VIP Packaging 借助机器人托盘堆垛解决方案维持领先优势

任何制造工厂中的托盘堆垛机都面临着从生产效率到安全问题的一系列运营挑战。对于 VIP Packaging（一家在澳大利亚和新西兰市场处于领先地位的塑料和钢铁包装公司）这样的公司来说，这一点尤为明显。

VIP Packaging 专门生产挤出吹塑和注射拉伸吹塑高密度聚乙烯 (HDPE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 和低密度聚乙烯 (LDPE) 瓶。

该生产工厂提供适用于食品和饮料、个人护理、家用消费品和工业化学行业的包装解决方案。

VIP Packaging 致力于创新、质量和可持续发展，在澳大利亚和新西兰拥有许多品牌广为人知的客户。

工厂生产线主要用于对洗发水和洗衣液瓶子进行托盘堆垛操作。为了尽量减少手动操作并提高生产效率，VIP Packaging 请求 Machinery Automation & Robotics (MAR) 为其提供能够实现托盘堆垛生产线自动化作业的解决方案。

全自动托盘堆垛机

VIP Packaging 工厂将排列在托盘中的包装瓶转换为适合直接运送给客户的预设形式。这些瓶子尺寸各异（从 500 毫升到 2 升），并用透明塑料拉伸包装包裹，以确保瓶子在运输时固定到位。

遵循职业健康和安全标准、提高生产力并节约人力成本是 VIP Packaging 头等重要的优先任务。VIP Packaging 硬质容器总经理 Geoff Biscaya 表示：“为保持竞争力，我们需要将大批量吹瓶机的下游检验、包装和托盘堆垛操作转为采用自动化方式进行，以此降低人力成本。”

在整个过程中，有三条主要的托盘堆垛生产线会受益于自动化升级。

它们包括：包装处理、托盘处理和拉伸包装。我们面临的挑战是设计一个能够使整个托盘堆垛生产线实现自动化的系统，不仅要节约成本，而且要提高质量控制水平和安全性。在研究了 VIP Packaging 系统的运作方式后，MAR 提出了一种全自动系统解决方案，其中包括三个机器人、托盘分配器、双梭车、三视觉系统、全自动 HMI、自动托盘捆扎系统和托盘拉伸机，它们全部由一个 Rockwell Automation 的中央马达控制中心控制。

在 VIP Packaging 工厂里，塑料瓶在传送带上不断输送到托盘堆垛生产线，然后由机器人捡起并堆放在托盘中。借助传感器计算每层包装所需的瓶子数量。完成一层后，机器人就拿起一个塑料滑托板，将其放在瓶子的顶部。

该过程重复进行，直到托盘装满为止；然后，机器人在托盘顶部放置一片木板，以确保瓶子固位。Machinery Automation and Robotics 项目经理 Merv Shirazi 介绍说：“机器人手臂上的夹持器或爪子的设计对托盘堆垛过程的效率至关重要。”

“当塑料瓶立起来时，我们需要确保它们处于正确的位置，因为只要一个瓶子滑落或脱落，就可能会引发多米诺骨牌效应，导致数百个瓶子翻倒。这不仅会造成安全隐患，还会使整个托盘的所有作业前功尽弃。”他解释道。

为了防止包装在托盘中的瓶子破裂或滑倒，机器会用透明塑料自动包裹住托盘。然后，系统通过梭运机将每个托盘运输到装卸台，并送回空托盘。

一切井然有序

在任何自动化系统中，控制和安全系统之间的集成都很重要，但在由单一操作员控制的托盘堆垛生产线上，完全集成是极为必要的。PowerFlex® 4M 变频器用于为传送带和整个机器人托盘堆垛系统提供有效的马达控制，而变频器本身由 CompactLogix™ 控制。

Rockwell Automation OEM 客户经理 Harish Ahuja 介绍说：“Rockwell Automation 的紧凑型机器控制平台将机器或安全应用程序经济高效地集成到了全厂控制系统中，因为它在一个控制器内集成了安全、运动、离散和驱动能力，这使其成为这一应用最合适的选择。”

操作员工作站具有用户友好的 PanelView™ Plus 1000 触摸屏人机界面 (HMI)，它便于导览并集成了一系列的选择选项。除了系统启动和停止功能的主要控制以外，HMI 还包括手动控制传送带的编程、机器人夹持器的手动控制、转换生产数据、错误报告、机器人控制和对维护与清洁的访问控制。

“该系统的编程简单直观，适合各种各样的瓶子设计形状和尺寸。控制平台还包括集成的安全系统，可提高操作员的安全性。”Biscaya 如此说道。

在转换到自动化系统时，操作员安全是一个极其重要的优先任务，因此，该系统设计了六个无需监督的独立安全区。VIP Packaging 工厂的设备需要全年无休地持续运转，因此，可靠性和最大限度地减少停机时间至关重要。这可通过以下方法解决：设计和构建生产线时，应考虑允许取放特定机器中会随时间推移而磨损的特定部件，以确保日常维护期间不必关闭整个工厂。

安装新的解决方案通常需要将现有系统关闭一段时间，而该项目安装新系统的目标是尽量减少这一停机时间，同时降低新解决方案实施初期出现问题的风险。为此，新系统在安装前已于场外进行了彻底的测试。

“包括循环周期和其他参数在内的整个系统在安装前已于场外进行了工厂测试，因此，我们可以将停机时间减至最少。这确保了安装的顺利进行，给我们的业务带来了非常积极的影响。”Biscaya 说道。

始终如一的质量控制

维护卓越的质量控制对于 VIP Packaging 至关重要，VIP Packaging 的包装解决方案广为人知，这不仅在于其具有出色的性能，它还差异化并提升了客户的品牌形象。Biscaya 深知实现质量控制系统的自动化可帮助他们维护优质包装解决方案的声誉，同时还能节约人力成本。

他说：“在 MAR 的帮助下，我们集成了能够识别若干有缺陷瓶子并将这些瓶子下线的视觉系统。这种自动化的质量控制系统比人工做得更加出色，不仅节约了人力，而且减少了包装浪费，进而降低了每个托盘的成本。”

为了确认自动化系统是否有效地工作，HMI 系统被编程为监控并在发现连续下线过多的瓶子时向操作员发出警告。

计算节约

Biscaya 说：“新自动化系统的优势不断体现出来。它满足我们所有的关键要求，让我们能够降低人力成本，同时提高质量控制和安全性。此外，这个解决方案设立了一个较低的基础成本，随着工厂的持续运营，它有助于提高我们的生产力和竞争力。”

自动化托盘堆垛生产线显著节约了人力，改进了质量控制并降低了运营成本。预计 VIP Packaging 可在两年左右的时间里收回项目投资，并在随后的很多年里持续享受多方面的收益。