中國市場的零售環(huán)境日新月異,食品行業(yè)在近年來消費 升級的大背景下,逐步由重“數(shù)量”向重“品質(zhì)”轉(zhuǎn)變。隨 著電商的蓬勃發(fā)展,快消行業(yè)一款新品從創(chuàng)意誕生到真正擺 上貨架的時間已經(jīng)從按月計算縮短到按天計算。在此背景下, 食物生產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)趨勢轉(zhuǎn)變,產(chǎn)品生產(chǎn)線具備足 夠的靈活性至關(guān)重要。
食品廠商通過引入自動化生產(chǎn)線對傳統(tǒng)模式生產(chǎn)工廠進(jìn)行技術(shù)改造,推動生產(chǎn)端的自動化、數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升 級已成定勢。 客戶是一家面向全球市場的零食企業(yè),旗下 擁有數(shù)十款零食品牌,在中國設(shè)有數(shù)十個生產(chǎn)基地和一百多 個辦事處,引領(lǐng)著全球零食制造行業(yè)的未來。 為適應(yīng)行業(yè) 發(fā)展趨勢,提高生產(chǎn)效率,客戶決定對產(chǎn)線進(jìn)行改造升級。 經(jīng)過多方位考察、測試、調(diào)研,最終選定節(jié)卡柔性智能產(chǎn)線 改造方案,對碼垛搬運線和包裝箱拆垛下料工序進(jìn)行了自動化升級。
運線
項目痛點在自動化方面,企業(yè)工廠生產(chǎn)線老舊,自動化程度低。
在人工方面, 企業(yè)一方面人工承受著枯燥重復(fù)的動作,人工勞動強度大,生產(chǎn)效率低 ; 另一方面人工需求 量較大,面臨著用 工成本等問題。
解決方案基于客戶的需求,節(jié)卡技術(shù)團(tuán)隊提出,在原有產(chǎn)線上增加輸送設(shè)備,并部署 JAKA Zu 12 協(xié)作機器人,實在自動搬運和碼垛。
兩臺 JAKA Zu 12 協(xié)作機器人被部署在三條輸送線之間, 輸送設(shè)備將產(chǎn)品運送至機器人碼垛區(qū),當(dāng)其中兩條線生產(chǎn)時, 兩臺機器人各負(fù)責(zé)一條生產(chǎn)線的碼垛 ;當(dāng)三條線同時生產(chǎn)時, 兩臺機器人各負(fù)責(zé)兩邊產(chǎn)線,同時共同負(fù)責(zé)中間產(chǎn)線碼垛任務(wù)。
為了確保產(chǎn)品輸送到位,在輸送線上布置了產(chǎn)品定位裝 置及擋停裝置,確保產(chǎn)品正常運輸和碼垛。 JAKA Zu 12 協(xié) 作機器人有效負(fù)載 12kg,臂展長達(dá) 1327mm,可高效完成 碼垛任務(wù)。方案中還提出,在地軌組件與機器人底座安裝增 加升降組件,以適應(yīng)不同高度的垛型。
同時,為了最大化利用產(chǎn)線運行效率,當(dāng)產(chǎn)品不足 3kg 時,機器人可同時實現(xiàn)兩個紙箱的碼垛作業(yè)。
包裝箱拆垛下料應(yīng)用
項目痛點前期考察生產(chǎn)線現(xiàn)場,發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)線包裝箱堆放 凌亂,在這種復(fù)雜環(huán)境機器人要實現(xiàn)精準(zhǔn)抓取,是一個挑戰(zhàn); 同時,儲料區(qū)與包裝模組存在較大高度差,機器人臂展受限, 需要通過有效工作半徑,實現(xiàn)自動化升級。
解決方案人工將碼垛好的包裝箱移動至儲料點,機器人 通過碼垛指令先運動到抓取點,再通過 2D 相機糾偏定位包 裝箱,機器人精準(zhǔn)抓取包裝箱后,結(jié)合升降軸將包裝箱下料 至包裝模組,并通過末端夾具的剪刀將繩子剪斷,完成整個 拆垛下料。
通過在節(jié)卡自研的圖形化編程 APP 完成機器人碼垛指 令,可引導(dǎo)節(jié)卡機器人到達(dá)各個抓取位置,再結(jié)合節(jié)卡 2D 視覺,完成糾偏定位,實現(xiàn)高效精準(zhǔn)抓取。
針對機器人臂展不夠的問題,技術(shù)團(tuán)隊在方案中添加 了由 PLC 控制的外部軸,可以實現(xiàn)抓料區(qū)與放料區(qū)的轉(zhuǎn)換, 完美匹配項目需求。
項目收益
通過以上產(chǎn)線改造,實現(xiàn)碼垛、拆垛自動化,現(xiàn)場工人減 少了三分之二,解決了客戶招工難、用工成本高的問題。同時, 助力企業(yè)生產(chǎn)效率大大提升,具有超高投資回報率。