS科埃斯還利用機(jī)器人對(duì)不可回收包裝進(jìn)行碼垛以及用于分揀和分配等應(yīng)用。例如，在裝桶設(shè)備上使用機(jī)器人對(duì)啤酒桶進(jìn)行卸貨和碼垛。由于內(nèi)置圖像處理系統(tǒng)，因此還可以實(shí)現(xiàn)更多功能，如在必要時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)啤酒桶、檢測(cè)裝配位置以及識(shí)別托盤(pán)上的花型樣式。此外，系統(tǒng)還可以根據(jù)當(dāng)前的裝桶情況調(diào)整工序。自動(dòng)換型裝置可以作為選配運(yùn)用于大多數(shù)機(jī)器人應(yīng)用，并且可以根據(jù)需要進(jìn)行改裝。

當(dāng)需要使用一些標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器無(wú)法完成的特殊功能時(shí)，例如裝載或分揀，KHS科埃斯專(zhuān)業(yè)知識(shí)便會(huì)發(fā)揮重要作用。位于Burgbrohl城市的礦泉水生產(chǎn)企業(yè)RHODIUS Mineralquellen項(xiàng)目就是一個(gè)很好的例子。該客戶要求按照類(lèi)型將已隔離的瓶子和板條箱?1臺(tái)機(jī)器?打包并堆放。

其間，機(jī)器人先要從生產(chǎn)線上挑選出已隔離的、主要包含外來(lái)瓶子的可回收板條箱，然后將其放置于托盤(pán)上，以便從生產(chǎn)線上清除。同時(shí)，機(jī)器人還需要將已隔離的空瓶打包裝入空板條箱內(nèi)，然后按照類(lèi)型及設(shè)置的樣式將其放回托盤(pán)以便排出。這樣，在生產(chǎn)期間，系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生已完成分揀的空瓶，這些空瓶將作為副產(chǎn)物進(jìn)行后續(xù)處理。整個(gè)過(guò)程要根據(jù)分揀速率進(jìn)行靈活調(diào)整，這意味著應(yīng)能夠根據(jù)每班需要分配功能。

在與全球領(lǐng)先的某軟飲料生產(chǎn)商合作過(guò)程中，KHS科埃斯開(kāi)發(fā)出了一項(xiàng)特別不同的特殊應(yīng)用。在過(guò)去的五年中，為了方便該公司配制成品飲料，KHS科埃斯在該公司各個(gè)生產(chǎn)廠區(qū)安裝了多臺(tái)用于制備基礎(chǔ)軟飲料成分所需的機(jī)器人應(yīng)用設(shè)備。KHS科埃斯的專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了多個(gè)適用于特定生產(chǎn)線的碼垛系統(tǒng)。

事實(shí)證明，這些系統(tǒng)能夠適應(yīng)企業(yè)未來(lái)發(fā)展的需要。在遷移至新工廠后，通過(guò)解耦某些功能模塊并重新安排碼垛區(qū)域，原有的碼垛機(jī)器人被分配至另外兩條生產(chǎn)線進(jìn)行碼垛作業(yè)，由此增強(qiáng)了整個(gè)工序的碼垛能力。客戶對(duì)這樣的結(jié)果表示非常滿意。

機(jī)器人雇員，適應(yīng)企業(yè)未來(lái)發(fā)展

不言而喻，即便是機(jī)器人也有其局限性。例如，如果要求分組機(jī)器人每小時(shí)處理144，000個(gè)易拉罐，使用的低速或中速系列的組合碼垛單元。此處的實(shí)際產(chǎn)能取決于要執(zhí)行的功能數(shù)，例如將包裝拾取并放置于托盤(pán)上，每層花型成型以及處理托盤(pán)襯墊和空托盤(pán)。碼垛單元能夠?qū)崿F(xiàn)完整的全自動(dòng)碼垛過(guò)程，包括在一個(gè)相對(duì)較小的35平方米空間內(nèi)處理托盤(pán)和托盤(pán)襯墊。

研發(fā)低速系列碼垛單元是我們朝此方向邁進(jìn)的第一步。由于我們非常關(guān)注碼垛應(yīng)用，可以想象未來(lái)我們的標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)的產(chǎn)能會(huì)更高。這樣我們便能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)器人的充分利用。而對(duì)于定制系統(tǒng)而言，靈活性的重要程度則高于碼垛能力，我們需要根據(jù)設(shè)備和具體任務(wù)要求作出調(diào)整。

KHS科埃斯Worms專(zhuān)家還計(jì)劃擴(kuò)展虛擬調(diào)試功能，依靠數(shù)字孿生技術(shù)進(jìn)一步提高效率，挖掘機(jī)器人潛能。引入?yún)f(xié)同效應(yīng)正是為了實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)：通常由制造商為機(jī)器人提供數(shù)字環(huán)境，這意味著KHS科埃斯也可以在虛擬環(huán)境下委托制造商進(jìn)行操作。而KHS科埃斯唯一需要做的是將其工具集成到現(xiàn)有環(huán)境中。

?來(lái)源：KHS科埃斯

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