揭秘包装巨头KHS科埃斯是怎样使用工业机器人的

khs科埃斯在机器人系统应用方面有着25年的成功经验，特别是在其生产线的包装和码垛区段。此类高科技系统能够经济高效且灵活地完成分拣、分配、卸堆、码垛和堆叠等任务。未来khs科埃斯希望更多地使用标准化系统和解决方案以缩短设备交付周期。此外，虚拟调试是khs科埃斯未来计划中的重要组成部分。
在khs科埃斯的单机业务和整线项目中，包装和码垛机器人使用率正逐步增加。此类机器人可靠性极高、维护量少，并且能够保证安全生产。由于通常可同时执行多项任务，因此其被视为一种极佳的，保障未来的投资对象。要设置新功能，只需替换特定的备件并修改程序即可。这类智能机器还具有生产成本低，易于操作等特点。因此，饮料行业中有越来越多的装瓶厂希望更多地采用“机器人雇员”也就不足为奇了。
机器人技术，融合多年专业经验
早在1996年，khs科埃斯便为gerolstein和regensburg客户规划了第一个码垛区段项目。由于当时机器人所能处理的重量受到了一定程度的限制，因此机器人起初并未用于整层码垛，而是用于一些典型应用中，包括可回收板条箱的码垛和拆垛、包装和拆包，以及啤酒桶码垛。
自本世纪初以来，khs科埃斯一直与德国kuka库卡公司保持合作。kuka库卡提供的系统由国际自动化专家设计，该系统可以处理更重的货物，并且其采用的是与khs科埃斯设备相同的机器控制系统。与此同时，khs科埃斯也会采用日本电子和机械工程公司fanuc发那科制造的技术设备。
由于khs科埃斯对两家供应商的系统都有着深入的了解，因此更加重要是如何正确运用相关系统。
通常客户使用了某个系统，就不会产生更换系统的念头。这是一种信念。然而不管机器人本身的品质有多好，若使用不当，其自身价值也无法得到充分发挥。凭借我们的经验，我们十分了解机器人的相关功能和其适合领域。我们的专业强项就是对设备以及附属设备进行编程，制造和配置，让生产线高效运作。
机器人编组，赋能完美处理产品
自2004年以来，khs科埃斯一直使用机器人对包装进行编组，码垛花型。
此类应用是我们颇有建树的领域。从一开始，khs科埃斯worms团队便一直致力于机器人研发，特别是机械臂前端夹持部分。这些安装在机械手臂末端的工具，它们与瓶子、金属罐、包装、纸箱或板条箱直接接触。几乎没有人会比我们更清楚要想完美地处理产品必须考虑哪些因素。在电机的动力输入辅助下，我们可以将夹紧产品的压力设置为指定值，由此可以轻柔地夹取和处理产品，诸如我们的新纸质包装之类的敏感性包装。我们的产品中心在此方面有着丰富的经验。
这也是khs科埃斯工程师亲自设计这些产品接触部件的原因。机械臂前端夹持部分集成有一些特殊功能，包括防止包装和设备等受损的碰撞保护功能。此外，机器人头部还配置有能够减少磨损的补偿系统以及极简型夹爪转换装置。需要分组的包装由伺服电动夹爪抓取，然后夹持到所需位置。
目前khs科埃斯已基本完成了对机器编组的标准化，包括工作台、工作位置以及编程相关方面。可配置1到3个机械臂，同时还可配置1至4个输送通道。截止到目前，编组机器人安装量已接近600台，每年新增50台。
机器人应用，提高装载和分拣效率
除了编组以外，khs科埃斯还利用机器人对不可回收包装进行码垛以及用于分拣和分配等应用。例如，在装桶设备上使用机器人对啤酒桶进行卸货和码垛。由于内置图像处理系统，因此还可以实现更多功能，如在必要时转动啤酒桶、检测装配位置以及识别托盘上的花型样式。此外，系统还可以根据当前的装桶情况调整工序。自动换型装置可以作为选配运用于大多数机器人应用，并且可以根据需要进行改装。
当需要使用一些标准机器无法完成的特殊功能时，例如装载或分拣，khs科埃斯专业知识便会发挥重要作用。位于burgbrohl城市的矿泉水生产企业rhodius mineralquellen项目就是一个很好的例子。该客户要求按照类型将已隔离的瓶子和板条箱⽤1台机器⼈打包并堆放。
其间，机器人先要从生产线上挑选出已隔离的、主要包含外来瓶子的可回收板条箱，然后将其放置于托盘上，以便从生产线上清除。同时，机器人还需要将已隔离的空瓶打包装入空板条箱内，然后按照类型及设置的样式将其放回托盘以便排出。这样，在生产期间，系统中会产生已完成分拣的空瓶，这些空瓶将作为副产物进行后续处理。整个过程要根据分拣速率进行灵活调整，这意味着应能够根据每班需要分配功能。
在与全球领先的某软饮料生产商合作过程中，khs科埃斯开发出了一项特别不同的特殊应用。在过去的五年中，为了方便该公司配制成品饮料，khs科埃斯在该公司各个生产厂区安装了多台用于制备基础软饮料成分所需的机器人应用设备。khs科埃斯的专家团队还开发了多个适用于特定生产线的码垛系统。
事实证明，这些系统能够适应企业未来发展的需要。在迁移至新工厂后，通过解耦某些功能模块并重新安排码垛区域，原有的码垛机器人被分配至另外两条生产线进行码垛作业，由此增强了整个工序的码垛能力。客户对这样的结果表示非常满意。
机器人雇员，适应企业未来发展
不言而喻，即便是机器人也有其局限性。例如，如果要求分组机器人每小时处理144，000个易拉罐，使用的低速或中速系列的组合码垛单元。此处的实际产能取决于要执行的功能数，例如将包装拾取并放置于托盘上，每层花型成型以及处理托盘衬垫和空托盘。码垛单元能够实现完整的全自动码垛过程，包括在一个相对较小的35平方米空间内处理托盘和托盘衬垫。
研发低速系列码垛单元是我们朝此方向迈进的第一步。由于我们非常关注码垛应用，可以想象未来我们的标准化系统的产能会更高。这样我们便能够实现对机器人的充分利用。而对于定制系统而言，灵活性的重要程度则高于码垛能力，我们需要根据设备和具体任务要求作出调整。
khs科埃斯worms专家还计划扩展虚拟调试功能，依靠数字孪生技术进一步提高效率，挖掘机器人潜能。引入协同效应正是为了实现此目标：通常由制造商为机器人提供数字环境，这意味着khs科埃斯也可以在虚拟环境下委托制造商进行操作。而khs科埃斯唯一需要做的是将其工具集成到现有环境中。
☞来源：khs科埃斯