紙箱碼垛的機器人真空夾具系統

　　德國費森尤斯卡比醫藥有限公司需要碼垛的垛型為每個貨盤碼垛5層，每層碼垛9個滿載的紙箱，每個裝滿輸液袋的紙箱重8公斤。這樣，480個紙箱共需要10.6個托盤盛載，滿載的貨盤再通過傳送帶從裝載站傳送出去。也就是說，每小時必須供給11個貨盤至碼垛工位，才能滿足產能需要。這意味著，碼垛機器人需要執行很多工序：它不僅需要搬運480紙箱，還需要搬運11個貨盤。反過來說，如果使用機械夾具，則必須頻繁更換機械夾具，至少每小時更換11次夾具用以搬運這兩種不同的工件。如果每次更換都要花費幾秒鐘，那么在多班制的工作下，總的耗費時間就相當可觀。這顯然不利于托盤的利用率；倘若使用一套能夠同時夾取貨盤及紙箱的機械式夾具，不僅夾具體積較大且非常沉重，會嚴重影響ABB機器人的運動速度，甚至可能需要使用更大負載的機器人且成本更昂貴。如何讓機器人突破瓶頸，以更高的速度和效率完成整個碼垛工作呢？真空系統專業制造商Schmalz（施邁茨）公司為這一難題提供了有效的解決方案。
 　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　圖1 帶有大面積真空吸具FX的碼垛機器人正在靈活地搬運紙箱和貨盤

　　憑借多年的碼垛系統設計經驗，Schmalz公司為ABB碼垛機器人配備了Schmalz大面積真空夾具系統。該夾具系統由五個模塊組成：外部四個模塊采用Schmalz大面積真空夾具FX-400/120 SV，用于每次夾取三個紙箱的碼垛，相當于一次性3 × 8公斤的搬運總重量；而貨盤則是由夾具系統中間的一個Schmalz大面積真空夾具FX-600/80 SW模塊來夾取。

　　之所以選用兩種不同的真空夾具模塊組成一套夾具系統，是因為這兩種真空吸具模塊的真空單元數目及技術各有不同。帶有“SV” （止回閥）系統的真空夾具能夠更好地搬運紙箱，因為其所有的真空單元在不接觸負載工件時會自動關閉（只需達到40%的覆蓋率，所有接觸負載工件的真空單元就能夠實現其最大吸力），以確保其它真空單元的真空度；采用 “SW” （節流閥）技術的真空夾具系統則是搬運表面粗糙、多孔的貨盤的最佳選擇，真空單元也更不易被托盤的木片和碎片堵塞。
 　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖2 三個裝滿的紙箱正在被搬運至貨盤

　　Schmalz智能型大面積真空夾具系統，一方面依據模塊化標準設計和配置，另一方面又在兩種不同的夾具系統之間配置了快速轉換開關�？蛻糁恍枰�在ABB碼垛機器人的操作系統里設定好程序，當機器人控制器開始啟動，機器人便能夠依據設定指令及其檢測系統自動轉換真空吸具模塊，以吸取貨盤或紙箱并移動至指定工位，不損失操作時間。

　　真空夾具系統的多功能設計結合Schmalz的多級真空發生器，比機械夾具更加緊湊輕巧，能夠更充分地利用ABB機器人的動力，尤其是機器人在空載狀態下移動時。
 　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　圖3 大面積真空夾具系統將空貨盤夾取、移動并放置到指定工位

　　看到大幅提升的生產效率以及驟降的生產管理成本，德國費森尤斯卡比醫藥有限公司對這個能夠同時搬運紙箱和貨盤的新型機器人真空夾具系統非常滿意。包括搬運貨盤在內，ABB碼垛機器人必須執行大約每個小時200個工作周期，以完成在貨盤上碼垛高達5層、每層9個紙箱 (每次同時搬運3個紙箱)的工序。如果沒有Schmalz大面積真空夾具系統與ABB機器人完美密切的配合，這樣的工作效率在實際應用中是完全不可能實現的。

　　德國費森尤斯卡比醫藥有限公司的負責人表示，這套碼垛系統解決方案融合了ABB與Schmalz的技術與經驗優勢，其高效、穩定的特性遠遠超出他們的預期并圓滿達到了他們的要求。德國費森尤斯卡比醫藥有限公司已經開始計劃購置另一套類似的柔性自動化系統，從而將員工從枯燥單調的碼垛作業中徹底解放出來，轉而從事更具挑戰性的工作。

關于施邁茨

　　施邁茨（Schmalz）公司于1910年創建于德國，自1984年起開始系列化生產真空元器件及真空系統，主要為包裝、金屬板材、汽車、化工、木材等領域的合作伙伴提供真空元器件、真空系統、真空搬運設備等解決方案，是全球知名真空產品制造商之一，亦是真空行業新技術的推行者。每年，Schmalz公司有7%的研發資金投入。目前，Schmalz在德國及全球的市場占有率分別為80%、70%。Schmalz在包裝行業廣泛應用的產品線主要為真空元器件與真空吊具系統兩個部分。