思考在盒子里面

纸饰在制造和零售方面发挥着关键作用。纸箱不仅可以保护其内容，通常是购物者看到产品的第一件事。它以多种方式为制造商增加了价值，为品牌，产品差异化和跟踪提供了机会。然而，最终，消费者支付包裹的内容，而不是包装本身;这种过程更经济和有效地发生，更好。

如今，纸盒从标准的盒子到精心制作的模切设计，这些设计通过互锁和包装来隔离和保护电话或医疗包等可拆卸部件。装盒机械不仅可以插入产品，还可以进行辅助包装或附带文献。不过，不管具体细节是什么，都可以归结为自动运动。

速度和灵活性都很重要。包装生产线在其整个生命周期中不再专注于单个产品。现在，一个纸箱工人必须足够灵活，以不同的包装多个不同的产品或相同的产品，往往在同一天。例如，一个商业面包店可能同时为低端和高端客户生产饼干。低端客户可能希望饼干包装简单且经济，以满足仓库商店的价格。“另一方面，高端客户不太在乎价格，他们只想要包装中的半打或一打饼干，”营销和自动化专家副总裁泰德•沃多斯拉夫斯基(Ted Wodoslawsky)说ABB Robotics Inc.（奥本山，密歇根州）。“他们需要一个灵活的包装解决方案，允许他们从一个包到另一个包，并以在转换期间不会在停机时间停机的方式进行。”

机器人和运动控制提供了该解决方案。通过电子轴系和凸轮，操作员可以在人机/机器接口（HMI）的触摸触摸的触摸触摸上改变参数和配方，提供最小的努力所需的灵活性。“机器上还有一些手动改变点，但大多数这些点被伺服轴照顾，”OEM机器建设者R.A的应用程序和产品开发总工程师Jeff Wintring说。琼斯（Covington，肯塔基州）。“这会降低你的转换时间。”

需要速度
今天包装的大部分仍然进入一个简单，四面的盒子，但这并不意味着过程本身很容易。机器以每分钟最多400件的速度运行，速度快速全新含义。

“应用程序很简单。挑战在于我们的速度有多快，”ABB机器人消费行业业务开发经理里克•塔利安表示。运动不仅要准确和快速，而且要与传入的产品或包装材料相协调。“机器人实际上会与装盒进料输送机同步运动，并将产品放入纸箱。”跟踪高速输送机的运动是一项任务，它要求机器人计算机不仅要运行机器人，还要连续监测外部设备的运动，如卡通馈入器。

在许多装箱应用中，机器人可能需要在单个装卸周期中拾取或放置多个产品，以满足吞吐量要求。多次拾取可能需要旋转产品，调整产品之间的间距，甚至重叠它们。附在机器人上的手臂末端工具提供了这种功能。Tallian说:“手臂末端的工具要么使用机器人上的一个轴来提供运动，要么(oem)可以在我们的机器人上增加一个额外的伺服轴。”如果使用额外的轴，机器人向电机驱动器提供数字信号，以便在机器人程序中的特定时间或位置执行该动作。

在复杂的包装中，挑战不是以闪电般的速度完成简单的任务序列，而是以仍然很快的速度完成一长串详细的任务列表。这种包装更常出现在消费电子产品和医疗/药品等产品中。这个过程可以被认为是一系列的操作:例如，在内部包装材料中竖起一个平面坯料，插入产品，调整包装的方向，插入外纸箱，添加文献，粘上皮瓣，关闭它。

传统上，该过程已经通过由每个操作的一台机器组成的包装线来执行。每台机器都有自己的进给，并且结果必须排出并传递到沿途的每个步骤中的下一台机器的进给。

最近，OEM机器建筑商喜欢R.A.琼斯设计了设计的机器，可在一台机器内的一系列单独站进行复杂的包装工艺。包装步骤与从站索引的产品或纸箱序列进行，在步骤之间的站点，几乎像装配线。“这是行业的趋势，那些装配类型的步骤，”Wintring说。“通常使用某种类型的拾取组件进行。它可以在自然界中完全机器人或只是一系列简单的两个轴装置，形成纸箱并加载组件。“

单机方法消除了对多种进给/外部模块的需求，减少了足迹和机械硬件。还有其他好处。当产品和包装从一台机器转到进入接下来的进给时，它们往往以任意取向到达，这进一步复杂化了已经困难的任务。“这是一个更复杂的设计和过程，你正在用该纸箱表演，所以你永远不想失去对它的控制，”Wintring说。“用单机，你永远不会做。”

设计多功能纸箱的最大挑战之一是纯粹的复杂性。R.A.例如，琼斯模型包含18个轴。由于高水平的轴到轴协调，机器基于集中控制架构，具有运动控制器和可编程逻辑控制器（PLC）内置于单个处理器中。该方法简化了控制架构并降低了成本和大小。

当然，在工厂里，占地面积一直是一个问题。问题是，更复杂的封装操作需要更多的轴，更多的轴需要更多的电子，而更多的电子，反过来，需要更大甚至多个外壳。“你试图让机器变得更小，但外壳继续变得越来越大，”温特林说。“我们一直在努力寻找更小的组件，并优化组件和设备外壳的位置。”

采用智能驱动器的分布式控制是一种选择，但不一定适用于所有紧密协调的运动。他指出:“我们关注的与其说是智能驱动器，不如说是集成电机和放大器的组合。”“这就把放大器之类的东西从电器柜里拿出来，然后分配到机器里。它缩小了你的外壳，也减少了所需的电线数量。我们正在研究这对我们有什么好处。”

以愿景为指导
今天的高端箱子利用视觉导向的动作来提高性能。电子成像系统识别随机导向的产品并将机器人手臂引导到它们，纠正其轨迹。机器人拾取了产品，适当地重新定位它们，并将其放置在零件中。

当产品无法在拾取之前进行产品或分组时使用视觉指导。视觉引导拣选需要每个产品的个人处理，因此机器人的吞吐率将基本上不同。例如，实现每分钟400件式吞吐量，需要多个机器人执行相同的拾取和放置操作。“一般来说，高速世界中的视觉指导是在机器人联系之前完成的，所以它实际上在它进入机器人工作信封之前可能会发现机器人上游的产品，”Tallian说。““机器人发现产品的方向和位置，然后响应它。”

即使没有实时指导的挑战，它也是一个棘手的控制问题。“您必须接口传送带的绝对位置，将其同步到视觉系统，然后将其与机器人手臂同步到位置，”Tallian说。“每个子系统都需要在某个时间范围内的几毫秒内需要其数据。我们实际上必须更频繁地对我们的控制系统进行样本。“时间是相对的，无处在这个应用程序中。“人们说，'50毫秒是什么是50毫秒？'当你在300毫秒或500毫秒的整个拾取和地点运行时，这可以是整个周期时间的10％到17％。您必须在正确的时间内拥有这些信息，以便您可以准确地了解产品，并能够准确地放置它。“

是的，在今天的竞争市场中纸饰呈现挑战，但组件供应商，系统房屋和机器制造商相似地迎接挑战。