RoboFill 4.0：定制瓶供应的机器人抓手定制瓶供应的辅助灌装理念

来源：工业设备商情发布时间：2020-03-11 515

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大众产品的定制和个性化趋势愈发旺盛。除了汽车和制药行业，这一趋势在食品生产中也越来越受到重视。在大规模定制的过程中，当前个性化生产发展的主要挑战之一在于消费者与生产厂商的紧密联系。在这一点上，一般的生产设计无法以经济和可持续的方式确保所要求的体积和包装的灵活性。当然，市场上已经有一些个性化的食品（如可口可乐、Kinderschokolade巧克力等）。然而，主要在饮料行业，公司一直使用的生产和工艺控制结构正在迅速耗尽其潜力。

RoboFill 4.0 –全新的、灵活的灌装和饮料技术概念

作为“工业4.0”的一部分，在未来个性化大规模生产产品的可能性越来越大，这些产品既可高度定制，又能保持厂家盈利。这一问题汇集了慕尼黑技术大学的酿酒和饮料技术教授以及食品包装技术教授，其中包括Fraunhofer IGCV和行业合作伙伴Krones、Beckhoff、ProLeiT、Siemens、Dekron、Yaskawa Europe、国营酿酒厂Weihenstephan和infoteam Software。各方共同努力，提出了一个创新的自动化概念。该项目被称为RoboFill 4.0，它是一个饮料灌装领域的技术概念，具有完全的创新性、多功能性，并且易于添加更多生产模块。这一概念的目的是供应定制饮料瓶或包装。重点是小批量的批量生产，甚至是单个产品。根据项目规范，所有工厂部件应配置为网络物理系统部件。这是“工业4.0”的核心原则。其思想是，组件使用网络和云技术彼此之间通信，以及与更高级别的系统进行持续通信。这使得有可能实现自主生产控制，同时也为在实际生产中使用更多优化过程（例如预测性维护）奠定了基础。

可视化抓手手指的有限元结果分析

Zimmer集团提供用于瓶子搬运的密封型专用伺服抓手

当Zimmer集团的抓手专家被要求参加Bavarian研究基金会的这个令人兴奋的项目时，答案是一个简单的“是”。这家总部位于Rheinau的Zimmer集团以其专业的开拓精神而闻名，它做出了一个非常明确的决定，接受这一独特的挑战。然而，所有参与的人很早就意识到，这个项目不会轻而易举被完成。随着问题的深入，迫在眉睫的挑战项目越来越多。在项目的第一年，项目合作伙伴不断地在项目列表中添加更多的需求。

开发正确的抓手，以处理各种玻璃瓶和机器人原来是高度复杂和昂贵的。将一切付诸实践意味着，来自不同领域的概念是相互关联的，必须考虑到所有这些概念，包括力控抓取、密封组件、使用专门的食品安全材料和润滑剂（NSF-H1）以及使抓手与机器人控制系统通信。此外，还必须确保在工厂发生紧急停机或断电的情况下，夹持玻璃不会因任何意外导致玻璃破裂。Zimmer集团的开发团队在开发特殊的抓取手指方面也面临着巨大的挑战，这些手指旨在通过抓取瓶子的颈部和身体来处理任何潜在类型的瓶子，从0.33升到0.75升。

机器人控制面板（Zimmer HMI）

很快一切就明朗了，只有最新一代Zimmer Group（GEH6000系列，带伺服驱动）的电抓手适合这种应用。问题是，这个抓手当时只是一个原型，它并没有为前面提到的许多要求而进行针对性设计。密封如此紧凑设计的电动长行程抓手，使其能够承受肥皂水喷雾清洗，或确保瓶子爆裂时不会导致短路或系统故障，这是非常复杂的。必须执行几个开发循环。在这些回路中，我们利用在详细测试中获得的宝贵经验，将其应用于部件几何结构和部件涂层工艺，以及用于各种密封件和刮擦器的材料。

开发专用抓手控制器接口（HMI）

这个解决方案可以说是一个突破性的创新，消除了与机器人控制系统的通信问题。与传统的解决方案不同，该解决方案不具备第二个控制系统，该系统对使用IO-Link的抓手进行并行操作。相反，开发一个内部抓手控制器接口（HMI），并将其集成到机器人控制系统中。“在此，我们再次衷心感谢Yaskawa在这个项目上的鼎力支持。通过在机器人控制系统中实现Zimmer HMI，许多工业机器人现在可以选择控制多达四个电动或气动驱动的Zimmer抓手”Zimmer Group项目协调人和M-TB开发者与机器人制造商成功合作的Erik.Bauhaus说道。

密封伺服夹持器，带有专门开发的抓手手指，用于抓取瓶子

为了尽可能地降低抓手手指的开发时间和成本，它们是使用有限元分析预先设计的，然后在3D打印中进行制造。

在开发Beckhoff-XTS系统的瓶子载体时也采用了类似的方法。在这方面，Zimmer Group多年的经验和对客户全面关怀和支持带来了回报，尤其是在开发特殊的客户特定解决方案方面。例如，这使得员工能够利用他们在使用食品级润滑油方面的丰富经验。内部原型的创建在研发阶段就开始进行复杂测试和选择都是确保该项目成功的重要因素。

该测试系统于项目结束时在StateBrewery Weihenstephan啤酒厂投入使用，并在未来几年内进行广泛测试，以确保市场稳定性并适合常规使用。这些努力甚至有一天可能使销售整个系统成为可能。过去一段时间中已经有人对此提出过咨询。

Zimmer 集团介绍

Zimmer 集团成立于1980年，经过30多年的发展，现在已经成为了自动化领域的世界知名企业，拥有世界上顶级机械抓手、自动换枪盘、导轨钳制元件、刹车元件等。

目前Zimmer集团全球销售合作伙伴遍及欧洲，美洲，澳大利亚洲和亚洲的125个国家。随着欧洲市场的饱和和中国市场的飞速崛起，庞大的市场潜力促使Zimmer把投资焦点对准了中国。

速德贸易（上海）有限公司是德国Zimmer集团于2012年在中国成立的独资子公司，速德贸易在中国成立后的短短几年间，迅速成为了我国自动化设备领域的黑马，公司生产的自动化产品及相关零配件受到了各大企业的广泛青睐。

速德贸易（上海）有限公司是一家专业从事自动化机械夹爪和技术服务的高科技公司，公司在汽车制造行业，航空工业和传统工业中，以其卓越的信誉及坐落于上海的地理优势，吸引了大量的拥有高学历、有才华的和充满激情的优秀人才。

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