当设备创新促进包装行业逐渐自动化

设备创新促进包装行业逐渐自动化

在目前的消费品生产线的末尾，仍有许多的包装工作是由人工完成的，这实在令人惊讶。对于那些仍然采用人工操作的包装商来说，通过对设备进行自动化升级可以让这些工作变得更加简单，更加可靠。

在2005年9月日于美国拉斯维加斯举办的PACK EXPO包装展上，包装商们可以研究一下最新的自动化包装设备的发展趋势。由美国包装机械协会（PMMI）主办的PACK EXPO将会展出上百台最新的自动化包装设备或生产线。

灵活的机器人

对人类工作环境的关心、劳动力成本的因素以及灵活性的需求都在提高人们对在包装生产线上应用自动化和机器人系统的兴趣。因为价格下降了，可靠性非常高，先进的软件和控制技术简化了设置与操作过程，因此机器人正受到越来越多的关注。根据系统的结构情况，机器人控制器可能会驱动一台伺服电机，也可能会驱替换50%的包装材料动两台伺服电机，这样它就能够控制另一台设备，比如一条整理传送带之类的。同时也就不再需要另外一台独立的电机和控制器了。“我们的总体目标是减少硬件和综合的成本，这样系统的价格也就更加能被接受。” FANUC北美分公司（展位号：C-4034）的工程经理L.P. Musunur博士说道。他主要负责材料的移动、码垛和包装等方面的自动化设备业务。

“每个人都在寻求更低的生产成本，”他解释说，“机器人可以扮演一个重要的角色，因为机器人不仅能导致成本更低，而且也能带来更高的灵活性。”

今天的机器人通常都是某一个特定应用系统的一部分，应用比较广泛的领域是码垛。特别针对码垛而设计的机器人系统包括Motoman公司(展位号：C-3540)的PalletWorld系统。这种交钥匙PalletWorld系统的特点是具有集成的抓爪、基于个人电脑的控制器和菜单形式的码垛应用软件。它也可以与不同的型号相兼容，如SP100X和EPL300（分别能处理100公斤和300公斤的负荷）。集成的电力故障恢复系统可以确保当电力中断时，PalletWorld系统不会丢失任何数据，而完美的编码器也能确保机械臂能够在停止时的位置重新工作，而不是像大多数其他的码垛机器人那样又回到起始位置。这些措施可以消除因为断电、紧急停机或有意停机造成的启动延迟。这台系统另外也提供了一些可选的模块，如预制的喂料传送带，货盘定位器，货盘架和货盘送出传送带等。

Schneider Packaging Equipment公司（展位号：C-1630）是一家FANUC机器人的集成商，它利用了一台具有20公斤负荷能力FANUC M16iB六轴机器人来将空的塑料瓶装入到瓦楞纸箱中。这台自动装箱机器人具有很大的灵活性，可以处理各种不同形状和尺寸的瓶子，也可以处理各种不同尺寸的纸箱以及不同的排列模式，以满足加卸载荷应安稳吹塑成型公司的需要。它的占地空间很紧凑，但却具有多功能的装箱解决方案。

Schneider公司制造了一系列传统的纸箱和托盘包装机以及机器人解决方案，它也推出了机器人多生产线码垛系统和机器人装箱/码垛系统。在使用了一台5轴机器人的基础上，这台综合装箱/码垛系统能够用一条机械臂完成装载、贴标、扫描和码垛等工作。“这增加了自动化的程度，同时也保证了较小的占地空间，当然也就节省了工厂的空间。” Schneider公司的控制业务副总裁Pete Squires解释说。用户定制的机械手很灵活，可以拾起和摆放各种尺寸的物品，包括盒、袋、捆扎包、罐、瓶等。

另外，自动化装箱机也可以将不同风味的袋装产品装到同一个纸箱中，以创造出一个展示纸箱或常见的混装纸箱。BluePrint Automation公司 (展位号：C-2708)推出的双列拾取/放置装箱机器人可以进行水平装箱，也可以竖直装箱。它可以将包装袋从其中一列拾起，平放在一个瓦楞纸箱中，然后对另一列的包装袋也重复这个过程。要把包装袋竖直地放在纸箱中，机器人会先拾起一个过渡盒，后者会把包装袋滑入到一个倾斜的纸箱中。

Langen Packaging公司(展位号：C-3134)推出了另外一种灵活的包装解决方案——不锈钢LRC-400i顶部装填机器人系统，它可以处理多种的产品、托盘或纸箱形式。这套系统主要依靠一台FANUC Robotics公司提供的M420i型机器人，另外还有定制的机械手和模块化喂料系统。产品整理和货盘处理模块可以确保有最大的灵活性。LRC-400i型机器人非常适合高速地包装工作，可以很轻松地适应各种不同的食品和其他消费品。

4轴的M410iB/160型机器人是FANUC Robotics公司的伺服驱动M420iB系列机器人的一种，它主要负责包装袋的码垛功能。像PalletTool 和PalletPRO这样的标准机器人软件包可以提供码垛设置、模拟和操作等功能。与其他同类机器人相比，M-410iB型机器人可以加快生产周期，具有更高的负载能力，它可以以28次/分的速度处理100公斤的包装袋。M-410iB的最大接触范围可达3143mm，这可以让它同时为多条生产线服务。

将人工操作自动化

MULTI-FILL公司(展位号：C-2928)制造的六位分配系统可以把通常为人工操作的环节予以自动化，它可以多列成型/充填/封口或充填/封口生产线上将小尺寸的或很难充填的产品（如煮过的大米和通心粉，蔬菜，水果，冷藏沙拉等）装进托盘、杯子或成型的袋子中，速度大约为80包/分。如果用人工操作的话，“这种重复动作可能会引起可靠性和健康问题，” Multi-Fill公司国际营销副总裁Christine Marchadour说。几乎不需要移动零件，这台设备就能很容易清洗，只需最小量的维护。另外也有二、三或四位分配系统。

为了使铲车操作人员的生产时间达到最大化，拉伸包装的过程也越来越多地采用自动化技术。Orion Packaging Systems公司推出的Spectra II型旋转式拉伸包装机在将灵活性和可靠性发挥到最大化的同时，也保证了维护工作的最小化。它所包装的堆垛尺寸可达55×55×90英由于创办再生塑料颗粒厂风险较小寸（约合140×140×227厘米——编者），负载重量可达5,000磅（约合2268公斤——编者），包装速度为45垛/小时。Spectra II的特点是采用了由无刷AC电机驱动的数字变频驱动器，与DC电机相比，它所需的维护更少。另外，自动链条张紧系统可以消除定期对旋转驱动链条的调节操作。另外的特点包括一台Allen Bradley Micrologix 1000型可编程逻辑控制器，容易控制的工业级按钮和开关以及可以保护电机、变速箱和电子元件免遭破坏的封闭式设计。Insta-Thread预拉伸架可以加快薄膜卷的更换操作，同时通过260%的预拉伸还可以将薄膜的利用效率提到最高。Insta-cut功能可以在每次拉伸包装完成后自动切断薄膜，这样叉车操作员就不必从车上下来手工切断了。

自动化的质量控制

对自动检测的需求也在持续增长。其中一个原因是包装线上监控人员数目的减少，另外的一个原因是对100%确保无包装错误的需求的增加，特别是在像制药业这样受到严格控制的行业，立法者开始认为间歇式的离线检测已经远远不够了。

Banner Engineering公司(展位号：C-3807)一直在不断扩展它的PresencePLUS P4视觉传感器系列，以适应各种检测的需求，如标签检测、液位检测、日期/批次号验证、方向确认、盖子检测、瓶塞对齐检测、组装验证、整箱检测、注射器组装验证和泡罩包装验证进程测控仪表发展历程出现了重大转折和难得机遇等。设备制造商可以将这种带有高分辨率摄像头的紧凑型视觉传感器安装在新的设备上，但是需要对新设备作一些调整以便能执行新的检测功能。“在制药业，检测更加重要一些，但是我们产品的应用范围比这还要宽广。”国际销售副总裁Bob Schlicksub说，“易用性大大的提高了，而成本却下降了很多。”模块化的设计也使得这种视觉传感器可以同时完成多种检测要求。

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