堆垛机器人 霍尼韦尔机器人堆垛解决方案，生产效率提高55% #物流系统集成#

机器人给有114年历史的厂商带来了新的机遇，生产效率提高了55%以上

霍尼韦尔Intelligrated提供的机器人堆叠解决方案可以增加人员配备和生产灵活性，避免人员受伤，节省占地面积。

丹·肖多斯基面临着挑战。作为JTM产品公司的总裁兼首席执行官，肖多斯基知道公司已经准备好成长并做出正确的投资选择。公司应该购买现有设施还是建造新设施？需要什么新的材料处理设备来支持我们公司的发展

可能是墨菲，原厂商？油皂(1991年出售给高露洁棕榄公司)是众所周知的。1890年JTM成立时，它被称为凤凰石油公司，在工业革命期间生产车轴润滑脂、敷料和润滑油。如今，该公司仍由创始人杰里迈亚·蒂姆·默菲的后代私人拥有，他们名字的首字母构成了现在的公司名称。JTM的业务主要围绕两条产品线:墨菲？轮胎安装拆卸用润滑油；而凤凰用于修建水管和下水道？管接头润滑油。公司还生产自己的品牌和特殊产品。

对肖多斯基来说，JTM的业绩稳定，年销售额高达1000万美元，两条主要产品线估计占市场份额的65%，为公司的发展和增长带来财务稳定。但在内心深处，肖多斯基知道，如果他想扩大JTM并改变生产技术，对这家拥有114年历史的公司、员工和所有者来说，这将是不可避免的。

“我们完全被困在古建筑中，”肖道斯基说。“我们不能扩张。即使在这栋楼里，我们也不能增加很多机器或设备。如果我们想扩大业务，我们需要更多空房间。”

JTM决定建一座新工厂，现在就在克里夫兰城外。斯科多斯基的下一个挑战是满足JTM生产线的材料处理要求。墨菲的产品线主要包装在25磅和40磅的桶中，而凤凰的产品线主要包装在任意加仑的容器中。因为这两条生产线需要在装运前堆叠，这给肖多斯基工厂的员工留下了大量缓慢而繁重的工作。

“当我们决定搬家时，我们希望如何以不同的方式继续我们的业务，”肖道斯基说。“我们在旧建筑中的布局是分散的，所以我们不能引进自动堆垛机或其他自动设备。我们必须增加更多的人手动将产品装载到托盘上，然后用卡车运输到其他地方。”

转向自动化

“当我们开始规划新系统时，我们知道我们有更多的空，我们将能够同时运行这两条产品线，”肖道斯基说。“在老厂，同步操作很难实现。为此，我们需要更多的人力。即使这两条生产线不同时运行，员工也会留在工厂。”

我们需要一个能够同时处理两条产品线的解决方案。通过这种方式，JTM可以在新设施中分配更多的空房间，面积为70，000平方英尺，用于化学加工、包装设备和库存。解决办法是使用自动堆垛机，可以同时堆放桶和箱子。

“这样会一举两得。我们有自动堆垛机，所以我们不需要在生产线的末端安排员工，”肖道斯基说。“我们的想法不是减少工作岗位，而是当业务开始增长时，我们不必增加更多的人员。”肖多斯基和JTM公司的运营总监拉里·威尔逊一起研究了他们的选择。两人都是高露洁-棕榄公司的高级员工:威尔逊专注于人力资源和生产，肖道斯基负责会计和财务业务，他们深信自动堆叠解决方案将是最具成本效益的选择。

一开始拟定了几家供应商，然后很快缩减为一家:霍尼韦尔智能化(Honeywell Intelligentized，原名FKILogistex)的Alvey stacker，唯一一家提供Intelligrated解决方案，可以同时处理桶和箱的供应商。该解决方案是一个集成机器人堆垛单元，包括Motoman关节臂机器人和Alvey true 空末端执行器，获得了JTM销售人员的认可。

JTM的阿尔维机器人堆垛机采用了由霍尼韦尔智能集成公司内部设计和制造的莫托曼关节。“要么买两个独立的堆垛机分别搬运水桶和箱子，要么找到一个一石二鸟的解决方案，”肖道斯基说。“当我们发现霍尼韦尔Intelligrated的阿尔维堆垛机可以用一台设备同时堆叠这两条产品线时，我们想考虑这个选项。”阿尔维机器人堆垛机的安装也将腾出新工厂空之间的区域。

灵活旋转

大致在JTM新工厂车间的中心，有一个阿尔维机器人堆垛单元，由JTM密封在一个安全笼子里，一边围绕着加工和包装设备，另一边是一个堆放箱子和桶的托盘。桶里装满墨菲的轮胎润滑油，盖上桶盖，然后稳定的转移到后台的单元。伴随着呼呼声，机器人旋转，从托盘装载站拿起空托盘，并将其放入卸载托盘输送机开始处的装载站，以便开始堆放铲斗。

在项目的最初设计中，10个托盘在开始时被预装载到托盘装载站，机器人开始倒计时。霍尼韦尔Intelligrated目前正在进行修改，以便堆垛机可以知道托盘站已经装载了多少托盘。通过这种方式，操作员可以在操作开始时装载任意数量的托盘，最多10个托盘，这样JTM就可以灵活地缩短操作时间并改变尺寸，而无需手动将托盘从装置中拉出。

在设备的进料侧，霍尼韦尔智能集成堆叠输送机占据生产输送机中的桶，并使它们排队等待机器人执行其控制系统发出的指令。根据具体堆码操作中使用的产品尺寸和堆码方式，将机器人的true 空工具贴在产品顶部，然后放下，将产品排成一排，一层一层地堆码，这样一次可以拾取一个或三个铲斗。托盘装满后，用自动镀膜机进行镀膜，然后用叉车运送到车间储存。

安装凤凰管道润滑油的包装箱也采用类似的工艺。操作员从一开始就设置系统，装载托盘，并让机器人挑选托盘开始堆叠。袋子从第二条进料线进入机器人堆叠单元，过程再次开始。

霍尼韦尔智能集成系统具有设计灵活性。虽然JTM目前没有使用机器人的全部能力来运行堆叠单元中的两条生产线，但是机器人使JTM能够随时提高产量。

除了允许JTM同时运行两条生产线，阿尔维堆垛单元还可以处理各种堆垛模式和托盘尺寸，并可以管理不同的铲斗和箱子尺寸。对于重达25磅的墨菲桶，机器人将40×80英寸的托盘堆叠成四层，每层包含12个桶。

40磅重的墨菲桶以两种模式堆叠。在40×48英寸的托盘中，模式是堆叠3层，每层包含12个桶。在48×48英寸的托盘中，模式是堆叠3层，每层包含16个桶。

对于装有夸脱容器的凤凰袋，机器人使用40×48英寸的托盘装载10层，每层包含5个袋子。对于加仑容器的包装，机器人堆叠6层，每层堆叠6个40×48英寸的托盘。因为这种包模式需要不同的摆放角度，机器人可以同时拿起两个包，放下一个，打开第二个，然后放下。自从安装了机器人，霍尼韦尔智能集成帮助添加了另一种堆叠模式。

一种可实现自动堆垛的机器人

在传统技术和新技术之间进行选择时，越来越多的选项可能会模糊决策过程。

虽然JTM选择了机器人堆垛机而不是传统的堆垛机，但这个决定似乎是合理的，但对于处于类似情况的其他公司来说可能并不同样清楚。

直到最近，传统堆垛机才是唯一可行的技术。因此，在过去的几十年里，传统的堆垛机已经成为现代自动化物料搬运操作的标准组件。

在过去的五年里，虽然机器人作为传统堆垛机的替代品已经越来越好，但是决策过程仍然不清楚哪种解决方案最适合特定的应用。虽然高吞吐量应用过去需要使用传统的高速堆垛机，但今天，机器人和传统技术都可以实现高速应用。

说到模式灵活性，不同解决方案类型之间的界限往往更加模糊。机器人和传统堆叠解决方案几乎可以配置为任何模式。诀窍是确定哪个解决方案最符合应用程序中的其他参数。

霍尼韦尔智能集成公司的机器人产品工程经理汤姆·西蒙说:“JTM的阿尔维机器人装置采用了先进的控制系统，可以最大限度地减少所需的操作界面。”。“为了设计这个装置，我们必须检查要运输的桶和袋子的尺寸。由于每个产品都有自己的托盘构建模式和生产速度，所以我们必须确定一次需要挑选多少类似的产品，然后开始构建这种模式。”

西蒙尼补充说:“我们还决定，因为我们必须处理桶和包，我们将使用真正的空型末端执行器，而不是机械末端执行器。”“因为我们要拾取不同的产品，不同的数量，模式要求我们发布各种形式的产品，真正的空末端执行器正是合适的工具。我们选择了true 空末端效应器，因为它可以从顶部挑选两种形式，这是完成这项任务最有效的方法。”

重量级公司

JTM的阿尔维机器人堆垛机没有辜负肖多斯基和威尔逊的期望。尽管JTM仅使用了系统65%的容量，剩下的容量用于持续增长，但威尔逊估计，该部门现在可以处理JTM 75%的年业务量。

这一业务量每年转化为20多万桶和15万多箱，令人印象深刻。75%的桶重25磅，75%的箱子装满了夸脱容器。威尔逊说，该装置的堆叠性能通常是60托盘25磅桶，20托盘40磅桶，40托盘夸脱箱或25托盘加仑箱。目前，JTM工厂每周运行5天，每天7.25小时轮班，每班8名工人，但没有必要每天堆叠。JTM有20名员工。

在繁忙的一天，机器人可以堆放70托盘25磅重的桶，总共3300桶。相对于老厂每天可以人工堆1800桶，新厂预计平均每天堆2800桶。自安装机器人以来，生产率提高了55%，从而实现了适度的销售增长。由于机器人生产能力的增加，工人也可以在工厂里承担其他任务。

深思熟虑的

运营和供应链经理在决定自动化堆垛操作需要哪个系统时，应仔细考虑他们的选择。虽然这不是一个硬性要求，但传统的堆垛机更常用于要求更高速度或涉及简化产品包装的应用中。简化包装在今天的大规模零售环境中尤其常见，在某种程度上，这是由于波纹的高成本。

机器人解决方案通常适用于低速生产线和堆垛机需要同时处理多条生产线的情况。因为通常占用的空比较少，所以机器人解决方案对于workshop 空来说也是很有价值的选择。在决定选择哪种解决方案时，需要仔细考虑许多因素，包括投资回报。

机器人解决方案通常适用于低速生产线和堆垛机需要同时处理多条生产线的情况。因为通常占用的空比较少，所以机器人解决方案对于workshop 空来说也是很有价值的选择。在决定选择哪种解决方案时，需要仔细考虑许多因素，包括投资回报。

安装一个占用空房间的小型Alvey机器人堆垛机，可以节省宝贵的空房间用于存放公司的产品库存。该公司手头平均有两周的库存供应。

“在没有机器人的旧工厂里，我必须增加两个人才能达到这个能力，”威尔逊说。

除了增加生产能力之外，安装机器人的决定很大程度上是由于创始家族的价值观以及围绕忠诚但年迈的工厂员工的安全和人体工程学问题。有了机器人，你可以消除员工从事的一些最劳动密集型的工作。

“这是正确的做法，”威尔逊说。“墨菲与为他们工作的每个人都建立了良好的关系，并与JTM的员工相互尊重。员工和墨菲之间这种温暖感情的证据是工厂会议室墙上的牌匾，可以追溯到1918年。公司所有员工都在牌匾上签名，宣布他们对墨菲家人的奉献。

“我们也将人体工程学融入我们的决策，”威尔逊补充道。“我们的员工年龄更大。自从我们搬到这里，已经有三个人退休了。我们的员工每天必须采摘1800或1900桶。这是漫长的一天。”

“并不是所有的事情都是基于严格的经济措施，尽管我们认为这个项目可以带来相当好的回报，”肖道斯基说。“我们可以帮助别人，这可能是未来工作人员的赔偿要求。这些可能非常昂贵。当你考虑所有这些类型的成本因素时，可以说回报肯定是值得的。”

虽然在实施这个项目时，硬数字并不是斯科多斯基最关心的问题，但他相信JTM有望从机器人投资中获得快速回报。“我估计这至少是一个人的工资和福利，所以我可能在短短四年内得到回报，”他补充道。“我认为随着我们的发展，回报可能会更快，所以我们不必增加额外的人员。我们最初的计划保留了8名员工，今天仍然如此。”

在车间里

威尔逊说，当机器人到达时，他的员工有点怀疑和担心。但是随着时间的推移，这种感觉变成了欣赏。过了几个月，他的员工开始说:“哇，我们好久没挑包包或桶了，真的很棒。”

威尔逊补充说，事实上，担忧也变成了灵感，因为有一天，他的员工自愿重新配置他们的一条重型手动辅助线，这样他们也可以通过机器人运行。“他们放弃这些辅助线，撤回所有的传送带，并通过堆垛机，”他说。“他们现在要做的就是包装箱子，然后机器人会把它们都堆起来。”

JTM的阿尔维机器人估计寿命可达20年，自安装以来一直很可靠。JTM已经保留了它的设备很长一段时间，预计这种新机器人将成为它多年可靠运行的一部分。

“如果你在车间里走一圈，你会看到一台特殊的机器。我认为这是燧石还在运行，”肖道斯基开玩笑说。"如果我们维护设备，预计它将持续到需要的时候."

项目总设计师Wilson与Schodowski合作，让公司的业主和员工参与机器人实施的决策。他认为霍尼韦尔Intelligrated的系统设计、集成和支持已经达到并超过了公司的所有目标。

威尔逊说:“霍尼韦尔智能集成自始至终提供服务。“他们自始至终提供工程、人员配备和集成服务。他们从一张纸开始，最终生产出他们需要在车间生产的东西。如果以后想买，不管需要什么应用，都会从霍尼韦尔Intelligrated购买。”

对于JTM产品的忠诚员工、经理和所有者来说，忠诚传统也是其未来114年成功的信条。

强调重点

如果你决定选择一个机器人，你还必须决定使用哪个机器人和组件模型。大多数现代机器人堆垛机使用桁架机器人或摇杆机器人，前者通常被称为“方形”机器人，后者被称为“圆形”机器人。这些都是各自运动模式的昵称。

桁架机器人是线性机器人，也就是说它们上下左右移动的工作范围可以超过80英尺。它们通常根据特定项目的规模来构建，并提供更全面的灵活性，包括处理各种拾取和放置位置的能力。

摇杆机器人受工作范围的限制更大，但通常更经济、更快。在典型的堆垛应用中，摇杆机器人在其工作单元中可以建立四种托盘装载。

机器人应用的另一个重要决定是使用哪种类型的手臂末端工具或“末端执行器”。虽然真正的空型末端执行器有许多用途，但它们有时不适合堆叠操作，特别是用于产品展示的包装物品，如开顶盒和收缩膜托盘。在这种情况下，侧工具或叉钳是更好的选择。

拉里·威尔逊(左)，JTM首席运营官，丹·肖多斯基(右)，总裁兼首席执行官，旁边是阿尔维机器人堆垛机。机器人单元使JTM能够通过同一系统堆叠多条生产线和多种包装类型。

让合适的伙伴引导你

选择合适的机器人或末端执行器来堆叠项目是关键，选择合适的合作伙伴来构建解决方案也是关键。选择具有这些类型运营经验的业务合作伙伴非常重要，因为他们必须具备堆叠工程的核心知识才能提供此类解决方案。

许多寻找机器人解决方案的公司通常会求助于普通的机器人公司，但这可能是一个错误。堆垛项目需要经过验证的材料处理经验，以确定机器人解决方案是否合适，或者机器人和其他技术是否需要结合。

另一个错误可能是转向外包机器人解决方案组件的机器人公司，而不是使用一站式提供商来设计、制造和支持他们的解决方案。一站式提供商的解决方案通常从一开始就提供更好的项目控制、更好的组件质量和更快的调试进度。一站式提供商也带来了更低的风险、更高的销售额和更好的维修和维护支持。

无论是机器人还是传统解决方案，值得信赖的合作伙伴都可以识别和推荐能够满足复杂生产需求的解决方案，这是一项非常宝贵的资源，尤其是当合作伙伴能够将堆叠系统集成到公司更广泛的物料处理系统和控制中时。

来源|霍尼维尔库猫官方旗舰店(微信官方账号ID: wxkumale)

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