自動(dòng)封口工作站的機(jī)器人樣機(jī)能夠?qū)b箱內(nèi)的塑料袋向上提起，完成塑料袋的封口任務(wù)
位于德國(guó)柏林市中心的ASA自動(dòng)化和輸送系統(tǒng)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“ASA公司”）開(kāi)發(fā)了一種全新的全自動(dòng)包裝站樣機(jī)。原則上講，這是一種集成式的自動(dòng)化單元，有兩臺(tái)機(jī)器人從包裝箱中拿取塑料袋、完成塑料袋物資充填，再將塑料袋封口。在全新設(shè)計(jì)理念的幫助下，ASA公司成為中央投資計(jì)劃ZIM的合作伙伴。其中，塑料袋封口機(jī)是資助項(xiàng)目中的一個(gè)組成部分。
自動(dòng)化醫(yī)用機(jī)器人
研發(fā)計(jì)劃的核心是迅速地抓取塑料袋。對(duì)于手工操作而言，這是非常簡(jiǎn)單的，但對(duì)于長(zhǎng)期從事這一枯燥勞動(dòng)的職工來(lái)講，通常是有害健康的，尤其是抓取像裝有粉質(zhì)顏料類物品的塑料袋時(shí)。利用ASA公司開(kāi)發(fā)的這臺(tái)樣機(jī)，使那些由于微粒排放而影響健康的工作能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化。其供氣和排氣等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)確保了機(jī)器人工作站以外的環(huán)境不會(huì)有粉塵顆粒物，從而創(chuàng)造了一個(gè)良好的工作環(huán)境。
ASA公司在這個(gè)項(xiàng)目上投入了一年半的時(shí)間，取得了初步成果之后又和油漆、涂料生產(chǎn)領(lǐng)域中技術(shù)領(lǐng)先的公司進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。明確定義的ASA機(jī)器人接口技術(shù)允許逐步地與前、后工序相互連接，逐步形成了全自動(dòng)化生產(chǎn)線。這使得系統(tǒng)可以相對(duì)容易地適應(yīng)增加包裝體積和用其他內(nèi)容處理包裝單元。相比較而言，它能夠更加簡(jiǎn)單地根據(jù)不斷增加的包裝工作量進(jìn)行調(diào)整，能夠輕易地完成其他產(chǎn)品的包裝袋封口任務(wù)。
既可以在線，也可以離線工作
經(jīng)過(guò)在筒倉(cāng)中100多天的測(cè)試，這一系統(tǒng)成功地證明了自己，然后一步步地將5個(gè)筒倉(cāng)都集成到灌裝－封口自動(dòng)線中。在自動(dòng)化生產(chǎn)線中，包裝箱被自動(dòng)地輸送到位，開(kāi)始向塑料袋內(nèi)灌裝，然后由輥道輸送帶自動(dòng)地將包裝箱移送到封口工位。原則上，封口單元既可以在線完成塑料袋的封裝，也可以離線完成塑料袋的封裝。除此之外，在包裝箱進(jìn)入和移出封口單元的途徑中都設(shè)計(jì)、安裝了檢測(cè)傳感器，避免了未經(jīng)授權(quán)的人員進(jìn)入封裝單元，從而也避免了不必要的停機(jī)損失。
灌裝后的塑料袋隨同包裝箱一起進(jìn)入封口工位，在指定的位置處停止。兩臺(tái)機(jī)器人拇指和食指分開(kāi)的機(jī)械手運(yùn)動(dòng)到包裝箱外部，從外部向上移動(dòng)，同時(shí)拇指與食指合攏，提起未封口的塑料袋。這個(gè)動(dòng)作結(jié)束時(shí)，包裝箱中的塑料袋應(yīng)該沒(méi)有“褶皺”了。兩臺(tái)機(jī)器人閉合后的手指在包裝箱上沿向內(nèi)、向下移動(dòng)，將塑料袋內(nèi)的空氣擠出去，此時(shí)的移動(dòng)應(yīng)盡可能地緩慢一些，避免塑料袋中的粉質(zhì)產(chǎn)品通過(guò)“煙囪效應(yīng)”的自拔風(fēng)從塑料袋中逃逸出來(lái)。經(jīng)機(jī)器人手指擠壓后，塑料袋中應(yīng)只有盡可能少的空氣，然后開(kāi)始塑料袋的封口。這時(shí)，兩個(gè)手指前端略微分開(kāi)，后端靠近，沿包裝箱的上沿向箱內(nèi)移動(dòng)，就像人用兩個(gè)手指封口一樣將塑料袋封好口。最后，根據(jù)塑料袋內(nèi)粉質(zhì)物體的多少包裝箱會(huì)轉(zhuǎn)一圈到幾圈。
然后，所謂的封裝裝置水平地移動(dòng)到絞在一起的塑料袋頸部，上好封口卡或者封口夾。根據(jù)塑料袋中的產(chǎn)品以及用戶的要求，也可以使用其他類型的封裝密封件。整個(gè)封口過(guò)程的持續(xù)時(shí)間大約20 s。裝有塑料袋的包裝箱經(jīng)輥道輸送帶送出機(jī)器人封口工作站，人工或者自動(dòng)地完成包裝箱封口，準(zhǔn)備托板運(yùn)輸、碼垛存放。ASA公司清楚定義的接口技術(shù)可以方便地實(shí)現(xiàn)前后端的生產(chǎn)線自動(dòng)化。這也就意味著，這臺(tái)設(shè)備可以方便地根據(jù)包裝任務(wù)的變化而調(diào)整。
供氣和排氣等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)確保了機(jī)器人工作站以外的環(huán)境不會(huì)有粉塵顆粒物，從而創(chuàng)造了一個(gè)良好的工作環(huán)境
減輕職工的工作負(fù)荷，更加符合人體工程學(xué)
除了減少操作者接觸粉塵的可能性之外，這一封口機(jī)器人還為操作者提供了更好的人體工程學(xué)優(yōu)勢(shì)。因?yàn)槭止ぬ幚碣|(zhì)量為20～25 kg的包裝箱、塑料袋是一件工作量很大的工作，非常容易引起身體的疲勞。這一包裝封口機(jī)器人也可以用于其他產(chǎn)品的包裝封口。例如，塑料袋內(nèi)灌裝的是粒狀顆粒物產(chǎn)品、塊狀產(chǎn)品以及不同尺寸規(guī)格的片狀產(chǎn)品。包裝箱的尺寸規(guī)格為390 mm×280 mm，高度390 mm。這些尺寸都是按照滿足歐洲貨運(yùn)托板運(yùn)輸要求來(lái)設(shè)計(jì)的。原則上，這一設(shè)備使用起來(lái)非常靈活，也可以使用其他尺寸規(guī)格的包裝箱，如底面積600 mm×400 mm的包裝箱。也可以在一塊托板上放置幾種不同規(guī)格尺寸的包裝箱，如裝有產(chǎn)品的包裝箱是來(lái)自幾個(gè)不同的灌裝點(diǎn)時(shí)。封口工作站的兩臺(tái)機(jī)器人是LR Mate機(jī)器人，各有自己的控制系統(tǒng)。在包裝、封口的日常工作中，一個(gè)小型的觸摸屏控制臺(tái)就可以清楚地顯示機(jī)器人控制系統(tǒng)和西門子 SPS S7控制系統(tǒng)的重要信息。
