傳送帶上的勺子

給孩子們更好的：馬來西亞系統(tǒng)集成商 MODU System 以此為宗旨，選擇采用 KUKA KR DELTA 機(jī)器人。這臺衛(wèi)生機(jī)械款高速機(jī)器人仿佛專為分配給它的任務(wù)而生：快速而衛(wèi)生地分發(fā)嬰兒食品的量勺。而 KR DELTA 的神通還不止于此。

衛(wèi)生要求提高，可持續(xù)的解決方案

衛(wèi)生是食品安全的一項(xiàng)基本組成要素——同時也是食品行業(yè)面臨的一項(xiàng)挑戰(zhàn)。其中重要事項(xiàng)主要有：對生產(chǎn)環(huán)境的衛(wèi)生要求提高、區(qū)域和設(shè)備的清潔和消毒，以及保證工作人員經(jīng)過培訓(xùn)且身體健康。馬來西亞系統(tǒng)集成商 MODU System 希望運(yùn)用自己掌握的機(jī)器人輔助自動化解決方案的核心知識，為食品行業(yè)提供支持。這家企業(yè)得到了 KUKA 的鼎力相助，因?yàn)?KUKA 的產(chǎn)品中正好有符合這些要求的理想機(jī)器人：KR DELTA。“我們希望客戶能給予我們信任。”MODU System 公司區(qū)域經(jīng)理 Rajinderjit Singh 說，“因此，我們大力投入資源開展技術(shù)研發(fā)，并與以 KUKA 為代表的合作伙伴開展密切合作，以求找到更加可持續(xù)的機(jī)器人技術(shù)解決方案。”

拾取和放置：自動放勺子

這項(xiàng)解決方案在吉隆坡以西的巴生找到了落腳點(diǎn)。兩臺 KR DELTA 機(jī)器人從一條流水線上抓取量勺，然后放在另一條流水線上敞開的運(yùn)輸袋中。而運(yùn)輸袋則由一個裝有嬰兒食品的食品袋組成。袋子旁有一塊空地，放有一張印著條形碼的標(biāo)簽。“當(dāng)機(jī)器人通過攝像頭識別出這片空地時，就知道必須在里面放一把勺子。”Singh 說。接著，另一臺機(jī)器人將袋子和勺子推入一個盒子里。但如果袋子遮住了標(biāo)簽，則不會放下勺子，否則包裝時會導(dǎo)致機(jī)器發(fā)生堵塞。這聽起來挺簡單，實(shí)際上卻是依靠生產(chǎn)流水線上多個系統(tǒng)攜手合作。

KR DELTA 將勺子放在裝有嬰兒食品的袋子旁。下一個流程步驟中這兩部分將被包裝起來

KR DELTA 在食品行業(yè)大顯身手

“當(dāng)然這個系統(tǒng)的核心是 KR DELTA 機(jī)器人，它擁有不銹鋼殼體，因此可直接與食品接觸。”KUKA 員工 Lim Jia Ming 介紹說。機(jī)器人不銹鋼外殼按照德國 LFGB 和美國 FDA 食品標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。此外，它還通過了歐盟 CE 認(rèn)證、 認(rèn)證和德國 TÜV 安全功能認(rèn)證。機(jī)器人的防塵防水性能符合 IP 67 防護(hù)等級，因此可以在高壓下和使用堿性或酸性清潔劑清潔——這一點(diǎn)從衛(wèi)生角度來看，也同樣適合食品行業(yè)。

適合生產(chǎn)食品：KR DELTA 擁有不銹鋼外殼，因此可用于食品行業(yè)

每分鐘處理多達(dá) 80 個勺子

不過，KR DELTA 不僅外觀有說服力，而且速度相當(dāng)快：循環(huán)時間短可達(dá) 0.5 秒，因此 KR DELTA 更適合完成拾取和放置任務(wù)。“兩臺機(jī)器人每分鐘可處理約 80 個勺子。”Jia Ming 說，并且工作的精確度更高：由此避免人工操作可能出現(xiàn)的錯誤。因?yàn)椋趯?shí)現(xiàn)自動化之前，嬰兒食品制造商的這個流程步驟是由手工勞動完成的——這是一個潛在的危險源。采用衛(wèi)生機(jī)械款機(jī)器人后，這就變成了一個完全衛(wèi)生的操作步驟。此外，整個解決方案還更節(jié)省空間。兩臺機(jī)器人安裝在流水線上方的天花板上，各自的安裝區(qū)域直徑僅為 350 mm。起初挑戰(zhàn)之一是進(jìn)行準(zhǔn)確的校準(zhǔn)。因?yàn)樾枰?zhǔn)好了，兩臺 KR DELTA 才能在高速工作中精確抓取勺子。

拾取和放置作業(yè)的能手：兩臺 KR DELTA 每分鐘能最多處理 80 個勺子

問題是位置正確與否

通過將高效的 2D 目標(biāo)識別工具 KUKA.VisionTech 軟件與 KUKA.PickControl 結(jié)合起來，KR DELTA 能夠從正在運(yùn)動的一條傳送帶上抓取物體，然后放在另一條傳送帶上。“一臺具有圖像處理功能的攝像頭負(fù)責(zé)識別傳送帶上勺子的位置，另一臺則識別另一條傳送帶上的袋子。然后系統(tǒng)計(jì)算經(jīng)過的距離和傳送帶所處的準(zhǔn)確位置。”KUKA 員工 Jia Ming 介紹說。在 KUKA.PickControl 的指揮下，還可以方便地協(xié)調(diào)、整合、控制多臺 KR DELTA。此外，該軟件還確保生產(chǎn)流程順利進(jìn)行且高效節(jié)能。

一臺攝像頭識別勺子的位置，KR DELTA 可借助 KUKA.PickControl 從正在運(yùn)行的流水線上抓取勺子

離線編程，實(shí)時測試

“此外，KUKA.PickControl 還支持靈活樣式。也就是說，客戶能夠預(yù)定義放置的樣式，并方便地進(jìn)行切換，只需要根據(jù)當(dāng)前要求選擇不同的場景即可。”Jia Ming 說。此外，MODU System 還使用了 KUKA.Sim，以調(diào)整并測試客戶的預(yù)設(shè)值。由此創(chuàng)建的 3D 模擬可以稍后應(yīng)用到實(shí)際的控制系統(tǒng)上。KUKA.Sim?是一款智能模擬軟件，能夠?qū)?KUKA 機(jī)器人進(jìn)行高效離線編程。食品制造商運(yùn)用可達(dá)性檢查和碰撞識別等功能，可預(yù)先確保所用的機(jī)器人程序和工作單元布局切實(shí)可行。

高度靈活，操作方便：MODU System 使用 KUKA.Sim，預(yù)先確保應(yīng)用可行

機(jī)器人有點(diǎn)挑剔

另一項(xiàng)挑戰(zhàn)是勺子及手柄的形狀。它決定了 KR DELTA 要在哪里抓取勺子。“有一項(xiàng)解決方案是使用深色識別區(qū)域，以找出勺子的朝向。”MODU System 公司的 Rajinderjit Singh 說。最終發(fā)現(xiàn)，組配時只有少數(shù)幾種朝向可行。當(dāng)朝向不在規(guī)定的設(shè)置范圍內(nèi)時，機(jī)器人將忽略這把勺子，再抓取另一把。“優(yōu)勢在于：這樣我們就能進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)器人的循環(huán)時間。”Singh 介紹說。

輕松過濾勺子

疊放在一起的勺子也逃不過圖像處理系統(tǒng)的眼睛。因此這項(xiàng)應(yīng)用重要的特點(diǎn)之一是過濾設(shè)置。這項(xiàng)功能的一個例子是半徑過濾，它可以識別并忽略某個區(qū)域內(nèi)疊放的勺子。Jia Ming 介紹：“不妨設(shè)想一下，一臺機(jī)器人拾取了上面的勺子，但是下面的勺子朝向不對。有了這項(xiàng)過濾功能，另一臺機(jī)器人就將忽略相應(yīng)的勺子。”為了事先避免這種場景出現(xiàn)，方便機(jī)器人加工，在流水線前方設(shè)有一臺提升機(jī)。它后面是一臺振動裝置，可以盡量將勺子相互分開。

這個系統(tǒng)操作相當(dāng)簡單，外表整潔美觀，閃亮的不銹鋼機(jī)器人設(shè)計(jì)令我們食品行業(yè)的客戶贊不絕口。我對這項(xiàng)自動化改造的結(jié)果十分滿意。

MODU System 公司區(qū)域經(jīng)理 Rajinderjit Singh

無論藍(lán)色、綠色還是橙色：勺子的顏色無關(guān)緊要

盡管量勺的形狀一般都是雷同的，但顏色會有不同：客戶的工廠里會用到藍(lán)色、綠色或橙色的勺子。剛開始，不同的顏色構(gòu)成了另一項(xiàng)挑戰(zhàn)：“例如，客戶使用藍(lán)勺子時，視覺系統(tǒng)識別位置的光線就是紅光。通過將不同照明顏色組合起來，我們成功縮短了圖像的處理時間。”Singh 說。因此，他們最終選擇了 RGB 照明。最后有一臺檢驗(yàn)攝像頭監(jiān)控整個流程。“客戶更信任 KUKA 和 MODU System 聯(lián)合開發(fā)的自動化裝置。”Singh 介紹說，“我們自己被 KR DELTA 的不銹鋼設(shè)計(jì)深深折服。我們相信，這款應(yīng)用更適合嚴(yán)格注重衛(wèi)生的食品行業(yè)。”