德克萨斯州布伦汉姆的蓝铃乳品厂正忙着安装第13个机器人，为其在美国南部的三家工厂之一包装冰淇淋。但蓝铃并非一直如此精通自动化，正如该公司运营副总裁兼副总监吉恩·苏帕克(Gene Supak)所说:“对于早期的模型，速度是一个问题，成本也是一个问题。这些年来，机器人的速度越来越快，价格也下降了。我们已经研究自动化很多年了，但其定价却超出了我们的承受范围。在过去10年里，价格已经达到了经济上可行的程度。”
Supak的经历反映了许多包装商的经历，他们曾经被高昂的价格和复杂的自动化电子设备吓倒，现在成功地采用了机器人技术，提高了灵活性，并取得了巨大成功。沃尔夫冈·坎迪就是一个很好的例子。
糖果挑选和包装
沃尔夫冈糖果公司(Wolfgang Candy Co.)是美国最古老的家族拥有和管理的糖果制造商之一，产量的增加促使该公司推出了一条新的包装生产线，采用机器人取放。从1921年成立到六年前，这家位于宾夕法尼亚州约克市(York, Pa。这家总部位于美国的公司主要经营融资业务。随着家族第四代人在2003年接管企业，沃尔夫冈将业务扩展到新的领域，包括合同包装和自有品牌包装，以及生产和包装零售自有品牌的巧克力和非巧克力糖果。
沃尔夫冈的10万平方英尺的业务，包括在一个街区半径内的三栋建筑，现在生产近120个不同的库存单位，在14条生产线上。考虑到满足客户需求所需的灵活性，沃尔夫冈产品的包装几乎完全是手工的。“没有任何自动化系统，它就像人一样灵活，”负责食品安全和质量的管理合伙人罗伯特·沃尔夫冈三世(Robert L. Wolfgang III)说。
直到最近，沃尔夫冈还在犹豫是否要在包装生产线上增加自动化，因为一旦考虑到空间需求和产量，投资回报率(ROI)就很低。沃尔夫冈表示:“过去，当我们查看真实数字时，投资回报并不存在。“随着我们开拓不同的市场，我们实现了产量的增加和更大的产量。突然之间，自动化就变得有意义了。”
6月，沃尔夫冈安装了一条新的托盘包装线，由宾夕法尼亚州约克市的JLS自动化公司指定和集成。新设备包括来自FEMC，贝德福德高地，俄亥俄州的托盘denester/砂矿机，来自Ilapak, Newtown，宾夕法尼亚州的卡雷拉水平包装。，以及JLS Talon系列双机器人包装系统。“魔爪”的特点是两个IRB 340 FlexPicker机器人，来自ABB机器人公司，密歇根州奥本山。沃尔夫冈操作人员昵称为“露西”和“埃塞尔”的机器人安装在顶部，检查产品，然后准确可靠地将其取出并放入热成型托盘。
沃尔夫冈执行合伙人兼首席营销官迈克·施密德解释说，沃尔夫冈对新生产线的主要要求之一，特别是对机器人的要求，是能够温柔地处理一系列产品类型——从定义明确的模塑糖果块到糖果条，包括包裹物和纯巧克力条，再到模塑斑块，如复活节兔子和圣诞老人形象。
沃尔夫冈说:“JLS给我们的是灵活性，因为它是一个挑选和放置系统，而不是一个专用的，硬的
工程系统。我们几乎可以挑选和放置任何东西。”
沃尔夫冈说，对机器人的另一个期望是速度。该公司正在寻找一种能够达到或超过每分钟200件的系统。最后，它需要一个解决方案，可以适应一个已定义的足迹。
新生产线目前正在运行两种类型的饼干产品，中间是一块模压巧克力。饼干制作完成后，通过传送带输送到JLS系统。产品以恒定的速度通过现有的金属探测器输送到机器人采摘带上。
在挑选传送带上，产品的位置被摄像头识别，每块饼干都被分析，以检查大部分顶部表面都覆盖着巧克力。通过检验的产品继续在挑选线上。操作按需，托盘denester提供一个托盘，每个包装飞行。托盘是否存在由传感器验证。然后，机器人利用JLS开发的真空技术挑选每块饼干，并将它们分别放入流包装送料输送机上的托盘中。流包装器间歇性地工作，并通过与机器人软件的通信确保所有托盘在托盘离开机器人工作单元之前完全装满。
自安装以来，这条生产线从速度和灵活性的角度都达到了沃尔夫冈的生产力预期。沃尔夫冈说，与人工操作相比，自动化当然还有其他一些好处。“机器人不会休息，也不会请病假，”他说。“到目前为止，它是非常可靠的。它不会停止。”
至于投资回报率，Wolfgang首席执行官Benjamin A. McGlaughlin表示:“成本是值得的。”“我们将在相对较短的时间内实现回报。所以结果是非常值得投资的。”
给机器人打一针强心剂
在意大利托斯卡纳地区锡耶纳附近的一个小镇Rosia，预防流感、脊髓灰质炎、白喉、破伤风、狂犬病、脑膜炎等威胁疾病的疫苗由瑞士诺华公司(Novartis AG)旗下的诺华疫苗和诊断公司生产和包装。诺华是全球第五大疫苗制造商，也是美国第二大流感疫苗供应商。
为了保持一个安全和无菌的环境，诺华在俄罗斯工厂的每个人都必须遵守gmp (gmp)。在这里，多达35种不同的疫苗被制备和包装，然后运往世界各地的70个国家。唯一不需要遵守gmp强制着装要求的员工是ABB机器人公司的三个勤劳的机器人。
2005年在工厂安装的第一台机器人是IRB 660 FlexPalletizer码垛机器人。IRB 660配备了两个扫描仪，通过读取条形码对传送带上的箱子进行分类。根据它们的内容和目的地，它将它们放在三个托盘中的一个上进行运输。二级技术运营工艺工程经理卡洛•罗曼尼(Carlo Romani)表示:“盒子的形状因全球不同市场而有显著变化。”
机器人的设计是为了确保托盘装载的最大稳定性。事实证明，这种堆垛机是如此的快速和可靠——取代了多达三个员工的工作——以至于它很快就会被转移到一个更大的区域，在那里它一次可以装载六个托盘。
第二个机器人IRB 340 FlexPicker取放机器人于2006年进入工厂，主要用于包装小儿麻痹症口服疫苗。IRB 340的先进视觉系统是生产过程的重要组成部分，因为它必须从传送带上单独取出每个脊髓灰质炎药筒，并将其正确放置在一个装有20个药筒的盒子中。在这里，与码垛机一样，对准确性和精度进行了多次检查。
据Romani介绍，最近最具创新性的机器人应用是IRB 260机器人denester，它于2008年3月投入使用。“这是一个非常创新和复杂的应用，我们是第一家实施它的制药公司，”他说。IRB 260固定了一个新的，131英尺长的流感和脑膜炎疫苗包装线，处理高达500注射器/分钟，包括三个独立的操作，以前手动完成，有人为错误的风险。
在包装生产线运行期间，经过检查阶段后，无菌部门将流感注射器装在带盖塑料桶中送到。每个浴盆里有100个注射器。在第一个自动化操作中，机器人通过真空移除每个浴缸的盖子。然后它把鸟巢举起来放在传送带上。罗曼尼说:“这是一个微妙的步骤，因为浴缸里的东西可能价值数千欧元。”
在这个过程中，机器人头上的一个摄像机通过数据矩阵代码将浴缸里的东西与浴缸和盖子进行匹配。这样做是为了确保疫苗没有交叉污染。执行三次验证，如果出现错误，操作员将收到警报。
在最后一步，空的盖子和桶然后分别定位在托盘上重复使用。定位必须精确，因为在一年的时间里，将处理数百万个盖子和桶，制药行业的GMP要求包装材料和产品严格分离。
“这个ABB机器人超大，可以处理比这里使用的更重的重量，但由于其速度和精度，它是完美的，”负责填充-完成(包装)操作验证的Claudio Boncompagni说。
至于注射器，在被放置在传送带上后，它们将进入生产线上的下一站进行最终包装，然后再进行分发。
罗曼尼指出，使用IRB 260机器人denester可以完全控制来自灌装部门的桶，在处理每一窝疫苗时具有相同的准确性，并减少了包装机附近的安全问题。
他补充说，诺华使用机器人技术使公司能够实现更好的托盘管理，对材料的额外控制，大幅降低交叉污染的风险，并减少对人体工程学有重大影响的手工活动。
冰淇淋机器人
从包装过程中消除重复和寒冷的工作是蓝铃乳品公司(Blue Bell Creamery)的目标。当时，该公司安装了四个机器人系统，取代了许多冰淇淋包装生产线的人工码垛。蓝铃公司总部位于德克萨斯州的布伦汉姆，提供美国第三畅销的冰淇淋。为了保证其产品的质量，蓝铃公司保留了对其业务的所有方面的控制，包括生产、包装，甚至货架库存——蓝铃公司送货车辆的司机亲自在产品销售的18个东南部州的商店货架上进行库存，以确保正确的产品处理。
在过去的两年里，蓝铃已经为其在Sylacuaga的三个现有码垛站配备了Fanuc M-410iB四轴电动伺服驱动机器人，来自密歇根州罗切斯特山的Fanuc Robotics。第4台M-410iB机器人已经安装在该工厂的新生产线上，截至发稿时，该生产线已接近完工。
蓝铃公司的吉恩·苏帕克解释说:“这项工作是在华氏35至40度的冷藏区进行的。”“这项工作是劳动密集型的，重复性很强。所有的经营者整天都在堆冰淇淋，所以很难在那个区域留住员工。”
生产线上的产品包括单独的3加仑集装箱，一品脱的冰淇淋容器，每箱装10个，每箱装48个，每箱装3盎司的冰淇淋，半加仑的容器，每箱装4个。每个码垛站由至少两条包装线供应，每条包装线首先馈送到一个通用的硬化系统，冷冻冰淇淋产品。在此过程中，多种产品类型混合在一起，需要在码垛前进行分类。
苏帕克说:“当我们手动堆放产品时，我们有一长串人在视觉上挑选他们需要堆放的产品。”
苏帕克说，为了实现码垛过程的自动化，蓝铃公司接洽了几家集成商，但他们“没有答案”。
蓝铃公司的工程师、机器人安装项目工程师拉塞尔·哈夫曼(Russell Halfmann)解释说，其中一个挑战是，蓝铃公司重复使用其运输箱和套筒6到10次，导致波纹箱磨损。他解释说:“它们会裂开，会破洞，在寒冷的环境中进进出出会变软。”“这可能会让他们更难处理。”
他补充说，另一个障碍是在码垛过程中保持产品在开放式套筒中的稳定。他说:“在这种速度下，有一定的惯性想要把产品扔出去。”
空间是另一个挑战——在现有线路上安装设备意味着工作空间非常狭小。
对于所有这些问题，Flexicell能够满足蓝铃公司的要求。Halfmann说:“我们使用的机器人在行业中很常见，但我们喜欢Flexicell的集成和材料处理方法。他们愿意适应我们现有的输送机和组件，并有本事根据我们的特定需求和空间要求定制解决方案。”
定制设计的臂端工具由一系列真空杯组成，可以一次举起三到四个箱子或多个三加仑的容器。对于套筒应用，机器人还使用机械夹持器来夹住负载的两端，以防止产品飞出。机器人由Flexicell编程，并在启动过程中“调整”到蓝铃公司的规格。编程使用发那科的PalletTool处理软件，机器人控制由罗克韦尔自动化公司的Allen-Bradley CompactLogix PLC处理。
Supak估计，用自动化取代人工码垛使蓝铃公司每条生产线减少了4到5名操作员。他说:“在过去，我们需要五个人来分类和堆放冰淇淋。”“现在我们用一个人和两个机器人做同样的事情。”在未来，蓝铃公司还计划利用Flexicell提供的传感器系统，将产品分选自动化——这一过程已经在其他一些生产线上得到了应用(蓝铃公司的三个生产设施中总共有13个机器人在操作)。
苏帕克指出，机器人还可以在码垛过程中提高产品植入的精度。“可重复性是惊人的，”他说。
作为对该项目的最后评论，Supak称赞Flexicell在安装机器人方面的技能，而蓝铃继续生产，一次只做一个部分，以最大限度地减少停机时间。他说:“他们把系统设计得很好，并在出厂前在车间进行了测试。”“因此，这些机器人在安装后只需很少的时间就可以调试。”
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