機(jī)器人輔助的、無交叉污染的全自動灌裝系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程轉(zhuǎn)換的自動化，并能夠?qū)�轉(zhuǎn)換閥進(jìn)行原位清洗。

    目前，生物酶也主要采用按照合同、“實時生產(chǎn)”的方式生產(chǎn)了。在這種生產(chǎn)方式中，將出現(xiàn)越來越多的生物酶種類和越來越小的生產(chǎn)排料量，以及不斷進(jìn)行的生物酶類產(chǎn)品的品種轉(zhuǎn)換。在這種生產(chǎn)情況下，只有采用了靈活多變、全自動的灌裝設(shè)備才能實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的生產(chǎn)，才能將設(shè)備的調(diào)整轉(zhuǎn)換工時和停機(jī)工時縮減到最短。

    目前，一家技術(shù)領(lǐng)先的丹麥酶生產(chǎn)企業(yè)在其生產(chǎn)過程中采用了德國Feige公司生產(chǎn)的全自動灌裝設(shè)備，能夠為5種不同的桶狀容器進(jìn)行全自動的酶產(chǎn)品灌裝。新設(shè)備能夠灌裝的容器規(guī)格為120L和216.5L的桶狀容器，以及容積為600L、800L和1000L的IBC中型散裝容器。Feige公司提供的這一解決方案的最大優(yōu)點是：全自動的產(chǎn)品轉(zhuǎn)換，操作者對灌裝設(shè)備和灌裝室的實時控制操作。這套灌裝設(shè)備的另一個特點是：灌裝室結(jié)構(gòu)非常緊湊。通常用戶提供的灌裝室可用面積非常小，無法安裝常規(guī)醫(yī)藥產(chǎn)品灌裝時的灌裝技術(shù)設(shè)施。緊湊的可用空間比例和最大灌裝量迫使Feige公司不得不采用機(jī)器人輔助的自動化灌裝技術(shù)。

工業(yè)機(jī)器人成為技術(shù)核心

    Feige公司提供給用戶的是一套完整的設(shè)備。整套設(shè)備包括空桶庫，托板分發(fā)裝置，含灌裝、定量和稱量裝置的灌裝室，以及兩臺不久前研發(fā)成功的、采用ABB公司IRB 660機(jī)器人控制的91型灌裝器。此外，還包括開啟和關(guān)閉灌裝室門窗的裝置、一個帶有貼標(biāo)設(shè)備的圓形工作臺以及整個灌裝過程所需的傳送裝置。前部的托板庫一層可容納56個托板，累計堆疊高度可達(dá)4層，共可容納224個托板。在托板庫中，空桶被送入新研發(fā)的托板分發(fā)裝置上。在傳送機(jī)構(gòu)的幫助下空桶進(jìn)入灌裝室。在灌裝室內(nèi)，平行安裝在灌裝龍門架上的兩個機(jī)器人灌裝器開始為托板上的兩個空桶同時灌裝。這里的關(guān)鍵核心設(shè)備是帶有攝像控制系統(tǒng)的四軸工業(yè)機(jī)器人 IRB 660，負(fù)重承載能力為180kg。

    灌裝器機(jī)器人臂上的攝像監(jiān)控顯示系統(tǒng)在灌裝過程中起著關(guān)鍵作用。這是一種集成了微處理器、幀抓取器和圖片評判分析軟件的小型攝像監(jiān)控設(shè)備。它能控制機(jī)器人獨(dú)立完成一些與外部主控計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)控制計算機(jī)無關(guān)的單獨(dú)運(yùn)動。而主控計算機(jī)中則存儲了桶狀容器識別的所有參數(shù)。當(dāng)托板進(jìn)入灌裝工位之后，IRB 660機(jī)器人就運(yùn)動到相應(yīng)的坐標(biāo)點，測定出灌裝桶口的準(zhǔn)確坐標(biāo)位置。然后，它還會測定出托板的高度尺寸、測定出托板上各個灌裝口的間距。這樣，機(jī)器人就獲得了下一步灌裝所需的所有數(shù)據(jù)了。在此之后，它從工具庫中調(diào)出相應(yīng)的灌裝容器封口的開啟工具，打開灌裝容器的封口，并將類似螺旋蓋這樣的封口件放好。然后它將開啟工具重新放回原位，然后取來與容器灌裝口相匹配的灌裝嘴。

下灌裝方式避免粉塵

    為了盡可能地避免在產(chǎn)品灌裝過程中出現(xiàn)粉塵、氣霧膠或者氣體等有害狀況，產(chǎn)品的灌裝應(yīng)采用下灌裝的方式進(jìn)行灌裝。在所謂的下灌裝方式中，應(yīng)在開始階段將灌裝嘴下降到灌裝容器的底部。在負(fù)壓控制的工況下完成容器的灌裝過程。隨著容器中灌裝產(chǎn)品的增加，灌裝嘴也在機(jī)器人的控制下逐步上升提高。但在整個灌裝過程中，應(yīng)保證灌裝嘴處于“潛入”狀態(tài)。在接近規(guī)定的灌裝量完成之后，灌裝流量由大流量轉(zhuǎn)換到精確灌裝的小流量，從而保證灌裝重量的準(zhǔn)確性。

    在完成灌裝之后，IRB 660機(jī)器人將灌裝嘴重新?lián)Q成封口工具，例如螺旋蓋擰緊機(jī)，將容器的螺旋蓋扭緊，最后做好金屬封印。封印是由灌裝系統(tǒng)自動輸送到位的，由機(jī)器人專用的鉛封工具在灌裝桶上封好。完成灌裝的托板經(jīng)另一個金屬門離開灌裝室，在回轉(zhuǎn)工作臺上粘貼好注明所有識別數(shù)據(jù)的標(biāo)簽。在該公司的灌裝和驗收車間里共采用了17套這樣的灌裝設(shè)備。托板的進(jìn)入和運(yùn)出由叉車完成，可通過無線信號下達(dá)給叉車駕駛員。在無線信號的指揮下叉車駕駛員完成托板的交接驗收和簽署交貨等工作。

重要的是重復(fù)精度

    來自Feige公司的Bert Lindenberg先生強(qiáng)調(diào)說道：“我們的很多用戶把原始鉛封看得非常重要。”作為Feige公司的主要領(lǐng)導(dǎo)人之一，Bert Lindenberg先生主要負(fù)責(zé)的是產(chǎn)品的銷售、用戶服務(wù)和技術(shù)。他強(qiáng)調(diào)說，生產(chǎn)操作者是利用觸摸屏來控制產(chǎn)品品種轉(zhuǎn)換的。在轉(zhuǎn)換產(chǎn)品品種時只需按一下表示下一個產(chǎn)品型號的圖標(biāo)按鈕即可。其他所有的工作都由灌裝設(shè)備自動完成：更換灌裝嘴、灌裝嘴的CIP原位清洗等等。

 在經(jīng)常進(jìn)行的產(chǎn)品轉(zhuǎn)換、工具轉(zhuǎn)換和灌裝嘴轉(zhuǎn)換過程中，Bert Lindenberg先生提出了很高的重復(fù)精度問題。但機(jī)器人運(yùn)行到一個準(zhǔn)確的位置后，那么它必須在此后的重復(fù)運(yùn)動時能夠保持相同的運(yùn)動和位置精度，必要時在兩百萬次重復(fù)時都要達(dá)到相同的精度。由于機(jī)器人是在極受約束的工況下工作的，因此要求有著很高的導(dǎo)軌精度。ABB公司的工業(yè)機(jī)器人能夠保持極高的精確性，這也是Feige公司十幾年來一直選用這種機(jī)器人的原因。

    而選擇ABB機(jī)器人的另一個重要原因是：IRB 660型機(jī)器人在高速運(yùn)動過程中有著很高的驅(qū)動能力，可以帶動180kg的負(fù)荷。因為機(jī)器人除了要帶動灌裝嘴一起運(yùn)動之外，還要拉著輸送軟管來回運(yùn)動。Lindenberg先生說道：“選擇這種機(jī)器人最重要的原因是：機(jī)器人、圖形識別、控制和可視化技術(shù)能夠順利地融合在一起。”這些復(fù)雜技術(shù)的組合應(yīng)用是這一灌裝系統(tǒng)的技術(shù)要點。究竟Feige公司的這一新型灌裝識別的技術(shù)水平如何，從該系統(tǒng)的工作效率中可見一斑：灌裝機(jī)器人每小時可以完成45個200L標(biāo)準(zhǔn)桶的灌裝任務(wù)，包括灌裝桶封口的開啟和封閉、灌裝和鉛封等工序在內(nèi)。

檢驗記錄必不可少

    從全過程質(zhì)量管理的角度來看，生產(chǎn)過程的檢驗記錄是不可缺少的質(zhì)量管理文件。在灌裝機(jī)器人灌裝的稱量過程中就需要操作者手工利用觸摸屏輸入大量的參數(shù)。這種人機(jī)界面支持圖形化的操作使用，以及對整個灌裝識別的可視化監(jiān)控。生產(chǎn)過程和質(zhì)量保證文件中所需的數(shù)據(jù)包括了灌裝容器的數(shù)量、產(chǎn)品的名稱、產(chǎn)品編號和生產(chǎn)批次號以及灌裝容器的種類和灌裝日期等等。

可選型方案保證灌裝效果

   龍門式的灌裝設(shè)備不是Feige公司灌裝設(shè)備目錄中唯一的灌裝機(jī)器人配置方案。在其訂貨變型配置型式中，還有置于傳送帶之后的灌裝機(jī)器人配置方案。利用這種配置方式不僅可以為托板上的灌裝容器進(jìn)行灌裝，而且還可以對單個的桶狀容器進(jìn)行灌裝。在公司標(biāo)準(zhǔn)的Alone配置方式中，其灌裝機(jī)器人就在沒有傳送裝置的情況下為一個個的桶狀容器進(jìn)行灌裝。桶狀容器進(jìn)、出灌裝工位的運(yùn)動由地面輸送車運(yùn)送到位。這種配置方案的優(yōu)點除了投資費(fèi)用較低以外，還允許快速地更換灌裝工位的地點，將灌裝工位設(shè)置在最適合灌裝的地方。

   Lindenberg先生解釋說：“Feige公司的灌裝設(shè)備為可選型式配置，能夠為用戶提供高速灌裝生產(chǎn)線，兩個灌裝機(jī)器人作為一個整體協(xié)調(diào)同步地進(jìn)行產(chǎn)品灌裝。相互協(xié)調(diào)、統(tǒng)一行動的灌裝機(jī)器人節(jié)省了更多的工具轉(zhuǎn)換時間，從而將停機(jī)工時降低到了最短的程度。當(dāng)一個灌裝機(jī)器人在執(zhí)行螺紋蓋的開啟和扭緊時，另一個機(jī)器人則可為另一個桶狀容器進(jìn)行灌裝。這樣贏得的時間就可以使灌裝機(jī)器人的工作效率從每小時灌裝60個200L標(biāo)準(zhǔn)桶提高到65個標(biāo)準(zhǔn)桶，這一改進(jìn)明顯地縮短了灌裝設(shè)備的輔助工時和停機(jī)工時�！�