羅瑞拉德煙草公司 (Lorillard Tobacco Co.) 安裝了十八臺碼垛機器人，以提高內(nèi)部識別不合格產(chǎn)品的速度并確保每年400億支香煙產(chǎn)品的可追溯性。
具有250多年的歷史，位于北卡羅來納州格林斯博羅的羅瑞拉德煙草公司（Lorillard TobaccoCo.），是美國最古老的堅持經(jīng)營煙草的公司之一。羅瑞拉德公司為美國市場生產(chǎn)中低檔香煙品牌的產(chǎn)品，而著名的Newport品牌主導(dǎo)了他們的銷售額，在2012年占到了他們收入的88％。總體而言，該公司每年生產(chǎn)400億支香煙。
正如任何一家包裝消費品公司一樣，對羅瑞拉德煙草公司來說產(chǎn)品的質(zhì)量和一致性是最重要的。但是對于煙草公司來說，壓力就更大了，因為新的美國食品和藥物管理局法規(guī)要求香煙制造商根據(jù)嚴(yán)格的相關(guān)規(guī)定來制造產(chǎn)品。羅瑞拉德煙草公司的高級工程師Randy Marshall先生解釋說，“如果產(chǎn)品出貨不符合規(guī)定，那么我們就可能會失去客戶，并且需要承擔(dān)召回已經(jīng)上市產(chǎn)品的費用。”
2013年8月，該公司完成了一臺大規(guī)模包裝設(shè)備的安裝，它能夠保證產(chǎn)品的可追溯性，并提高查找不合格產(chǎn)品的速度。在兩年半的時間里，羅瑞拉德公司替換了兩臺常規(guī)的碼垛機以及數(shù)英里長的傳送帶，安裝了Intelligrated公司的由18臺機器人組成的碼垛系統(tǒng)，使得他們能夠在整個工廠中隨時跟蹤紙箱的狀態(tài)。
“這涉及到了產(chǎn)品的可追溯性和產(chǎn)品的質(zhì)量，確保了不合格產(chǎn)品不會在市場上出現(xiàn)。”Marshall先生說。
各生產(chǎn)線需要各自對應(yīng)的貨盤
羅瑞拉德公司在格林斯博羅建立的歷史可以追溯到1954年，當(dāng)時它的總部和制造工廠剛剛開始進行運作。該工廠占地100萬平方英尺，具有36條包裝生產(chǎn)線。該工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品包括Newport-美國最暢銷的薄荷口味香煙以及第二大暢銷香煙品牌，以及Kent，True，Maverick，和Old Gold。這五大品牌包括了41個不同的產(chǎn)品種類，具有不同的價格、口感、風(fēng)味、長度和包裝。
自從1998年以來，所有的36條包裝生產(chǎn)線——其中每一條包裝生產(chǎn)線都包含一臺香煙制造機、一臺主裝盒機、二次裝盒機以及一臺
裝箱機——為兩臺Intelligrated公司生產(chǎn)的Alvey 880傳統(tǒng)碼垛機進料。紙盒都是通過架空的輸送系統(tǒng)運送到堆垛機而并沒有區(qū)分哪些紙盒源于哪條包裝生產(chǎn)線。
“所有的生產(chǎn)線都通過數(shù)英里長的紙盒傳送帶送入到常規(guī)的碼垛機中，這就意味著比如Newport的紙盒，由許多的包裝生產(chǎn)線進行生產(chǎn)，而在貨盤上被混合在了一起。”羅瑞拉德公司的高級工程師Daniel Walker先生解釋道。
使用這個輸送系統(tǒng)，如果某條包裝生產(chǎn)線所生產(chǎn)的產(chǎn)品或包裝的產(chǎn)品不符合規(guī)定——比如一個包裝沒有正確地成型，或者其中的玻璃紙包裝沒有密封好——那么操作工將不得不查找多個貨盤來找出從那條包裝生產(chǎn)線上送出來的紙盒。
大約五年以前，羅瑞拉德煙草公司開始尋找備選方案，能夠使他們建立來自同一包裝生產(chǎn)線的貨盤并且能夠在整個工廠中通過紙盒跟蹤產(chǎn)品。通過與材料處理自動化解決方案供應(yīng)商Intelligrated公司長達40年之久的合作，羅瑞拉德公司向他們尋求一個解決方案。2011年1月，Intelligrated公司開始安裝18臺自動碼垛單元，每個單元包括一臺Accuglide動力滾筒輸送機，一臺Motoman MPL160四軸機器人，一臺Lockn’ Pop 涂膠器以及一臺SICK 二維條碼閱讀器。每個單元處理兩條包裝生產(chǎn)線，同時使用兩個貨盤。
速度和靈活性是關(guān)鍵
為了選擇具有足夠能力的機器人來滿足羅瑞拉德公司的需求，一些注意事項需要被考慮。其中包括，機器人必須要能夠處理多達8種紙盒的大小，從12×12 ×17英寸到22 ×12× 22英寸，每種尺寸都需要自己的貨盤模式，并且重量從19到45鎊不等。該系統(tǒng)同時也需要符合羅瑞拉德公司對包裝速度的要求。Marshall先生說，“其中的一個要求是，碼垛操作不能夠影響產(chǎn)品生產(chǎn)的速度”——大約為8,800支/分鐘。
根據(jù)Intelligrated公司高級銷售工程師Shannon Spurlock先生的介紹，Motoman MPL160能夠滿足這些要求。它具有160公斤的有效載荷，高速的軸向速度以及能縮短生產(chǎn)周期、增加產(chǎn)量的加速度；它能夠同時服務(wù)于多個進料輸送帶；易于編程和仿真的貨盤模式能夠適用于多種紙盒的尺寸。該機器人還能比其他同尺寸的機器人到達更寬廣的空間——垂直119.1英尺; 水平124.4英尺，他說。
此外，Sp u r l o c k先生表示，選擇Motoman的機器人是由于他們擁有大型機器人安裝基地。“當(dāng)你選擇一個由18臺機器人組成的系統(tǒng)時，你不會選擇去使用一個新手，”他說。Motoman同時也能夠提供本地服務(wù)中心以及具有很高的產(chǎn)品性價比。
為了適應(yīng)不同的紙盒尺寸和貨盤樣式，18臺Allen-Bradley PLC驅(qū)動機器人由Intelligrated公司進行預(yù)編程。雖然每條包裝生產(chǎn)線只生產(chǎn)某種特定香煙和特定包裝尺寸，但Marshall先生說：“對所有的機器人進行完全一致的編程，這樣更加簡單。”
在生產(chǎn)線的操作中，在紙盒包裝的階段，所有的紙盒都使用一臺Videojet公司生產(chǎn)的Wolke M600熱噴墨打印機打印一個獨特的2D條形碼。然后紙盒被運送到碼垛單元。由機器人使用氣動夾具來抓取輸送帶上的紙盒，然后SICK條碼掃描器讀取二維條碼，并建立一個記錄所有運往貨盤紙盒信息的文件。然后，它創(chuàng)建一個可以在整個工廠中進行跟蹤的貨盤ID。這個代碼同時還能夠確保另一條包裝生產(chǎn)線所生產(chǎn)的產(chǎn)品不會因疏忽而放置到錯誤的貨盤中。
“總是有兩個產(chǎn)品，分別來自不同的包裝生產(chǎn)線，同時被送到機器人處，” Spurlock先生說。“如果產(chǎn)品掃描，被證明不屬于兩個有效的生產(chǎn)線中的一個，那么就會通知操作工。然后，開始結(jié)束所運行的指令，并且系統(tǒng)會釋放部分貨盤的產(chǎn)品。”
在紙盒上的代碼被掃描后，機器人將紙盒送入Lock n’ Pop粘合系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用兩個噴嘴在紙盒進入貨盤前在其底部噴射粘合劑。在貨盤底部的紙盒不需要使用粘合劑，而是直接放置在貨盤上。
多年來，羅瑞拉德煙草公司一直使用水基的Lock n’ Pop膠粘劑，以將紙盒固定在貨盤上，直到它們被手動拆散并裝載到卡車上。“它能夠?qū)⒇洷P和紙箱定位，并防止它們左右移動，在你卸載貨盤時也能夠很簡單地取出紙盒，”Marshall先生說。“而且，粘合劑不會損壞瓦楞紙箱。”
一旦貨盤裝載完成后，它們將被自動傳送出包裝單元，并通過自動導(dǎo)引車（AGV）重新取回來。自動導(dǎo)引車將貨盤運送到檢查站，由一位操作工確認(rèn)該貨盤運送了正確的產(chǎn)品。接下來貨盤將轉(zhuǎn)移到另一輛自動導(dǎo)引車上并將其運送到倉庫區(qū)，在那里由自動存儲和恢復(fù)系統(tǒng)進行儲存，直到它準(zhǔn)備出貨。
更快的跟蹤，質(zhì)量有保證
隨著一個又一個由18臺機器人組成的碼垛系統(tǒng)上線，截止到2013年8月的30多個月中，羅瑞拉德煙草公司已經(jīng)開始從更強的產(chǎn)品追溯能力中受益：跟蹤不合格產(chǎn)品所花費的人工工時更少，輸送帶的維護也更少，同時不影響香煙生產(chǎn)的速度。
“我們現(xiàn)在能夠更好地跟蹤我們的產(chǎn)品，”Marshall先生說。“我們知道它在哪里，它是何時生產(chǎn)的，它是在哪里生產(chǎn)的，以及它在工廠的哪里。”未來的計劃是擴大該系統(tǒng)，以實現(xiàn)產(chǎn)品出廠后的跟蹤。
