首先我們先來(lái)了解一條標(biāo)準(zhǔn)顆粒帶包裝線是如何作業(yè)？

傳統(tǒng)的顆粒袋包裝產(chǎn)線，從原材料輸入端到成品盒輸出端分為“前包”和“后包”兩個(gè)階段。

“前包”完成從原散粉材料到裝袋后小包的包裝工作，位于正壓無(wú)菌室，一般由多列機(jī)或多臺(tái)單列機(jī)組成。“后包”完成由小包到成盒或成箱的包裝工作，位于常溫室內(nèi)，由于產(chǎn)品包裝形式、尺寸多樣化，通常由人工在裝盒機(jī)前端將散袋物料整理成排，后整排放入擋板輸送線中，最后經(jīng)自動(dòng)推入式裝盒機(jī)完成裝盒，輸出成品。

（顆粒袋裝盒線）
 

阿童木機(jī)器人將顆粒袋入槽環(huán)節(jié)作為切入點(diǎn)，結(jié)合多年深耕與輕小、散亂物料的技術(shù)積累，已經(jīng)完成從裝袋機(jī)到裝盒機(jī)的無(wú)縫、無(wú)人化銜接。將人工理料效率短板補(bǔ)齊，為企業(yè)提升產(chǎn)能、提高收益打下基礎(chǔ)。

第一：基本構(gòu)成的明確

傳統(tǒng)構(gòu)型的并聯(lián)自動(dòng)化裝槽單元主要由工業(yè)相機(jī)、機(jī)器人控制器、機(jī)器人執(zhí)行本體、物料輸送線、料槽輸送線，旋轉(zhuǎn)編碼器、料槽檢測(cè)傳感器組成。
 

（基本作業(yè)單元）

物料進(jìn)入視覺(jué)區(qū)域后，視覺(jué)通過(guò)拍照采集物料初始位置坐標(biāo)，編碼器通過(guò)貼合輸送帶帶面滾動(dòng)的滾輪記錄位置位移；之后機(jī)器人控制器通過(guò)采集以上兩個(gè)信息計(jì)算出物料此時(shí)所處具體位置坐標(biāo)位置；當(dāng)物料進(jìn)入所設(shè)定工作區(qū)域后，發(fā)出抓取指令；抓取完成后，控制器通過(guò)料槽檢測(cè)傳感器信號(hào)得知此時(shí)位于工作空間內(nèi)的料槽是否為空槽，并發(fā)出放置與否的指令，完成物料入槽。我們稱(chēng)此為一個(gè)基本作業(yè)單元。
 

（流程圖）

但是為了減少出料口提高單條輸送線產(chǎn)能，，同時(shí)提高單位時(shí)間產(chǎn)能，企業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中往往是多臺(tái)包裝機(jī)物料匯集至同一出料口，出料速度一般大于400袋/min。而且近幾年隨著技術(shù)進(jìn)步，單臺(tái)包裝機(jī)的產(chǎn)能程上升趨勢(shì)。
 

第二：?jiǎn)栴}導(dǎo)向是技術(shù)升級(jí)的驅(qū)動(dòng)力

在技術(shù)創(chuàng)新的探索上，我們阿童木機(jī)器人針對(duì)單臺(tái)包裝機(jī)產(chǎn)能提升的趨勢(shì)高速密集來(lái)料的生產(chǎn)特點(diǎn)，提出打造多臺(tái)機(jī)器人聯(lián)動(dòng)協(xié)作分揀作業(yè)。即通過(guò)串聯(lián)的形式進(jìn)行布局，綜合多臺(tái)機(jī)器人產(chǎn)能，完成高速生產(chǎn)。

然而從實(shí)際項(xiàng)目的反饋中我們得知，多機(jī)聯(lián)動(dòng)并非簡(jiǎn)單的加法，其存在諸如：物料分配，料槽分配，速度分配，等壽命運(yùn)行等諸多問(wèn)題。

如何解決這些問(wèn)題？怎樣實(shí)現(xiàn)多機(jī)聯(lián)動(dòng)效率的最大化？

我們遵循“問(wèn)題導(dǎo)向、整體規(guī)劃、分布實(shí)施、重點(diǎn)突破”。對(duì)多聯(lián)機(jī)協(xié)作分揀作業(yè)來(lái)說(shuō)，在實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用中仍然遇到多重問(wèn)題，對(duì)于如何最大化發(fā)揮其性能，取決于我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用過(guò)程與研發(fā)中探索出一套完善的解決方案，將長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)。

通過(guò)分析與測(cè)試，我們總結(jié)出三種常用的串聯(lián)形式：基本型串聯(lián)、主從型串聯(lián)、智能分配型串聯(lián)。
 

1、基本型串聯(lián)

1. 多機(jī)聯(lián)動(dòng)的基本應(yīng)用形式為多個(gè)基本作業(yè)單元的簡(jiǎn)單串聯(lián)。

2. 多個(gè)基本單元的串聯(lián)為此應(yīng)用的基本形式。

3. 每個(gè)單元擁有各自獨(dú)立的機(jī)器人視覺(jué)、控制器、執(zhí)行本體，編碼器、料槽傳感器等。

4. 各個(gè)單元之間無(wú)聯(lián)動(dòng)通訊，彼此獨(dú)立。
    

2、主從型串聯(lián)

1. 主從型串聯(lián)，也稱(chēng)為“漏斗型串聯(lián)”。

2. 多臺(tái)機(jī)器人由一臺(tái)控制器控制，單條來(lái)料入槽線視覺(jué)編碼系統(tǒng)同樣采用一套即可。

3. 物料信息經(jīng)過(guò)視覺(jué)后統(tǒng)一采集并發(fā)送至首臺(tái)機(jī)器人做最大化處理，之后每臺(tái)機(jī)器人依據(jù)自身產(chǎn)能極限做最大化處理，而后依次減少，最后一臺(tái)同樣位于“撿漏”狀態(tài)。

4. 其優(yōu)勢(shì)是大幅縮減了控制器與視覺(jué)的數(shù)量，為企業(yè)控制節(jié)約成本。
    

上述兩種方式，在抓取時(shí)，第一臺(tái)接收并處理的物料多而密集，最后一臺(tái)僅處理最后剩余的少數(shù)物料；入槽時(shí)，每臺(tái)機(jī)器人只要遇到空槽便會(huì)放置，沒(méi)有統(tǒng)一的上層規(guī)劃。

從而導(dǎo)致：

1、機(jī)器人負(fù)荷存在差異，并且隨著臺(tái)數(shù)增多首臺(tái)與末臺(tái)差異會(huì)越來(lái)越大。在使用比較長(zhǎng)的時(shí)間后，首臺(tái)一直處于滿負(fù)荷運(yùn)行，會(huì)最先到達(dá)壽命上限。而末臺(tái)則一直處于沒(méi)有充分發(fā)揮性能的狀態(tài)，并沒(méi)有充分發(fā)揮所有機(jī)器人的性能。

2、入槽時(shí)，多臺(tái)機(jī)器人之間沒(méi)有統(tǒng)籌規(guī)劃，只遵循“空槽即放”的原則，實(shí)際運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)某臺(tái)機(jī)器人長(zhǎng)期無(wú)槽可放而另一臺(tái)則是滿負(fù)荷運(yùn)行處理不完來(lái)料的情況，同樣會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷分匹配不均一而造成的漏料問(wèn)題。

面對(duì)多機(jī)聯(lián)動(dòng)臺(tái)聯(lián)機(jī)作業(yè)探索中存在的困惑，阿童木機(jī)器人依托對(duì)行業(yè)的深入洞察，快速找到原因，切實(shí)提出解決方案，不斷進(jìn)行驗(yàn)證、反饋、修正過(guò)程的完善，為企業(yè)量身定制可行的智能分配解決方案，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線的全面自動(dòng)化
 

第三：智能分配解決方案助力提升企業(yè)產(chǎn)能效率

智能分配解決方案是指：物料由視覺(jué)采集后，通過(guò)分析來(lái)料密度，將物料近似平均地合理分配給多臺(tái)機(jī)器人進(jìn)行抓取，盡可能保證等壽命原則。且事先對(duì)空槽進(jìn)行編號(hào)，物料分配過(guò)后根據(jù)每臺(tái)機(jī)器人所得數(shù)量，智能分配給每臺(tái)機(jī)器人特定編號(hào)的空槽進(jìn)行放置。通過(guò)料槽分配算法的優(yōu)化，可以保證每次抓取后等待放置的時(shí)間盡可能短，從而避免等槽的情況。
 

針對(duì)顆粒袋包裝行業(yè)的特點(diǎn)，智能化分配解決方案帶來(lái)的主要價(jià)值集中體現(xiàn)在一以下下幾個(gè)方面：

更加靈活和柔性臺(tái)數(shù)相同情況下實(shí)現(xiàn)更高的產(chǎn)能；

更高的質(zhì)量和安全性長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行下保證更好的穩(wěn)定性；

實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能提升高速工況下?lián)碛懈L(zhǎng)的使用壽命。

假設(shè)四臺(tái)單列機(jī)供料，每臺(tái)理論出料速度為140包/min，實(shí)際綜合產(chǎn)能520包/min，配置4臺(tái)機(jī)器人抓放單元，由一套視覺(jué)、控制器、傳感系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。每臺(tái)機(jī)器人抓放能力上限為160包/min。

生產(chǎn)過(guò)程中前端視覺(jué)在收集物料信息并由控制器計(jì)算來(lái)料速度后，分配給前三臺(tái)機(jī)器人平均每臺(tái)140包/min的物料；最后一臺(tái)則位于“撿漏”狀態(tài)，不做限制，正常狀態(tài)下處理100包/min，如果前端出現(xiàn)故障，或短時(shí)間產(chǎn)能增加，也可以及時(shí)進(jìn)行機(jī)能補(bǔ)充。

當(dāng)前端包裝機(jī)停機(jī)一臺(tái)，整體產(chǎn)能下降到380包/min的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)更改分配數(shù)量，平均降低前三臺(tái)機(jī)器人的速度至100包/min。同時(shí)入槽策略自動(dòng)完成適配，實(shí)現(xiàn)整體智能調(diào)整。

綜上，在主從型串聯(lián)的硬件條件下，通過(guò)控制器內(nèi)算法的優(yōu)化，即保證了每臺(tái)機(jī)器人的等壽命的運(yùn)行，避免了滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的各類(lèi)bug、硬件損壞等問(wèn)題，提高穩(wěn)定性和壽命；同時(shí)最大程度的消減了抓放過(guò)程中的等待時(shí)間，充分發(fā)揮每臺(tái)機(jī)器人的性能，最大程度的提高了綜合速率。極大提升了多臺(tái)聯(lián)動(dòng)下機(jī)器人的運(yùn)行效率。
 

阿童木機(jī)器人一直致力于從實(shí)際項(xiàng)目使用中提煉功能需求，并使之完善化、易用化。目前，智能分配功能塊加入自主研發(fā)控制器Atom Motion，；界面直觀，操作簡(jiǎn)單，通過(guò)更改輸入?yún)?shù)可方便的適配當(dāng)前產(chǎn)線的生產(chǎn)流程，避免用戶(hù)使用中繁瑣的編程過(guò)程。

（實(shí)時(shí)物料顯示狀態(tài)）

（調(diào)整比列顯示狀態(tài)）

對(duì)于阿童木而言，”用技術(shù)解放雙手，依靠過(guò)硬的產(chǎn)品和極致的服務(wù)長(zhǎng)久立足于市場(chǎng)，通過(guò)持續(xù)創(chuàng)新改變世界”時(shí)刻激勵(lì)著我們?cè)诔掷m(xù)探索的道路上，堅(jiān)定前行。