自動封口工作站的機器人樣機能夠將包裝箱內(nèi)的塑料袋向上提起，完成塑料袋的封口任務
位于德國柏林市中心的ASA自動化和輸送系統(tǒng)有限公司（以下簡稱“ASA公司”）開發(fā)了一種全新的全自動包裝站樣機。原則上講，這是一種集成式的自動化單元，有兩臺機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。在全新設計理念的幫助下，ASA公司成為中央投資計劃ZIM的合作伙伴。其中，塑料袋封口機是資助項目中的一個組成部分。
自動化醫(yī)用機器人
研發(fā)計劃的核心是迅速地抓取塑料袋。對于手工操作而言，這是非常簡單的，但對于長期從事這一枯燥勞動的職工來講，通常是有害健康的，尤其是抓取像裝有粉質顏料類物品的塑料袋時。利用ASA公司開發(fā)的這臺樣機，使那些由于微粒排放而影響健康的工作能夠實現(xiàn)自動化。其供氣和排氣等系統(tǒng)的設計確保了機器人工作站以外的環(huán)境不會有粉塵顆粒物，從而創(chuàng)造了一個良好的工作環(huán)境。
ASA公司在這個項目上投入了一年半的時間，取得了初步成果之后又和油漆、涂料生產(chǎn)領域中技術領先的公司進行了現(xiàn)場測試。明確定義的ASA機器人接口技術允許逐步地與前、后工序相互連接，逐步形成了全自動化生產(chǎn)線。這使得系統(tǒng)可以相對容易地適應增加包裝體積和用其他內(nèi)容處理包裝單元。相比較而言，它能夠更加簡單地根據(jù)不斷增加的包裝工作量進行調整，能夠輕易地完成其他產(chǎn)品的包裝袋封口任務。
既可以在線，也可以離線工作
經(jīng)過在筒倉中100多天的測試，這一系統(tǒng)成功地證明了自己，然后一步步地將5個筒倉都集成到灌裝－封口自動線中。在自動化生產(chǎn)線中，包裝箱被自動地輸送到位，開始向塑料袋內(nèi)灌裝，然后由輥道輸送帶自動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，在包裝箱進入和移出封口單元的途徑中都設計、安裝了檢測傳感器，避免了未經(jīng)授權的人員進入封裝單元，從而也避免了不必要的停機損失。
灌裝后的塑料袋隨同包裝箱一起進入封口工位，在指定的位置處停止。兩臺機器人拇指和食指分開的機械手運動到包裝箱外部，從外部向上移動，同時拇指與食指合攏，提起未封口的塑料袋。這個動作結束時，包裝箱中的塑料袋應該沒有“褶皺”了。兩臺機器人閉合后的手指在包裝箱上沿向內(nèi)、向下移動，將塑料袋內(nèi)的空氣擠出去，此時的移動應盡可能地緩慢一些，避免塑料袋中的粉質產(chǎn)品通過“煙囪效應”的自拔風從塑料袋中逃逸出來。經(jīng)機器人手指擠壓后，塑料袋中應只有盡可能少的空氣，然后開始塑料袋的封口。這時，兩個手指前端略微分開，后端靠近，沿包裝箱的上沿向箱內(nèi)移動，就像人用兩個手指封口一樣將塑料袋封好口。最后，根據(jù)塑料袋內(nèi)粉質物體的多少包裝箱會轉一圈到幾圈。
然后，所謂的封裝裝置水平地移動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。整個封口過程的持續(xù)時間大約20 s。裝有塑料袋的包裝箱經(jīng)輥道輸送帶送出機器人封口工作站，人工或者自動地完成包裝箱封口，準備托板運輸、碼垛存放。ASA公司清楚定義的接口技術可以方便地實現(xiàn)前后端的生產(chǎn)線自動化。這也就意味著，這臺設備可以方便地根據(jù)包裝任務的變化而調整。
供氣和排氣等系統(tǒng)的設計確保了機器人工作站以外的環(huán)境不會有粉塵顆粒物，從而創(chuàng)造了一個良好的工作環(huán)境
減輕職工的工作負荷，更加符合人體工程學
除了減少操作者接觸粉塵的可能性之外，這一封口機器人還為操作者提供了更好的人體工程學優(yōu)勢。因為手工處理質量為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托板運輸要求來設計的。原則上，這一設備使用起來非常靈活，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)品的包裝箱是來自幾個不同的灌裝點時。封口工作站的兩臺機器人是LR Mate機器人，各有自己的控制系統(tǒng)。在包裝、封口的日常工作中，一個小型的觸摸屏控制臺就可以清楚地顯示機器人控制系統(tǒng)和西門子 SPS S7控制系統(tǒng)的重要信息。
