技術(shù)讓機(jī)器人進(jìn)入包裝生產(chǎn)線上游

寂靜天花板

長期以來,，使用機(jī)器人技術(shù)的制造商一直享有巨大的優(yōu)勢,，他們不但提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,，而且降低了生產(chǎn)成本,，節(jié)省了人工工,。PMMI（美國包裝機(jī)械制造協(xié)會）主辦了一系列名為“包裝機(jī)械博覽會”的貿(mào)易展會,。在去年的“2014 年機(jī)器人市場趨勢評估”中,，他們闡述了機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r,。這項研究表明，截至 2014 年,，有 75% 的最終用戶在生產(chǎn)線中的某個環(huán)節(jié)采用了機(jī)器人技術(shù),，而在 2008 年的時候這一數(shù)字僅為 20%。現(xiàn)在,，機(jī)器人及其帶來的好處已經(jīng)遠(yuǎn)超越早期的托盤包裝領(lǐng)域應(yīng)用,，它們已經(jīng)向上游進(jìn)軍，進(jìn)入了更多的初級包裝和次級包裝領(lǐng)域中,。
網(wǎng)絡(luò)化和集成化的 PLC即將于9月28-30日舉辦的的包裝機(jī)械博覽會和醫(yī)藥博覽會上將展示各種機(jī)器人解決方案,，反映出機(jī)器人技術(shù)在上游得到應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)無縫集成的趨勢。

8 I+ T( i! K4 e9 V各公司在將機(jī)器人技術(shù)集成到自己的包裝作業(yè)中時,，采用了兩種不同的方法,。“網(wǎng)絡(luò)化方法”采用便于用戶使用的可編程邏輯控制器 (PLC) 軟件,，可將命令發(fā)送至單獨(dú)的機(jī)器人控制器,。另一種方法頗受機(jī)械制造商的青睞，它是一種統(tǒng)一的控制解決方案,，或者說是一種集成模式,，使一個控制器既可以處理機(jī)器運(yùn)動，也可以處理機(jī)器人運(yùn)動,。這些可同時處理多種任務(wù)的 PLC 平臺緊密地協(xié)調(diào)機(jī)器人的動作與傳送機(jī)和生產(chǎn)線上其他運(yùn)動設(shè)備的直線運(yùn)動,，從而更準(zhǔn)確、更精密地進(jìn)行產(chǎn)品處理,。集成模式的優(yōu)勢包括更容易地進(jìn)行軟件編程、節(jié)省成本并減小所占用的空間,。
. s. Z7 G( x$ i& W  jRockwell Automation 業(yè)務(wù)規(guī)劃經(jīng)理 Amy Peters 指出,，Rockwell Automation 分析市場后發(fā)現(xiàn)，軟件集成是包裝機(jī)械制造商和機(jī)器人制造商關(guān)心的首要問題,。這家公司通過其 PartnerNetwork™ 計劃為趨勢科技中心提供贊助（展位號為 C-4829）,。
“客戶告訴我們，我們需要加強(qiáng)產(chǎn)品的集成。跟在軟件層面進(jìn)行編程,、診斷,、故障排除和集成所花的時間相比，其他任何方面的成本都相對較小,。他們想要一種獨(dú)立于供應(yīng)商的解決方案,，能夠在編程環(huán)境中與他們已經(jīng)習(xí)慣的所有機(jī)器人品牌兼容�,！盤eters 說,。
在網(wǎng)絡(luò)化方法中，Rockwell Automation 的 Logix 控制器可通過以太網(wǎng)/IP 網(wǎng)絡(luò)向單獨(dú)的機(jī)器人控制器傳送命令,�,？蛻羰褂肧tudio5000LogixDesigner 前端接口與 Add-On-Instructions (AOI) 和 Add-On-Profile (AOP) 軟件來與機(jī)器人控制器進(jìn)行通信，并在梯形邏輯程序轉(zhuǎn)譯為機(jī)器人代碼時配置機(jī)器人控制器,。
: V. U5 o1 ~4 e# n* j  u- _/ B6 a“制造商喜歡這種方法,，是因為前端編程、操作界面和診斷在余下操作中的控制方法都一樣,，操作員和維護(hù)人員對 Studio 5000 的軟件界面非常滿意,。”Peters 說,，“借助這種接口,，機(jī)器人看起來就像是由我們的控制器控制的；但實(shí)際上,，控制命令是通過以太網(wǎng)/IP 網(wǎng)絡(luò)傳送給機(jī)器人控制器,。另外，為了確保安全并節(jié)約能源與時間,，以太網(wǎng)/IP 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)在余下操作中的控制方法都一樣,。”

* ~- V# G+ S* _/ E( c機(jī)器人機(jī)械集成雖然制造商青睞網(wǎng)絡(luò)化方法,，但機(jī)械制造商正推動自動化技術(shù)供應(yīng)商轉(zhuǎn)向集成化方法,，將機(jī)器人控制功能和機(jī)械控制功能合并到一個控制器中。采用集成技術(shù),，只需要一個控制器即可直接操縱機(jī)器人驅(qū)動裝置和馬達(dá),。
' s* L7 W  i! j/ s0 {" [2 a/ B  D  i- w“機(jī)械制造商在敦促我們采用這種方法，因為對于系統(tǒng)集成商和最終用戶而言,，如果要將機(jī)器人與生產(chǎn)線集成,，那么只對一個軟件包進(jìn)行編程和維護(hù)會更容易些�,！盤eters 說,，“實(shí)現(xiàn)硬件和軟件的標(biāo)準(zhǔn)化,，可以降低系統(tǒng)的整體成本，并簡化原本非常復(fù)雜的系統(tǒng),�,！�
在拉斯維加斯包裝機(jī)械博覽會上，DENSO Robotics（展位號為 S-6153）將展出其最新推出的 VS 系列機(jī)器人,。VS-050 是一款 ISO 5 無塵室級緊湊型六軸機(jī)器人,。該裝置采用鍍鎳設(shè)計，能夠經(jīng)受防腐醫(yī)藥包裝過程中的強(qiáng)腐蝕性消毒劑,。所有 DENSO 機(jī)器人均配備了 DENSO 的新型 RC8 控制器（其尺寸適合安裝在機(jī)架上）,，并采用可使用常用語言編程的開放式體系結(jié)構(gòu)。
# e! a! u0 l! q+ f  u. `2 MRC8 控制器支持通過 PLC（將 Studio 5000 與 AOI和 AOP 搭配使用）來控制機(jī)器人的可選方案,。DENSO Robotics 東海岸區(qū)域銷售經(jīng)理 Mark Anderson 表示,，集成商可使用通用軟件（例如 Visual Basic、C ++ 或 Java）編制自己的 RC8 程序,，以用于機(jī)器人控制和界面,。
“一般而言，包裝行業(yè)不想學(xué)習(xí)使用機(jī)器人控制器,。他們想知道如何使用 PLC 與機(jī)器人控制器通信,，而無需使用專有軟件。RC8 可以讓他們自由地使用所偏愛的語言和邏輯,�,！盇nderson 說。
# X) r6 Q( Z6 C4 A. x, x2 A! [DENSO 的 WINCaps 3 離線編程軟件用于在虛擬環(huán)境中為工作單元編寫程序和設(shè)計布局,，然后遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控單元的作業(yè),。通過導(dǎo)入 CAD 圖紙，可以創(chuàng)建用于預(yù)測機(jī)器人性能的三維模擬,�,！拜p松教學(xué)”功能代替了鍵盤輸入，操作員單擊虛擬模型的表面即可移動機(jī)器人,。
/ g' K/ Q/ Y4 q5 s/ n! J, ZDENSO 的 ORiN2（開放式機(jī)器人/資源界面網(wǎng)絡(luò)）可通過網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建機(jī)器人控制器與外圍設(shè)備之間的界面,，以便將視覺設(shè)備與其他外圍設(shè)備集成起來。
9 X4 S1 y2 J' o% }+ x# Q" }: T“任何通用軟件都可以用于編寫提供方軟件程序,，以控制與設(shè)備的通信,。”Anderson 說,。
ORiN2 包含一個旨在與 Cognex（展位號為 C-4025）軟件通信的提供方軟件程序,。這可以讓 Denso 的控制器通過以太網(wǎng)電纜連接到客戶的控制器，以與攝像頭通信,。隨后,，可以使用 Cognex 的校準(zhǔn)向?qū)�來配置視像�?font class="jammer">9 L& \, z! Y( l3 r. c
統(tǒng)一控制
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, E7 y+ x  d( @, }9 f" GDENSO 并不是唯一一個旨在簡化控制機(jī)制的機(jī)器人解決方案提供商。Yaskawa Motoman（展位號為 C-4243）也提供了一套統(tǒng)一控制解決方案,，通過在裝箱包裝,、紙盒包裝或托盤包裝系統(tǒng)中采用的同一種控制器來處理機(jī)器人的編程和控制�,？蛻糁恍枋褂靡粋�軟件包與一個控制系統(tǒng),，就可以管理機(jī)器人的運(yùn)動，并配置包裝生產(chǎn)線的凸輪和伺服直線運(yùn)動功能,。
8 B* O# @% M: X$ xYaskawa將在 2015 年拉斯維加斯包裝機(jī)械博覽會上展示Motoman® MH12 機(jī)器人裝箱機(jī)與 MLX200 機(jī)器人界面,。YaskawaMotoman高級總經(jīng)理 Dean Elkins 指出，該系統(tǒng)在 Allen-Bradley ControlLogix® PLC 上利用 Rockwell 的RSLogix™ 5000 梯形邏輯編程軟件進(jìn)行編程和管理,，并應(yīng)用了 PLC 程序員非常熟悉的功能塊和 AOI,。
“統(tǒng)一控制器是消除處理程序和簡化語言的一種方法，使得機(jī)器人控制成為整個控制解決方案的核心,�,！盓lkins 說。
7 q& y4 {: g3 Z. n. G3 t. x/ z對于高速初級包裝和次級包裝,，Yaskawa推出了 MPP3S 或 MPP3H 三角式機(jī)器人,，并配備了可處理所有主要生產(chǎn)線功能的 MP3200 機(jī)械控制器。Yaskawa的前端編程門戶MotionWorks IEC 實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一控制編程,，并支持 IEC 61131-3 這一面向?qū)ο蟮?PLC 編程標(biāo)準(zhǔn),。程序員可使用功能塊來配置機(jī)器人運(yùn)動，控制同步帶上產(chǎn)品的位置和間距,，并管理生產(chǎn)線機(jī)電運(yùn)動,。隨附的工具包括用于監(jiān)控機(jī)器就緒狀態(tài)的 PackML 套件，以及用于顯示吞吐能力和效率報告的 OEE 屏幕,。
“很多運(yùn)動工程師都了解功能塊編程,，無論是在 IEC 設(shè)備上還是使用 RSLogix 進(jìn)行編程都是如此。MotionWorks IEC 門戶提供了在功能塊中編程所需的所有工具,，不但易于理解,，填充起來也很方便�,！盓lkins 說,。
Yaskawa 已部署了 Universal Robotics 的 Neocortex® 人工智能視覺解決方案，用于卸垛作業(yè),。他們將學(xué)習(xí)軟件與自己的 INFORM 3 機(jī)器人編程軟件進(jìn)行了集成,，并通過它來編寫程序。據(jù) Elkins 介紹,，Neocortex 軟件會從大量 Kinect® 傳感器中提取信息,，獲得有關(guān)包裝尺寸及其在托盤中的位置的數(shù)據(jù)點(diǎn)并進(jìn)行保存,。然后，它會為包裝生成幾何形狀的三維點(diǎn)模型,，并存儲在云解決方案中,。隨后，該模型會引導(dǎo)機(jī)器人就位,，“報告理論點(diǎn)和實(shí)際點(diǎn)之間的排列差異,，”Elkins 說。
9 \6 A9 f* J+ _" C在混有各種不同紙箱,、雜亂無序的環(huán)境中,，該系統(tǒng)可簡化卸垛。在確定任何數(shù)量的庫存單位 (SKU) 時,，該系統(tǒng)可以使您無需進(jìn)行復(fù)雜的攝像頭配置,。
“Neocortex 可以進(jìn)行產(chǎn)品定向和空間識別，因此可以確定空間中有哪些位置存在物體,，有助于將機(jī)器人驅(qū)動到此類位置,。對于哪些紙箱需要優(yōu)先脫離托盤，該系統(tǒng)可以通過軟件做出重要決定,�,！盓lkins 說。
1 D1 t5 E6 p( B# R他還表示,，為了支持快速循環(huán)時間,，Yaskawa 已將 Neocortex 與“極其緊密的”軟件和電動機(jī)械接口集成起來；這樣,，視覺信息源和機(jī)器人控制器之間的通信協(xié)議就可以實(shí)現(xiàn)“近乎瞬時”的響應(yīng),。
/ q3 n  f, E% _6 N; ]: D8 `為了在食品包裝應(yīng)用中進(jìn)行產(chǎn)品取放和裝箱包裝，JLS Automation（展位號為 C-4703）開發(fā)出多款與 ABB Robotics（展位號為 C-5228）機(jī)器人相集成的包裝機(jī)器,。通過與 ABB 的 IRB 360 FlexPicker 控制器,、視覺系統(tǒng)和其他設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的 Rockwell PLC 平臺，操作員可以管理和監(jiān)控 JLS Osprey 裝箱機(jī)和 Talon 揀選系統(tǒng),。
專用編程                                       為了優(yōu)化機(jī)器人性能,，JLS 工程師開發(fā)出了 EyeQTrak 傳送機(jī)跟蹤和視覺定向軟件，該軟件使用以 ABB Robotics 的 RapidCode 編程語言編寫的專有算法,。
“使用 ABB 極為強(qiáng)大的機(jī)器人平臺,，我們可以自行編程以避免束縛，取得更出色的性能,。我們的程序員使用 EyeQTrak 來配置應(yīng)用程序,，而無需進(jìn)入其核心�,！盝LS Automation 總裁兼首席執(zhí)行官 Craig Souser 說,。
“我們希望客戶通過我們的 HMI 進(jìn)行交流,，以便從系統(tǒng)中獲取信息，而無需擔(dān)心幕后的機(jī)器人控制機(jī)制,�,？蛻舾嬖V我們，他們希望將機(jī)器人編程完全交由機(jī)器人公司負(fù)責(zé),。憑借我們應(yīng)用程序的高速運(yùn)行和機(jī)器人運(yùn)動技術(shù)，在一套通用的控制機(jī)制下執(zhí)行所有處理任務(wù)會起到很強(qiáng)的約束作用,。我們的解決方案無需生成機(jī)器人代碼,，在我們看來，客戶根本無需接觸這些代碼,�,！盨ouser 說。
對于由 Package Integrity Validation Technologies System (PIVT) 檢驗的包裝,，梯形邏輯編程 PLC 軟件會根據(jù)該包裝是否通過檢驗進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)用,。JLS 為 Dietz & Watson 切片熟肉裝箱包裝生產(chǎn)線開發(fā)出了 PIVT 和 Osprey 裝箱包裝系統(tǒng)。機(jī)器人會檢查從高速成型充填封口機(jī)傳送來的包裝,，并采用真空,、視覺和傳感器技術(shù)確定有漏洞的產(chǎn)品。自動檢查和揀選解決方案使 Dietz & Watson 的生產(chǎn)線運(yùn)行速度提高了 30% 到 40%,，同時減少了進(jìn)行人工檢查的員工數(shù)量,。
5 h+ w% v9 l0 |3 \: m, j3 c5 `$ Y# |JLS 使用 PackML 規(guī)則來實(shí)現(xiàn)機(jī)器狀態(tài)報告和機(jī)器通信的標(biāo)準(zhǔn)化，并采用通用和一致的 HMI 布局,�,！拔覀冋�在進(jìn)行遷移，以便遵守 PackML 編程標(biāo)準(zhǔn),，這并不是因為我們的客戶指定或要求這樣做,，而是因為它是現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)軟件模板制作方法，會讓我們在設(shè)計開發(fā)中受益,。更重要的是,，它會讓我們的客戶受益�,！盨ouser 說,。
& P, ^5 ~- U& X不斷發(fā)展的技術(shù)Intelligrated（展位號為 C-3036）推出了 Alvey® 機(jī)器人部分和混合裝載托盤包裝與卸垛解決方案，它采用了機(jī)器人集成,、軟件,、控制和視覺技術(shù)領(lǐng)域的最新成果。
- }1 `* P4 M& u+ ~) {" j7 g“我們已在多項作業(yè)中使用了Motoman的 MLX 平臺,，并取得了很好的效果,。Allen-Bradley PLC 可運(yùn)行所有編程,、功能和控制機(jī)制，簡化了與Motoman開發(fā)的 AOIs 的集成,�,！盜ntelligrated 機(jī)器人和托盤包裝系統(tǒng)產(chǎn)品經(jīng)理 Earl Wohlrab 說。
“我們將自己的 GoKart 訂單履行解決方案與 Adept 的移動機(jī)器人進(jìn)行了集成,，將其自主調(diào)動技術(shù)應(yīng)用到了分配和履行環(huán)境中,。機(jī)器人移動技術(shù)令貨車揀選功能如虎添翼，從而減少了訂單貨品在分配中心的運(yùn)輸時間,，將勞動力解放出來專注于更復(fù)雜的任務(wù),，并且無需對現(xiàn)有工作流進(jìn)行重大調(diào)整�,！盬ohlrab 說,。
6 X0 q6 _6 M+ H& q集成的 Adept 機(jī)器人采用車載激光和地圖技術(shù)在倉庫或生產(chǎn)設(shè)施之間巡回移動，并可以自行調(diào)整路徑以繞過障礙物,。
視覺傳感
. v  K0 v; R( F' [  \; R+ f機(jī)器人正在向很多其他前沿領(lǐng)域發(fā)展,。視覺傳感器能夠讓機(jī)器人按顏色分類，支持各種靈巧的臂端工具作業(yè),。另外,，OEM 廠商正在為機(jī)器人配備各種功能，以提升它們的空間認(rèn)知能力,，從而使工作人員能夠在機(jī)器人附近安全工作,。由于不需要額外的籠子、柵欄或防護(hù)裝置,，并且能夠在各個位置之間移動,，這些機(jī)器人在作業(yè)時更加靈活。
& J1 V/ x+ m. o0 f消費(fèi)品制造商也看到了機(jī)器人設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)：支持衛(wèi)生的食品處理和無菌制藥加工,；可以吸取經(jīng)驗并進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整以執(zhí)行應(yīng)用程序,，從而支持更快、更靈活的生產(chǎn),。
+ U7 X' L& @2 y$ B7 |/ N0 T在某些環(huán)境中,，包裝機(jī)與其機(jī)器人伙伴之間可以實(shí)現(xiàn)更加順暢的數(shù)據(jù)分享，這樣,，新的機(jī)器造型加上通用的控制系統(tǒng)便可以簡化設(shè)計并降低設(shè)計成本,。
$ K8 {  i8 I: ~' [$ Q) oOEM 廠商以不同的新穎方式來集成機(jī)器人技術(shù)，不斷突破過去的邊界,。例如,，Rockwell Automation iTRAK 便是一種具有軌道傳送機(jī)外型的兩軸機(jī)器人，它使用傳送機(jī)上的末端執(zhí)行器槳葉代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)器人手臂來控制產(chǎn)品。在 Rockwell Automation 的編程環(huán)境中,，當(dāng)機(jī)器人裝置獨(dú)立工作或以協(xié)同方式工作時,，可以更改它們在生產(chǎn)線不同工區(qū)的運(yùn)動和動作�,！皺C(jī)器人在控制體系結(jié)構(gòu)和軟件方面都實(shí)現(xiàn)了緊密集成,，因此在機(jī)器間的集成和時間安排方面都沒有問題�,！盤eters 說,。
隨著機(jī)器人供應(yīng)商和自動化供應(yīng)商攜手合作，以滿足包裝商對簡單,、靈活且易于維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一控制系統(tǒng)的要求,，機(jī)器人技術(shù)將繼續(xù)不斷發(fā)展。
最新技術(shù),，盡在拉斯維加斯希望采用機(jī)器人技術(shù)改進(jìn)包裝生產(chǎn)線的制造商可以于今年九月份前往拉斯維加斯，參加國際包裝機(jī)械博覽會和醫(yī)藥博覽會,，親眼觀看這些創(chuàng)新技術(shù)的實(shí)際演示,。
; z5 A; q# ?1 Q/ M) d
% c) S7 L) M7 R; X" U  y0 S

莊稼漢進(jìn)超市

怎么沒有人點(diǎn)贊呢,？內(nèi)容是不是太虛了,。

liyongxianfeng

太長了

易林風(fēng)

國外機(jī)器人的最大特點(diǎn)是程序復(fù)雜,。

b_jianwen

好長，