VIP Packaging 以機器人棧板解決方案引領包裝產業

在任何製造廠中，棧板作業都帶來營運上的挑戰，包括生產效率到安全考量等，對於位在澳洲與紐西蘭的頂尖塑膠與金屬包裝公司 VIP Packaging 而言更是如此。

VIP Packaging 製造商以擠壓吹模與射出延展吹模方式製造高密度聚乙烯 (HDPE)、聚對苯二甲酸乙二酯 (PET) 及低密度聚乙烯 (LDPE) 瓶子。

該生產設施為食品及飲料、個人照護、家庭消費者及工業化學產業製造包裝解決方案。

VIP Packaging 致力於創新、品質與永續性，其客戶包括澳洲與紐西蘭家喻戶曉的許多知名品牌。

VIP Packaging 廠房中的生產線主要以棧板載運用於洗髮精與洗衣精的瓶子，為減少人工處理並提高生產效率，該公司委託 Machinery Automation & Robotics (MAR) 提供棧板生產線的自動化解決方案。

自動化棧板作業

VIP Packaging 廠房以預先設計適合直接運送給客戶的格式，將包裝瓶排列在棧板上運送，這些瓶子的尺寸包括 500 毫升到 2 公升，並且在交付時以透明延伸塑膠帶包住，確保瓶子在運送過程中不會鬆脫。

對於 VIP Packaging 而言，遵循職業健康與安全標準、提高生產力及節省勞動成本等，都是重要的優先事項。VIP Packaging 剛性貨櫃部門總經理 Geoff Biscaya 表示：「為維持競爭力，我們必須藉由自動化高容量吹塑機下游的檢視、包裝及棧板作業以降低勞動成本。」

在整個製程中，有三個主要的棧板生產線因為自動化而獲益。

這三個生產線分別為包裝處理、棧板處理及延伸包裝。面臨的挑戰是設計能夠自動化整體棧板生產線的系統，而且不僅要節省成本，而且還要提升品質控制與安全。MAR 研究 VIP 系統的運作之後，提出一套全自動化系統，包括三部機器人、棧板分配器、雙搬運梭、三個視覺系統、全自動化人機介面、自動化棧板捆紮系統與棧板延展機器，這些裝置全部由一個 Rockwell Automation 的中央馬達控制中心負責控制。

在 VIP Packaging 廠房中，塑膠瓶會在透過輸送帶持續運送至棧板生產線，然後由機器人拾取瓶子並堆疊在棧板上。使用感測器計算每一層包裝所需要的瓶子數量，當一層裝滿時，機器人會拾取一片塑膠襯紙並放在這一層瓶子的上方。

此製程重複執行直到棧板裝滿，接著機器人會將一片木板放在棧板頂端以固定瓶子。Machinery Automation and Robotics 專案經理 Merv Shirazi 表示：「機器人手臂上的抓手或鉤爪的設計對於棧板製程的效率而言極為重要。」

他解釋說：「當塑膠瓶直立時，我們必須確保它們位於正確的位置，因為如果有一個瓶子滑動或脫落，將會發生骨牌效應，數百個瓶子將會掉落，屆時不僅會造成必須處理的安全危險，而且整個棧板可能都必須退回。」

為避免堆疊在棧板上的瓶子發生破裂或滑動的情形，將會自動以透明塑膠袋包住瓶子。接著每個棧板都會由搬運梭運送至卸貨區，然後送回空的棧板。

一切都在控制之中

在任何自動化系統中，控制與安全系統之間的整合很重要，但是在由單一操作員控制的棧板生產線中，完整的整合非常重要。PowerFlex® 4M 變頻器用於為輸送帶及整個機器人棧板系統提供有效的馬達控制，並且由 CompactLogix™ 控制。

Rockwell Automation OEM 客戶經理 Harish Ahuja 表示：「Rockwell Automation 小型機械控制平台將具有成本效益的機械或安全應用整合至全廠控制系統，因為它在單一控制器中整合安全、運動、離散及驅動功能，因此是最適合此應用的選擇。」

操作員工作站採用易用的 PanelView™ Plus 1000 觸控螢幕人機介面 (HMI)，可輕鬆瀏覽並結合多個選項。除了主要的啟動與停止系統控制功能之外，此人機介面亦包含編程以進行輸送帶的手動控制、機器人抓手的手動控制、切換生產資料、錯誤報告、機器人控制，以及維護與清潔的存取控制。

Biscaya 表示：「此系統的編程很簡單且直接，適合各種瓶子的設計形狀與尺寸。此控制平台亦包含整合的安全系統，可提供更高的操作員安全性。」

轉移至自動化系統時，操作員安全性是主要優先項目，考量到這一點，系統設計有六個獨立且不需要監督的安全區。廠房的零件必須全年每天 24 小時運作，因此可靠性與減少停機時間對於 VIP Packaging 非常重要。解決方式是設計並建造生產線，可存取特定機器上經過一段時間會磨耗的特定元件，無需在例行維護時關閉整個廠房。

安裝新的解決方案通常需要關閉現有系統一段時間，同時安裝新的系統，因此此專案的目標是盡量縮短關閉時間，同時降低新解決方案初期使用時的任何風險。為達到此目標，新系統在安裝之前已進行完整的場外測試。

Biscaya 表示：「完整的系統包括循環時間及其他參數，在安裝之前皆經過原廠的場外測試，因此我們能夠將停機時間的風險降至最低。如此可確保安裝進度順利進行，這對我們的事業而言非常重要。」

一致的品質控制

維持優異的品質控制對於 VIP Packaging 非常重要，他們了解包裝解決方案不僅能提供極佳的效能，同時也能提升其客戶品牌並建立差異化。Biscaya 知道將其品質控制系統自動化，有助於維持其高品質包裝解決方案的良好聲譽，而且可降低勞動成本。

他表示：「透過 MAR 的協助，我們能夠整合視覺系統，識別出一些故障的瓶子並予以剔除。這套自動化品質控制系統比人工作業更具有一致性，讓我們能夠藉由節省勞動成本及減少包裝廢料，來降低每個棧板的成本。」

為確認這套自動化系統是否有效地運作，因此編程人機介面系統以進行監控，並且在過多的瓶子連續遭到剔除時發出警報以向操作員警示。

計算節省的效果

Biscaya 表示：「我們正陸續感受到新自動化系統帶來的許多好處，它符合我們所有的關鍵要求，讓我們能夠節省勞動成本，同時提升品質控制與安全。此外，此解決方案也建立了較低的基本成本以長期運行廠房，協助我們提升生產力與競爭力。」

棧板生產線自動化為我們節省相當多的勞力、品質控制，並降低營運成本。投資回報僅需大約兩年的時間，使 VIP Packaging 能在未來許多年透過此解決方案獲得許多回報。