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FXC大面积真空吸盘在烟草行业的成功运用
---------《现代包装》
中国是全球最大的烟草消费市场，不但中国的烟草产品基本上是面向国内市场，国外的烟草巨头也将中国市场视为重头戏，甚至纷纷寻求建厂的可能。对此，施迈茨Schmalz针对烟草企业自动化搬运系统特征，研发出FXC大面积真空吸盘，结合工业机器人的应用使得烟草自动化搬运系统的工作效率提高为原来的230%-250%，甩箱率由3/10，000降低为1/100，000，维护费用基本为0，以下是FXC大面积真空吸盘在某卷烟厂的成功案例。
随着近年来众多烟草企业对成品自动化物流系统热衷程度越来越高，作为自动化物流系统中必不可少的设备，码拆垛机器人也被越来越多的采用，承担着物流系统中成品烟箱的入库、出库的码垛、拆垛工作。作为某地区最大的烟草企业，某卷烟厂于2007年建立了成品物流系统。在该系统中，选用了三台德国KUKA机器人作为码垛首选设备。每台机器人对应的进烟输送线有8条，分上下两层，8条输送线能向左右两个托盘中的任意一个工位进行码垛操作，机器人的夹具具有完成立放烟箱1~3件、平放烟箱1~2件抓取的功能，能完成28件/托盘、30件/托盘、20件/托盘、16件/托盘等多种垛型的不同烟箱类型码垛。
卷烟厂自动化系统要求较高
与其他烟厂不同的是，以前各烟厂所使用的码垛系统，通常单台机器人对应的进烟输送线有2~3条，一对一向2~3个托盘工位进行码垛作业，且采用的机器人数量也比较多（如某卷烟厂年产量约90万箱，采用了5台机器人；某卷烟厂产量约170万箱，采用了14台机器人），因此对机器人的码垛效率要求难度一般，而且垛型相对单一，仅有24件/托盘或者28件/托盘。反观该卷烟厂，年产量150万箱，仅采用了3台机器人进行码垛，而且每台机器人对应的进烟输送线有8条，分上下两层，分别向左右两个托盘进行码垛（见示意图），还有多种垛型要求。因此在系统设计之初，业主就提出了3台机器人码垛效率不低于2232件/小时、每个码垛周期平均码垛时间不大于10秒、掉烟率≤1/100，000的严格要求。
图1： 码垛系统示意图
要完成如此高效率的码垛作业，必须使机器人以极高的速度运行，而要使机器人高速运行，同时还要保证码垛过程中烟箱抓取的稳定，这就对吸盘的设计提出了严峻的挑战。凭借多年对码垛拆垛系统的经验，施迈茨Schmalz承接了这个难度极高的项目。
经过对系统的仔细研究，他们决定应用FXC大面积真空吸盘，其特点是抽吸量大，采用小孔多路原理，每个小孔都是一个独立的吸盘，且任何一个小孔未接触工件或泄露较大时，能自动关闭以保持吸盘的真空度，产生最大程度的提高抓取力，从而保证机器人高速运行中烟箱的稳定性；针对该卷烟厂烟箱类型多，垛型多的情况，我们对该吸盘安装了伸缩功能，可根据上位系统发出的烟箱品牌，自动调整吸盘之间的宽度，以实现不同类型烟箱的抓取。
FXC大面积真空吸盘效果分析
码垛系统于2008年2月安装完毕后，3月投入了使用，经过几个月的实际运行，系统完全达到了某卷烟厂的要求，尤其是FXC大面积真空吸盘的杰出表现，更使码垛系统成为了整个物流系统中的最大亮点。
图2： FXC大面积真空吸盘示意图
系统正式运行后，经过实测，各项性能指标完全达到并超过了该卷烟厂的要求，下层4条轨道，最近距离码垛30件/托盘垛型（12个动作周期）仅需1分20秒，最远距离码垛需1分40秒，平均码垛时间1分30秒，每个动作周期7.5秒；上层4条轨道，最近距离码垛一个托盘1分42秒，最远2分04秒，平均1分53秒，每个动作周期9.42秒，由此可以推算出，三台机器人码垛的效率远远超出了设计之初该卷烟厂对我们提出的每小时2232件的要求，达到了3000件/小时，创造了烟草行业成品物流烟箱码垛系统的新记录。
如此优异的成绩的取得，FXC大面积真空吸盘功不可没，正是由于该吸盘的使用，有效的保证了码垛系统在高速运行中烟箱抓取的稳定性。从现场情况来看，在抓取质量较好的5层箱，真空度大于-0.7bar，最高可达-0.8bar以上，即使是质量较差的3层箱，真空度也达到-0.6bar以上。
客户评价
在项目的实施初期，客户对施迈茨的系统能否达到要求心存疑虑，担心运行效率达不到设计要求，同时也怀疑在高速运行过程中是否会出现因为速度过快而导致掉箱。可当他们看到码垛系统在投入运行后，出现了机器人在等待输送线释放烟箱的情况，且机器人在以100%的全速运动，烟箱就像和吸盘焊接在一起一样的时候，都纷纷对码垛系统赞不绝口。该烟厂负责成品物流项目实施的张工说：“码垛系统如此高的效率和稳定性远远超出了我们的预期，圆满达到了我们的要求，是整个成品物流系统中我们最满意，最放心的设备！”
