图1 利用机器人托板堆放系统和自动化的装袋生产线，Steuler-KCH公司的生产效率提高了4倍

Steuler-KCH公司投资购置了一台Koch公司生产的托板堆放机器人系统，用于将不同添加剂产品向托板的堆放工作。它的工作效率非常高、大大地减轻了工人的劳动强度。同时，添加剂企业也在这一工序中实现了无人操作，极大地提高了企业的经济效益。

Steuler-KCH公司涂层材料生产部门的Dirk Lehnhardt先生在介绍购置Koch公司新的托板堆放系统机器人时说道：“新型机器人能够把完全不同的袋装添加剂整齐的摆放到运输托板上。”在过去的生产中，工人必须用手把装满添加剂的塑料袋堆放到托板上，而现在这一费时费力的工作任务由机器人来承担。这一占地面积为12×8m的托板堆放机器人系统和Haver & Boecker公司生产的自动化装袋生产线于2012年2月通过了验收，正式投产使用。Dirk Lehnhardt先生打开了他的笔记本电脑，调出了一份3D图纸，为笔者介绍了这一结构非常紧凑的托板堆放机器人系统。“对我们来讲，减轻职工的劳动强度是主要目的。另外，与人工托板堆放相比较，托板堆放的速度、效率提高了4倍，整个设备只需一个人就可以完成操作，极大地提高了企业的经济效益。”

可挖掘的产能潜力

工厂目前采用单班制生产，这意味着企业还有更高的生产潜力可以挖掘。首先，机器人每小时完成300袋添加剂的托板堆放，并没有充分发挥其最大能力。这主要由于灌装设备在灌装流动性不好的添加剂产品品种时，只能按照其最高灌装能力的一半来灌装。尽管如此，Lehnhardt先生对这一发挥了一半效率的托板堆放机器人给予了很高的评价：“对于我们来讲，机器人系统留有一定的储存能力有很多好处。因为我们可以在必要的时候把第二条灌装线也连接到这一堆放机器人工位上来，无需扩大机器人的生产能力。”

生产过程

灌装生产线把包装袋整理好，向包装袋中灌装添加剂产品，封好包装袋口。这些装满添加剂的包装袋沿Koch公司提供的弯道输送带输送到托板堆放机器人的工作间中。下一工位是一个“排气工位”，把袋中的空气挤压出去。Dirk Lehnhardt先生用一个空的包装袋来介绍排气的原理：“在包装工位上，我们利用迷宫式焊接的排气通道把塑料袋中的气体挤出来，而迷宫式焊接排气通道的截止功能可以有效防止水进入塑料袋中。完全排净空气的包装体积更加紧实，更利于在托板上的堆放。”在挤出空气后包装袋运输至装料工位，经一小段辊道输送带到达限位位置。

在这一区域内，安装配备了多功能卡爪的、抓取承载能力为100kg的Koch拐臂式机器人。首先，机器人从托板库中取出一个空托板，复制到合适的托板堆放位置。然后开始向托板上堆放装满添加剂的包装袋。Lehnhardt先生强调空托板不得有突出的钉头、木楔。“平整圆滑的防护板能够防止包装袋的损伤，避免在托板运输过程中叉车在湿滑的路面上行驶时从下方刺伤包装袋。”

图2 这一机器人托板堆放系统和自动化装袋生产线的最大优点是大大地减轻了工人的劳动强度

当包装袋到达终点限位位置时，安装在终点位置的光栅向机器人工作室的PLC系统发出一个信号。PLC系统把这一信息转发到机器人的控制系统，在机器人控制系统的控制下机器人开始向抓取位置移动。在到达抓取位置后，机器人机械手的手指伸到输送辊道与塑料袋之间，抬起装满产品的塑料袋。Lehnhardt先生在机器人工作间的防护栅栏外仔细介绍着Koch公司研发的机器人叉式包装袋机械手：“这种配用了伺服驱动技术的最新叉式包装袋机械手是最先进的机械手，可以完成不同产品、不同包装袋的抓取和托板摆放。它除了有叉式手指之外，其手臂具有4个关节，并带有可以吸住防护板的吸盘。利用这一机械臂，我们也可以抓取和搬运空托板。”

机器人可以在欧洲统一标准的托板以及集装箱托板上排放长、宽尺寸为1100×800mm的包装袋，最大承载能力为1800kg。同时，还要求这一机器人能够非常柔和的启动运行和制动，以防止塑料袋从机械手上滑下来。在这两种类型的托板上各可以排放40袋产品。欧洲标准托板一层5袋、共8层和集装箱托板一层6袋、共7层。Dirk Lehnhardt先生站在机器人操作台旁介绍说：“堆放模式的设置非常方便；这使我们能够更加灵活的适应包装袋的规格尺寸。由于这一机器人操作非常简单，因此用户只需经过短时间的技术培训就可以完成复杂的设备操作。”

机器人可以在托板上摆放十层袋装产品，并能够按照精心设计的放置模式实现很高的堆放密度和稳定性。每袋产品的重量在17.5~25kg之间。预计不久的将来，Steuler-KCH公司还将使用带有防滑颗粒的包装袋，因此会有更好的防滑和防脱落性能。当托板上排放好袋装产品之后即被送往叉车运输的交接处。装满产品的托板被运送到中间库中暂存起来，并按照先进先出的原则出入中间库。