为PET瓶设计的机械手

2007/8/10 15:04:24

坐落于美国田纳西州的English Mountain矿泉水公司希望通过削减劳动成本并改善操作人员的工作环境，而要实现这样的目标就需要安装一套先进的机器人系统。由辊式输送带系统、转盘和机械手所组成的这套系统为公司产品的市场增长起到了很好的促进作用。　　该系统主要适用于可回收的5加仑聚碳酸酯水桶。这种水桶的空桶仅重2.5磅，但装满水后，可重达45磅。　　在安装机器人解决方案之前，水桶的运送工作都需要人工完成。该公司的Burleson说：“将这些装满水的水桶放在瓶架上显然很耗体力，这样使我们的员工需要经常轮换作业。”　　English Mountain矿泉水公司采用并安装了Aidco公司生产的核心为Kuka机器人的工作站。该系统的主要工作是：* 接受由叉车送来的装有30个空桶的桶架；* 将这些桶架旋转180度；* 从架子上卸下空桶，并将它们通过辊式输送系统送到清洗／灌装／压盖系统上；* 将灌装后的水桶装回桶架上；* 再将桶架旋转180度。　　　　与机器人工作站相配套的是每分钟可灌装20个5加仑瓶的清洗／灌装／压盖系统。Burleson说：“为了让灌装系统在配备了机器人工作站后仍可以正常速度运转，我们需要让两个工作人员将空桶从架子上取下，另外两个人将灌装后的瓶子放到桶架上，然后再需另外两个人操作叉车，再有两个人负责整体的质量控制。”　　公司安装了Aidco KR180系统后，使PET瓶的装箱工序得以自动化。这种操作上的改进让Burleson印象深刻，公司下一步还希望让5加仑水桶的装卸工序也实现自动化。　　Burleson说：“这个系统的设计和安装涉及很多工程技术上的问题，其中一个和瓶子灌装有关的问题就是进给压力。例如，5个并排的瓶子等待机械手的抓取，这就需要225磅的压力，因此Aidco公司在设计方案时为在瓶子之间预留了一定的间距，就是让带有摄像头和气动手臂的触发装置将瓶子一个个分开，并保持瓶间距一致，这样机械手每次就可以准确到达目标位置。　　当叉车将装有30个空桶的架子从车上卸下，实际的包装作业就开始了。这些空桶的排列顺序为： 5 X 3，分2层排列，即30个空桶的瓶颈都面向叉车司机。叉车再将桶架放在转盘上，此时，感应器会发出信号，指示转盘旋转180度，使桶架自动向前输送一段距离以便到达机器人的工作范围，并将所有瓶颈面对机器人。　　而机器人位于两个桶架之间，可以同时处理前架和后架。首先，可将5个空桶从后架卸下（后架被腾空），然后将空桶放在通向灌装工序的进料传送带上，随后这5个准备灌装的桶进入灌装环节。由于水桶经过的是一个闭合路线，所以，刚刚灌装好的水桶会从灌装环节出来后，再次返回到刚才被卸下的桶架位置上。　　这种机器人拥有多种功能，尤其是很多创新的技术。从桶架上抓起2.5磅的空桶时，3个真空吸头同时固定在瓶颈上就可抓起空桶。但值得注意的是，被排列的空桶分为两层，因此当机械手回来抓取排在下面一层的5个瓶子时，需要通过气动伸缩装置的作用才能以足够的伸长度进行抓取。　　而抓取灌装后的瓶子则采用了完全机械（非真空）方式，上钳夹在瓶肩部位置闭合，使瓶子被牢牢地夹在上钳夹和夹板之间。一旦前架上的30个位置被灌装后的瓶子占满，该桶架即被机械手腾空，使后面的桶架自动向前移动一个位置，即达到待装位置。而装满的桶架经过旋转180度后，使瓶颈再次面对叉车，司机此时需要将桶架运送到输送带上，以便装运给客户。　　Burleson说：“过去需要七八个人的工作现在仅需要三四个人即可完成。而且工作强度也大大降低，存货的占用空间也变得出奇得小了。”　　此外，这种机器人工作站处理3加仑瓶子和5加仑瓶子的速度是一样的，所用桶架的结构仍为高5个、宽3个，与5加仑桶架不同的是，5加仑瓶子有2层，3加仑瓶子需要3层。不过，机器人进行切换的操作非常简单，通过触摸控制屏即可完成。　　Aidco公司来源:现代包装

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