碼垛機器人保證煙草公司產品質量
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具有250多年的歷史，位于北卡羅來納州格林斯博羅的羅瑞拉德煙草公司（Lorillard TobaccoCo.），是美國最古老的堅持經營煙草的公司之一。羅瑞拉德公司為美國市場生產中低檔香煙品牌的產品，而著名的Newport品牌主導了他們的銷售額，在2012年占到了他們收入的88％?？傮w而言，該公司每年生產400億支香煙。
正如任何一家包裝消費品公司一樣，對羅瑞拉德煙草公司來說產品的質量和一致性是最重要的。但是對于煙草公司來說，壓力就更大了，因為新的美國食品和藥物管理局法規(guī)要求香煙制造商根據嚴格的相關規(guī)定來制造產品。羅瑞拉德煙草公司的高級工程師Randy Marshall先生解釋說，“如果產品出貨不符合規(guī)定，那么我們就可能會失去客戶，并且需要承擔召回已經上市產品的費用。”
2013年8月，該公司完成了一臺大規(guī)模包裝設備的安裝，它能夠保證產品的可追溯性，并提高查找不合格產品的速度。在兩年半的時間里，羅瑞拉德公司替換了兩臺常規(guī)的碼垛機以及數(shù)英里長的傳送帶，安裝了Intelligrated公司的由18臺機器人組成的碼垛系統(tǒng)，使得他們能夠在整個工廠中隨時跟蹤紙箱的狀態(tài)。
“這涉及到了產品的可追溯性和產品的質量，確保了不合格產品不會在市場上出現(xiàn)。”Marshall先生說。
羅瑞拉德公司在格林斯博羅建立的歷史可以追溯到1954年，當時它的總部和制造工廠剛剛開始進行運作。該工廠占地100萬平方英尺，具有36條包裝生產線。該工廠生產的產品包括Newport-美國最暢銷的薄荷口味香煙以及第二大暢銷香煙品牌，以及Kent，True，Maverick，和Old Gold。這五大品牌包括了41個不同的產品種類，具有不同的價格、口感、風味、長度和包裝。
自從1998年以來，所有的36條包裝生產線——其中每一條包裝生產線都包含一臺香煙制造機、一臺主裝盒機、二次裝盒機以及一臺裝箱機——為兩臺Intelligrated公司生產的Alvey 880傳統(tǒng)碼垛機進料。紙盒都是通過架空的輸送系統(tǒng)運送到堆垛機而并沒有區(qū)分哪些紙盒源于哪條包裝生產線。
“所有的生產線都通過數(shù)英里長的紙盒傳送帶送入到常規(guī)的碼垛機中，這就意味著比如Newport的紙盒，由許多的包裝生產線進行生產，而在貨盤上被混合在了一起。”羅瑞拉德公司的高級工程師Daniel Walker先生解釋道。
使用這個輸送系統(tǒng)，如果某條包裝生產線所生產的產品或包裝的產品不符合規(guī)定——比如一個包裝沒有正確地成型，或者其中的玻璃紙包裝沒有密封好——那么操作工將不得不查找多個貨盤來找出從那條包裝生產線上送出來的紙盒。
大約五年以前，羅瑞拉德煙草公司開始尋找備選方案，能夠使他們建立來自同一包裝生產線的貨盤并且能夠在整個工廠中通過紙盒跟蹤產品。通過與材料處理自動化解決方案供應商Intelligrated公司長達40年之久的合作，羅瑞拉德公司向他們尋求一個解決方案。2011年1月，Intelligrated公司開始安裝18臺自動碼垛單元，每個單元包括一臺Accuglide動力滾筒輸送機，一臺Motoman MPL160四軸機器人，一臺Lockn’ Pop 涂膠器以及一臺SICK 二維條碼閱讀器。每個單元處理兩條包裝生產線，同時使用兩個貨盤。
速度和靈活性是關鍵
為了選擇具有足夠能力的機器人來滿足羅瑞拉德公司的需求，一些注意事項需要被考慮。其中包括，機器人必須要能夠處理多達8種紙盒的大小，從12×12 ×17英寸到22 ×12× 22英寸，每種尺寸都需要自己的貨盤模式，并且重量從19到45鎊不等。該系統(tǒng)同時也需要符合羅瑞拉德公司對包裝速度的要求。Marshall先生說，“其中的一個要求是，碼垛操作不能夠影響產品生產的速度”——大約為8,800支/分鐘。
根據Intelligrated公司高級銷售工程師Shannon Spurlock先生的介紹，Motoman MPL160能夠滿足這些要求。它具有160公斤的有效載荷，高速的軸向速度以及能縮短生產周期、增加產量的加速度；它能夠同時服務于多個進料輸送帶；易于編程和仿真的貨盤模式能夠適用于多種紙盒的尺寸。該機器人還能比其他同尺寸的機器人到達更寬廣的空間——垂直119.1英尺; 水平124.4英尺，他說。
此外，Sp u r l o c k先生表示，選擇Motoman的機器人是由于他們擁有大型機器人安裝基地。“當你選擇一個由18臺機器人組成的系統(tǒng)時，你不會選擇去使用一個新手，”他說。Motoman同時也能夠提供本地服務中心以及具有很高的產品性價比。
為了適應不同的紙盒尺寸和貨盤樣式，18臺Allen-Bradley PLC驅動機器人由Intelligrated公司進行預編程。雖然每條包裝生產線只生產某種特定香煙和特定包裝尺寸，但Marshall先生說：“對所有的機器人進行完全一致的編程，這樣更加簡單。”
在生產線的操作中，在紙盒包裝的階段，所有的紙盒都使用一臺Videojet公司生產的Wolke M600熱噴墨打印機打印一個獨特的2D條形碼。然后紙盒被運送到碼垛單元。由機器人使用氣動夾具來抓取輸送帶上的紙盒，然后SICK條碼掃描器讀取二維條碼，并建立一個記錄所有運往貨盤紙盒信息的文件。然后，它創(chuàng)建一個可以在整個工廠中進行跟蹤的貨盤ID。這個代碼同時還能夠確保另一條包裝生產線所生產的產品不會因疏忽而放置到錯誤的貨盤中。
“總是有兩個產品，分別來自不同的包裝生產線，同時被送到機器人處，” Spurlock先生說。“如果產品掃描，被證明不屬于兩個有效的生產線中的一個，那么就會通知操作工。然后，開始結束所運行的指令，并且系統(tǒng)會釋放部分貨盤的產品。”
在紙盒上的代碼被掃描后，機器人將紙盒送入Lock n’ Pop粘合系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用兩個噴嘴在紙盒進入貨盤前在其底部噴射粘合劑。在貨盤底部的紙盒不需要使用粘合劑，而是直接放置在貨盤上。
多年來，羅瑞拉德煙草公司一直使用水基的Lock n’ Pop膠粘劑，以將紙盒固定在貨盤上，直到它們被手動拆散并裝載到卡車上。“它能夠將貨盤和紙箱定位，并防止它們左右移動，在你卸載貨盤時也能夠很簡單地取出紙盒，”Marshall先生說。“而且，粘合劑不會損壞瓦楞紙箱。”
一旦貨盤裝載完成后，它們將被自動傳送出包裝單元，并通過自動導引車（AGV）重新取回來。自動導引車將貨盤運送到檢查站，由一位操作工確認該貨盤運送了正確的產品。接下來貨盤將轉移到另一輛自動導引車上并將其運送到倉庫區(qū)，在那里由自動存儲和恢復系統(tǒng)進行儲存，直到它準備出貨。
更快的跟蹤，質量有保證
隨著一個又一個由18臺機器人組成的碼垛系統(tǒng)上線，截止到2013年8月的30多個月中，羅瑞拉德煙草公司已經開始從更強的產品追溯能力中受益：跟蹤不合格產品所花費的人工工時更少，輸送帶的維護也更少，同時不影響香煙生產的速度。
“我們現(xiàn)在能夠更好地跟蹤我們的產品，”Marshall先生說。“我們知道它在哪里，它是何時生產的，它是在哪里生產的，以及它在工廠的哪里。”未來的計劃是擴大該系統(tǒng)，以實現(xiàn)產品出廠后的跟蹤。(end)
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