德國費森尤斯卡比醫(yī)藥有限公司需要碼垛的垛型為每個貨盤碼垛5層，每層碼垛9個滿載的紙箱，每個裝滿輸液袋的紙箱重8公斤。這樣，480個紙箱共需要10.6個托盤盛載，滿載的貨盤再通過傳送帶從裝載站傳送出去。也就是說，每小時必須供給11個貨盤至碼垛工位，才能滿足產(chǎn)能需要。這意味著，碼垛機(jī)器人需要執(zhí)行很多工序：它不僅需要搬運480紙箱，還需要搬運11個貨盤。反過來說，如果使用機(jī)械夾具，則必須頻繁更換機(jī)械夾具，至少每小時更換11次夾具用以搬運這兩種不同的工件。如果每次更換都要花費幾秒鐘，那么在多班制的工作下，總的耗費時間就相當(dāng)可觀。這顯然不利于托盤的利用率；倘若使用一套能夠同時夾取貨盤及紙箱的機(jī)械式夾具，不僅夾具體積較大且非常沉重，會嚴(yán)重影響ABB機(jī)器人的運動速度，甚至可能需要使用更大負(fù)載的機(jī)器人且成本更昂貴。如何讓機(jī)器人突破瓶頸，以更高的速度和效率完成整個碼垛工作呢？真空系統(tǒng)專業(yè)制造商Schmalz（施邁茨）公司為這一難題提供了有效的解決方案。

圖1 帶有大面積真空吸具FX的碼垛機(jī)器人正在靈活地搬運紙箱和貨盤
憑借多年的碼垛系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗，Schmalz公司為ABB碼垛機(jī)器人配備了Schmalz大面積真空夾具系統(tǒng)。該夾具系統(tǒng)由五個模塊組成：外部四個模塊采用Schmalz大面積真空夾具FX-400/120 SV，用于每次夾取三個紙箱的碼垛，相當(dāng)于一次性3 × 8公斤的搬運總重量；而貨盤則是由夾具系統(tǒng)中間的一個Schmalz大面積真空夾具FX-600/80 SW模塊來夾取。

之所以選用兩種不同的真空夾具模塊組成一套夾具系統(tǒng)，是因為這兩種真空吸具模塊的真空單元數(shù)目及技術(shù)各有不同。帶有“SV” （止回閥）系統(tǒng)的真空夾具能夠更好地搬運紙箱，因為其所有的真空單元在不接觸負(fù)載工件時會自動關(guān)閉（只需達(dá)到40%的覆蓋率，所有接觸負(fù)載工件的真空單元就能夠?qū)崿F(xiàn)其最大吸力），以確保其它真空單元的真空度；采用 “SW” （節(jié)流閥）技術(shù)的真空夾具系統(tǒng)則是搬運表面粗糙、多孔的貨盤的最佳選擇，真空單元也更不易被托盤的木片和碎片堵塞。

圖2 三個裝滿的紙箱正在被搬運至貨盤
Schmalz智能型大面積真空夾具系統(tǒng)，一方面依據(jù)模塊化標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和配置，另一方面又在兩種不同的夾具系統(tǒng)之間配置了快速轉(zhuǎn)換開關(guān)。客戶只需要在ABB碼垛機(jī)器人的操作系統(tǒng)里設(shè)定好程序，當(dāng)機(jī)器人控制器開始啟動，機(jī)器人便能夠依據(jù)設(shè)定指令及其檢測系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換真空吸具模塊，以吸取貨盤或紙箱并移動至指定工位，不損失操作時間。

真空夾具系統(tǒng)的多功能設(shè)計結(jié)合Schmalz的多級真空發(fā)生器，比機(jī)械夾具更加緊湊輕巧，能夠更充分地利用ABB機(jī)器人的動力，尤其是機(jī)器人在空載狀態(tài)下移動時。

圖3 大面積真空夾具系統(tǒng)將空貨盤夾取、移動并放置到指定工位
看到大幅提升的生產(chǎn)效率以及驟降的生產(chǎn)管理成本，德國費森尤斯卡比醫(yī)藥有限公司對這個能夠同時搬運紙箱和貨盤的新型機(jī)器人真空夾具系統(tǒng)非常滿意。包括搬運貨盤在內(nèi)，ABB碼垛機(jī)器人必須執(zhí)行大約每個小時200個工作周期，以完成在貨盤上碼垛高達(dá)5層、每層9個紙箱 (每次同時搬運3個紙箱)的工序。如果沒有Schmalz大面積真空夾具系統(tǒng)與ABB機(jī)器人完美密切的配合，這樣的工作效率在實際應(yīng)用中是完全不可能實現(xiàn)的。

德國費森尤斯卡比醫(yī)藥有限公司的負(fù)責(zé)人表示，這套碼垛系統(tǒng)解決方案融合了ABB與Schmalz的技術(shù)與經(jīng)驗優(yōu)勢，其高效、穩(wěn)定的特性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出他們的預(yù)期并圓滿達(dá)到了他們的要求。德國費森尤斯卡比醫(yī)藥有限公司已經(jīng)開始計劃購置另一套類似的柔性自動化系統(tǒng)，從而將員工從枯燥單調(diào)的碼垛作業(yè)中徹底解放出來，轉(zhuǎn)而從事更具挑戰(zhàn)性的工作。

關(guān)于施邁茨

施邁茨（Schmalz）公司于1910年創(chuàng)建于德國，自1984年起開始系列化生產(chǎn)真空元器件及真空系統(tǒng)，主要為包裝、金屬板材、汽車、化工、木材等領(lǐng)域的合作伙伴提供真空元器件、真空系統(tǒng)、真空搬運設(shè)備等解決方案，是全球知名真空產(chǎn)品制造商之一，亦是真空行業(yè)新技術(shù)的推行者。每年，Schmalz公司有7%的研發(fā)資金投入。目前，Schmalz在德國及全球的市場占有率分別為80%、70%。Schmalz在包裝行業(yè)廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品線主要為真空元器件與真空吊具系統(tǒng)兩個部分。