Intelligrated机器人码垛解决方案

寂静回声

霍尼韦尔在2016年收购了Intelligrated，后者在2009年并购了FKI Logistex在北美和南美的运营公司。

Dan Schodowski面临着一个挑战。作为总部位于俄亥俄州梭伦市的JTM Products, Inc. 的总裁兼CEO, Schodowski 知道公司的发展壮大，离不开正确的投资选择。该公司是购买现有设施还是建立一个新设施？需要什么样的新物料搬运设备来支持未来的发展？JTM的业务主要围绕两个产品线：Murphy’sTM轮胎安装和拆卸润滑油；以及用在水管和下水道施工中的 PhoenixTM管道接头润滑油。该公司也做自有品牌和特色产品的生产。

JTM决定建设新厂，它现在的位置就在克利夫兰外面。Schodowski 的下一个挑战是满足 JTM产品线的物料搬运需求。Murphy’s的产品系列主要用25磅和40磅的桶包装，而Phoenix产品线主要用任意夸脱或加仑的容器包装。由于这两套产品线在出货前需要码垛，这给JTM工厂的工作人员留下了大量缓慢而繁重的提举工作。

转向自动化

“当我们开始规划新设施时，知道我们有更多的空间，而且我们将能够同时运转这两条产品线，”Schodowski 说。“而在旧厂，同时运转很难实现。要做到这一点，我们需要增添人手；即使这两条产品线没有同时运转，工作人员也要待在工厂。”

他们需要一个能同时处理这两条产品线的解决方案。这样JTM就能够在拥有70,000平方英尺面积的新设施内分配更多空间，用于化学加工、包装设备以及库存。解决方案就是采用可以同时码垛桶和箱的自动码垛机。

“这样就能一举两得，如果我们拥有自动码垛机，那么在产品线结束时我们就无需安排工作人员，”Schodowski 说。“这个想法并不是要减少工作岗位，而是当业务开始增长时我们不用再增添人手。”Schodowski与JTM的运营总监 Larry Wilson共同对他们的选择进行了研究。

霍尼韦尔Intelligrated（以前称为 FKI Logistex）的Alvey®码垛机，是唯一能提供同时搬运桶和箱的集成解决方案的供应商。该解决方案是一个集成的机器人码垛单元，包含Motoman®关节臂式机器人和 Alvey 真空型末端执行器，赢得了JTM销售人员的认可。

“要么购买两个独立的码垛机来分别搬运桶和箱，要么寻找可以一举两得的解决方案，”Schodowski说。“当我们发现霍尼韦尔Intelligrated的Alvey码垛机能够用一种设备同时码垛这两个产品线时，我们就有了选择。”安装Alvey机器人码垛机还将为新工厂腾出更多空间。

灵活转动

大致在JTM新工厂车间的中心，放置着JTM封入安全笼内的Alvey机器人码垛单元，它一侧围绕着加工和包装设备，另一侧都是堆放的箱和桶的托盘。桶中装满了Murphy’s轮胎润滑油，给桶加盖，然后在后台传送到该单元。伴随着呼呼的转动声，机器人转动，从托盘装载站上拿起空托盘并将其放在出料托盘输送机开始处的装载站，这样它就可以开始码垛桶。

在项目的最初设计中，将10个托盘预装到序列开始处的托盘装载站，机器人递减计数。霍尼韦尔Intelligrated目前正在进行修改，这样码垛机就可以知道已在托盘站装入了多少托盘。通过这种方式，操作员可以在运转开始时装入最多为10个数量的托盘，这样JTM就能灵活地缩短运转时间并改变大小，无需手动从该单元中拉出托盘。

在该单元的进料侧，霍尼韦尔 Intelligrated堆积输送机占用生产输送机中的桶，并让它们排队等候机器人执行控制系统发出的指令。根据特定码垛操作中使用的产品尺寸和堆放模式，机器人的真空工具附着到产品的顶部，然后放下排成一行行和一层层的码垛产品，一次可以拾起一个或三个桶。托盘满时，由自动裹膜机对它们裹膜，然后叉车运到车间库存。

装Phoenix管道润滑油的包箱也采用类似的流程。操作员从一开始就设置系统，装入托盘，并让机器人挑选托盘以开始码垛。包箱从第二个进料线进入机器人码垛单元，并且该过程重新开始。

虽然JTM目前并未用机器人在码垛单元中运行两条产品线，但机器人让JTM在任何时间都能提高产量。除了让JTM同时运行两条产品线，Alvey码垛单元还能处理各种堆叠模式和托盘尺寸，能管理不同的桶和包箱尺寸。对于25磅重的Murphy’s桶，机器人将40×80英寸的托盘堆叠四层，每层包含12个桶。

将40磅重的Murphy’s桶堆放为两种模式。在40×48英寸的托盘中，模式是堆放3层，每层包含12个桶。在48×48 英寸的托盘中，模式是堆放3层，每层包含16个桶。

对于夸脱容器的Phoenix包箱，机器人采用40×48英寸的托盘装载10层，每层包含5个包箱。对于加仑容器的包箱，机器人堆叠6层，每层堆叠6个40×48英寸的托盘。由于这种包箱模式需要不同的放置角度，机器人能够同时挑选2个包箱，放下一个，打开第二个，然后再把它也放下。自从安装机器人后，霍尼韦尔Intelligrated已帮助其增加了另外一个堆叠模式。

“JTM的Alvey机器人单元采用了先进的控制系统，可以最大限度地减少所需的操作界面量，”霍尼韦尔Intelligrated 的机器人产品工程经理Tom Simone说。“为了设计这个单元，我们必须检查要搬运的桶和包箱的尺寸。由于每种产品都有自己的托盘构造模式和生产速度，我们必须确定一次需要拣选多少个同类产品，然后着手构建该模式。”

“由于我们必须搬运桶和包箱，我们会使用真空型末端执行器来代替机械末端执行器，”Simone补充说。“因为我们必须拾取不同的产品和不同的数量，模式要求我们释放多种形式的产品，真空型末端执行器正是合适的工具。

我们选择真空型末端执行器还因为它可以从顶部拣选两种形式，而这是完成该任务最有效的方法。”

可实现自动码垛的机器人

在传统技术和新技术之间做选择时，越来越多的选项可能会模糊这个决策过程。虽然JTM选用机器人码垛机而不是传统的码垛机，这个决定看似合乎逻辑，但对于处于类似境况的其他公司未必同样适用。

直到最近，传统的码垛机还是唯一可行的使用技术。因此，在过去几十年中，传统的码垛机已经成为现代自动化物料搬运操作的标准组件。

在过去五年中，虽然机器人作为传统码垛机的备选方案已经渐入佳境，至于哪种解决方案最适合特定的应用，决策过程仍然模糊不清。虽然高吞吐量应用在过去要求使用传统的高速码垛机，但今天，无论是机器人还是传统技术，都能实现高速应用。

涉及到模式灵活性时，不同的解决方案类型之间的界限往往更加模糊。机器人和传统的码垛解决方案几乎都可以配置用于任何模式。诀窍在于确定哪种解决方案最能满足应用中的其他参数。

重量级公司

虽然JTM只使用了该系统65%的容量，剩余容量将持续增长，但Wilson估计，该单元现在处理JTM 75% 的年业务量。

这个业务量达到每年20多万桶和15多万箱，其中75%的桶重25磅，75%的包箱装有夸脱容器。Wilson说，该单元通常一天的码垛性能为，搬运60托盘的25磅重的桶、20托盘的40磅重的桶、40托盘的夸脱箱或25托盘的加仑箱。JTM工厂目前每周运行5天，每天7.25小时轮班一次，每个班有8个工作人员，但不用每天码垛。

繁忙的一天里，机器人码垛多达70托盘的25磅重的桶，总共高达3300桶。与老厂一天人工码垛可达到1,800桶相比，新厂平均每天码垛2800桶，自从安装机器人后使生产力提高了55%，进而实现了销售额增长。

周密考量

运营和供应链管理人员在决定选择哪种系统来自动化码垛操作时应仔细考虑。虽然不是硬性规定，但传统码垛机更常用于需要更高速度或涉及简化产品包装的应用。简化包装在当今大批量零售环境中尤为常见，而且一定程度上是由于瓦楞的高额费用。

机器人解决方案一般适合码垛机同时需要处理多条生产线的低速生产线的情况。因为通常占用更少的空间，机器人解决方案也是车间空间比较宝贵时的一种选择。决定选择哪种解决方案时，需要仔细考虑包括投资回报在内的多种因素。

尽管确凿的数字不是Schodowski实施该项目时最担心的问题，但他认为JTM有望从对机器人的投资中快速得到回报。“我计算它至少是一个人的工资和福利，所以我可能在短短的四年里就能得到回报，”他补充道。“我认为随着我们的发展，回报可能甚至会更快，我们就不必增加额外的人员。”

Wilson说，“我们有一支较成熟的员工队伍。我们搬到这里后，已有三个人退休。我们的员工一天必须拣选1800或1900桶。”

Wilson说，他的员工有一天主动要求重新配置他们繁重的人工辅助线之一，这样也能通过机器人运行。“他们让出这些辅助线，撤出所有的输送机，并通过码垛机运行，”他说。“他们现在要做的就是包装盒子，然后由机器人将它们全都堆叠起来。”

JTM的Alvey机器人估计有长达20年的寿命，自安装之后一直表现良好。新的机器人是它未来可靠运作的一部分。

突出重点

如果决定选择机器人，还必须决定要使用的机器人和组件型号。大多数的现代机器人码垛机使用桁架式机器人或摇杆机器人，前者也就是通常所说的“方形”机器人，后者被称为“圆形”机器人。这都是对其各自运动模式的昵称。

桁架式机器人是直线运动机器人，这意味着它们上下、左右移动的工作范围可以超过80英尺。它们通常根据特定项目的规模而构建，并提供更全面的灵活性，这包括处理各种拣选和放置地点的能力。

摇杆机器人更受限于它们的工作范围大小，但通常更经济、更快捷。在具有代表性的码垛应用中，可以在摇杆机器人的工作单元内为它建立四种托盘装载。

让正确的合作伙伴引导您

与为码垛项目选择正确类型的机器人或末端执行器是关键所在一样，选择合适的合作伙伴来构建解决方案也是如此。由于必须具备码垛工程的核心知识才可以专门提供这样的解决方案，因此选择具有这些类型的操作经验的业务合作伙伴非常重要。

许多寻找机器人解决方案的公司，通常会求助于一般的机器人公司，但这可能是一个错误的决定。码垛项目需要久经考验的物料搬运集成经验，才能确定一个机器人解决方案是否合适、或是否需要结合使用机器人和其他技术。

另一个错误可能是求助于这样的机器人公司：外包机器人解决方案的组成部分，而不是使用一站式提供商来设计、制造并支持他们的解决方案。来自一站式提供商的解决方案通常从一开始就提供了更好的项目控制力、更好的组件质量以及更快的调试进度。一站式提供商也带来更低的风险、更高的销售额以及更好的维修和维护支持。

无论是机器人还是传统的解决方案，一个值得信赖的合作伙伴都能够确定和推荐可以满足复杂生产需求的解决方案，这是非常宝贵的资源，尤其是当合作伙伴能够将码垛系统集成到公司更广泛的物料搬运系统和控制中时更是如此。