技術(shù)讓機器人進入包裝生產(chǎn)線上游

寂靜天花板

長期以來,，使用機器人技術(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（美國包裝機械制造協(xié)會）主辦了一系列名為“包裝機械博覽會”的貿(mào)易展會,。在去年的“2014 年機器人市場趨勢評估”中，他們闡述了機器人技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展狀況,。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)采用了機器人技術(shù),，而在 2008 年的時候這一數(shù)字僅為 20%。現(xiàn)在,，機器人及其帶來的好處已經(jīng)遠超越早期的托盤包裝領(lǐng)域應(yīng)用,，它們已經(jīng)向上游進軍，進入了更多的初級包裝和次級包裝領(lǐng)域中,。
! O& L5 u8 ^6 R( I  t網(wǎng)絡(luò)化和集成化的 PLC即將于9月28-30日舉辦的的包裝機械博覽會和醫(yī)藥博覽會上將展示各種機器人解決方案,，反映出機器人技術(shù)在上游得到應(yīng)用和實現(xiàn)無縫集成的趨勢。

各公司在將機器人技術(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)送至單獨的機器人控制器,。另一種方法頗受機械制造商的青睞，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器運動，也可以處理機器人運動,。這些可同時處理多種任務(wù)的 PLC 平臺緊密地協(xié)調(diào)機器人的動作與傳送機和生產(chǎn)線上其他運動設(shè)備的直線運動,，從而更準確、更精密地進行產(chǎn)品處理,。集成模式的優(yōu)勢包括更容易地進行軟件編程,、節(jié)省成本并減小所占用的空間。
Rockwell 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),，軟件集成是包裝機械制造商和機器人制造商關(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）,。
) x# z4 T" W6 w. n“客戶告訴我們,，我們需要加強產(chǎn)品的集成。跟在軟件層面進行編程,、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)慣的所有機器人品牌兼容,。”Peters 說,。
; `3 C. n3 w* q$ @- ]: s( q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)向單獨的機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) 軟件來與機器人控制器進行通信,，并在梯形邏輯程序轉(zhuǎn)譯為機器人代碼時配置機器人控制器。
8 H6 O* l" O% g' V“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，操作員和維護人員對 Studio 5000 的軟件界面非常滿意,�,！盤eters 說，“借助這種接口,，機器人看起來就像是由我們的控制器控制的,；但實際上，控制命令是通過以太網(wǎng)/IP 網(wǎng)絡(luò)傳送給機器人控制器,。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,�,！�

4 k+ M' l1 M$ q機器人機械集成雖然制造商青睞網(wǎng)絡(luò)化方法，但機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,，將機器人控制功能和機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器人驅(qū)動裝置和馬達,。
“機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，如果要將機器人與生產(chǎn)線集成,，那么只對一個軟件包進行編程和維護會更容易些,。”Peters 說,，“實現(xiàn)硬件和軟件的標準化,，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 系列機器人。VS-050 是一款 ISO 5 無塵室級緊湊型六軸機器人,。該裝置采用鍍鎳設(shè)計,，能夠經(jīng)受防腐醫(yī)藥包裝過程中的強腐蝕性消毒劑。所有 DENSO 機器人均配備了 DENSO 的新型 RC8 控制器（其尺寸適合安裝在機架上）,，并采用可使用常用語言編程的開放式體系結(jié)構(gòu),。
RC8 控制器支持通過 PLC（將 Studio 5000 與 AOI和 AOP 搭配使用）來控制機器人的可選方案。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，以用于機器人控制和界面,。
; q" Z! O% H, M1 q“一般而言,，包裝行業(yè)不想學(xué)習(xí)使用機器人控制器。他們想知道如何使用 PLC 與機器人控制器通信,，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。
( C( y7 W- f( ^0 H4 cDENSO 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,，然后遠程實時監(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器人,。
* e8 L( C7 q# dDENSO 的 ORiN2（開放式機器人/資源界面網(wǎng)絡(luò)）可通過網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建機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。
“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,。
+ E# }' k5 j5 p0 F' k  r( OORiN2 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 的校準向?qū)�來配置視像�?br /> ; C* W; z, R0 K* W) N統(tǒng)一控制
) t( s+ Q$ t: R8 \2 @7 \$ B# v/ ?
DENSO 并不是唯一一個旨在簡化控制機制的機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器人的編程和控制,。客戶只需使用一個軟件包與一個控制系統(tǒng),，就可以管理機器人的運動,，并配置包裝生產(chǎn)線的凸輪和伺服直線運動功能。
Yaskawa將在 2015 年拉斯維加斯包裝機械博覽會上展示Motoman® MH12 機器人裝箱機與 MLX200 機器人界面,。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,。
( N& E9 n9 y* w7 n5 r7 G“統(tǒng)一控制器是消除處理程序和簡化語言的一種方法,，使得機器人控制成為整個控制解決方案的核心�,！盓lkins 說,。
對于高速初級包裝和次級包裝，Yaskawa推出了 MPP3S 或 MPP3H 三角式機器人,，并配備了可處理所有主要生產(chǎn)線功能的 MP3200 機械控制器,。Yaskawa的前端編程門戶MotionWorks IEC 實現(xiàn)了統(tǒng)一控制編程，并支持 IEC 61131-3 這一面向?qū)ο蟮?PLC 編程標準,。程序員可使用功能塊來配置機器人運動,，控制同步帶上產(chǎn)品的位置和間距，并管理生產(chǎn)線機電運動,。隨附的工具包括用于監(jiān)控機器就緒狀態(tài)的 PackML 套件,，以及用于顯示吞吐能力和效率報告的 OEE 屏幕。
# W1 N- l! N; D' `“很多運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,。”Elkins 說,。
7 `- P( ]' @/ w( KYaskawa 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 機器人編程軟件進行了集成,，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)點并進行保存,。然后，它會為包裝生成幾何形狀的三維點模型,，并存儲在云解決方案中,。隨后,，該模型會引導(dǎo)機器人就位，“報告理論點和實際點之間的排列差異,，”Elkins 說,。
  A2 Z  m7 `* M; l- X! G9 N% ?) X( J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)可以使您無需進行復(fù)雜的攝像頭配置,。
“Neocortex 可以進行產(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,。
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”軟件和電動機械接口集成起來,；這樣，視覺信息源和機器人控制器之間的通信協(xié)議就可以實現(xiàn)“近乎瞬時”的響應(yīng),。
+ p0 I0 z& Z- v$ d" e為了在食品包裝應(yīng)用中進行產(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）機器人相集成的包裝機器,。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 裝箱機和 Talon 揀選系統(tǒng),。
專用編程                                       為了優(yōu)化機器人性能,，JLS 工程師開發(fā)出了 EyeQTrak 傳送機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,。
$ e% }1 V0 c1 W7 }( ^“使用 ABB 極為強大的機器人平臺,，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 進行交流，以便從系統(tǒng)中獲取信息,，而無需擔心幕后的機器人控制機制,�,？蛻舾嬖V我們，他們希望將機器人編程完全交由機器人公司負責,。憑借我們應(yīng)用程序的高速運行和機器人運動技術(shù),，在一套通用的控制機制下執(zhí)行所有處理任務(wù)會起到很強的約束作用。我們的解決方案無需生成機器人代碼,，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),。機器人會檢查從高速成型充填封口機傳送來的包裝，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)線運行速度提高了 30% 到 40%，同時減少了進行人工檢查的員工數(shù)量,。
JLS 使用 PackML 規(guī)則來實現(xiàn)機器狀態(tài)報告和機器通信的標準化,，并采用通用和一致的 HMI 布局�,！拔覀冋�在進行遷移,，以便遵守 PackML 編程標準，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)有的標準軟件模板制作方法,，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,。”Souser 說,。
( U. U  F5 n" V不斷發(fā)展的技術(shù)Intelligrated（展位號為 C-3036）推出了 Alvey® 機器人部分和混合裝載托盤包裝與卸垛解決方案,，它采用了機器人集成、軟件,、控制和視覺技術(shù)領(lǐng)域的最新成果,。
/ ]" J! S: m3 w& ?“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 可運行所有編程,、功能和控制機制，簡化了與Motoman開發(fā)的 AOIs 的集成�,！盜ntelligrated 機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 的移動機器人進行了集成，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)有工作流進行重大調(diào)整,。”Wohlrab 說,。
集成的 Adept 機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。
& c# N- S" ^# U6 ^視覺傳感
機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 廠商正在為機器人配備各種功能,，以提升它們的空間認知能力，從而使工作人員能夠在機器人附近安全工作,。由于不需要額外的籠子,、柵欄或防護裝置，并且能夠在各個位置之間移動,，這些機器人在作業(yè)時更加靈活,。
消費品制造商也看到了機器人設(shè)計的優(yōu)點：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)。
在某些環(huán)境中,，包裝機與其機器人伙伴之間可以實現(xiàn)更加順暢的數(shù)據(jù)分享，這樣,，新的機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,。
! J, e3 _. _: |OEM 廠商以不同的新穎方式來集成機器人技術(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外型的兩軸機器人，它使用傳送機上的末端執(zhí)行器槳葉代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機器人手臂來控制產(chǎn)品,。在 Rockwell Automation 的編程環(huán)境中,，當機器人裝置獨立工作或以協(xié)同方式工作時，可以更改它們在生產(chǎn)線不同工區(qū)的運動和動作,�,！皺C器人在控制體系結(jié)構(gòu)和軟件方面都實現(xiàn)了緊密集成,，因此在機器間的集成和時間安排方面都沒有問題�,！盤eters 說,。
隨著機器人供應(yīng)商和自動化供應(yīng)商攜手合作，以滿足包裝商對簡單,、靈活且易于維護的標準統(tǒng)一控制系統(tǒng)的要求,，機器人技術(shù)將繼續(xù)不斷發(fā)展。
# ^6 T1 B! n& y6 z最新技術(shù),，盡在拉斯維加斯希望采用機器人技術(shù)改進包裝生產(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)的實際演示,。

& _! U' D- F( T. v6 W4 W1 k6 N( V: W
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莊稼漢進超市

怎么沒有人點贊呢,？內(nèi)容是不是太虛了,。

liyongxianfeng

太長了

易林風

國外機器人的最大特點是程序復(fù)雜。

b_jianwen

好長,，