
給孩子們最好的,馬來西亞系統整合商 MODU System 因為也這樣認為,所以全心信賴 KUKA 的 KR DELTA 機器人,他們選用這架符合衛生機器規格的高速機器人,賦予所要執行的任務:完美、快速、乾淨、衛生地分裝嬰兒食品專用量匙。
衛生是食品安全的基礎 ,但對食品工業卻帶來相當大的挑戰,包括: 生產空間的衛生條件要求日漸提高、表面與設備器具的清潔和消毒、訓練有素且健康的作業人員。馬來西亞系統整合商 MODU System 使用KUKA 的 KR DELTA HM機器人,執行嬰兒食品包裝中的量匙揀放作業。
在吉隆坡以西的巴生市,兩架 KR DELTA 從生產線先抓起量匙,然後再放入另一條生產線上敞開的輸送袋中。這些輸送袋裡頭放有裝著嬰兒食品的食品級包裝袋,包裝旁留有空位,上面的貼紙印有條碼。
當機器人利用攝影機偵測空位,就知道在那裡必須放一根量匙;接著,另一個機器人會把包裝袋與量匙推到一個盒子裡,如果包裝袋遮住貼紙,機器人就不會放量匙,不然在封包時會引起堵塞。這聽起來簡單,過程卻要用到多套不同系統,在生產過程必須攜手並進、相互合作才有的成果。
KR DELTA機器人的耐腐蝕不鏽鋼外殼設計,符合德國 LFGB《食品、煙草製品化妝品與其他日用品管理法》與美國食品藥物管理局 FDA 的食品標準。此外,也具有歐洲 CE 認證、美國 UL 認證與德國 TÜV 安全功能認證,同時具備 IP 67 防護等級:可防塵與防水,在高壓下可以使用鹼性或酸性清潔劑清潔—從衛生角度來看,非常適合用在食品業。

每分鐘快速揀放 高達 80 根量匙
KR DELTA 的本領不止於此。不僅外觀令人折服,KR DELTA 的工作也非常迅捷:它的週期時間最短可達 0.5 秒,非常適合執行揀放任務。「兩架機器人每分鐘共可放置 80 根量匙」,工作極為精準,可以完全避免人工引起的錯誤。
實施自動化前,嬰兒食品製造商執行這個過程以人工手動進行 ,因此有人為污染的潛在危險;採用符合衛生機器規格的機器人後,整個步驟完全符合衛生要求條件。此外,整套解決方案更節省空間。兩架機器人安裝在輸送帶的頂蓋上,安裝位置直徑只要 350 mm。
位置精準是關鍵
實施自動化的過程,精確校準是初期面臨的最大挑戰之一。因為只有精準正確的校準,兩架 KR DELTA 才能以每分鐘80 根量匙的速度,精確地揀放量匙。這歸功於強大的 2D 物件識別軟體KUKA.VisionTech 與 KUKA.PickControl 的組合,KR DELTA 能夠從一條移動中的輸送帶上抓取物件,並且放置到另一條輸送帶上。
「一部內建影像處理系統的攝影機,能偵測到輸送帶上量匙的位置,另一部則會偵測另一條輸送帶上的包裝袋位置。然後系統會計算出所需移動的距離與包裝袋精準的位置」。KUKA. PickControl 這套軟體可以輕鬆協調、整合與控制多架 KR DELTA。此外也有助於實現順暢無阻與高能效的生產過程。
離線程式設計 即時測試
KUKA.PickControl 也能支援靈活的排列方式。這意味著客戶可以根據當下需求,選擇不同情景,預先指定放置方式且能簡單更換。此外,系統整合商可使用KUKA.Sim 與客戶的規格進行比對並加以測試。利用這種方式建立起來的 3D 模擬,之後便能應用在實作控制上。
KUKA.Sim 背後的技術是一套聰穎的模擬軟體,可以用來為 KUKA 機器人進行高效率的離線程式設計。藉由,例如:可及性檢測、碰撞識別等功能,食品製造商可以在正式開始生產前就可以確保,所使用的機器人在程式與工作單元佈置上,實際作業時確實可行。

量匙連同手柄的形狀是另一個挑戰,因為這將決定 KR DELTA 該從哪裡揀起量匙。解決方式是使用一個深色識別區以找出最好的量匙抓取方向,即使發生量匙重疊的情形,影像處理系統也能處理。因此,這項應用的篩選設定是核心,以半徑篩選條件為例,該功能可以在特定範圍偵測到重疊的量匙並跳過。
MODU System區域經理解釋:「判斷量匙重疊我們可以這麼想像,第一架機器人揀起上方的量匙,那下方量匙的位置就錯了。透過這樣的篩選功能,第二架機器人就會略過位置錯誤的量匙。」然而,為事先預防發生這種情形並簡化機器人工作,在生產線的前方會加設震動裝置,讓量匙盡可能在事前即分開。
雖然量匙形狀一致但顏色有別。不同客戶會選用藍色、綠色或橘色。不同顏色的區別在最初的確也是挑戰,一位KUKA員工說:「假如客戶選用藍色量匙,那麼在偵測位置最適合的視覺系統光線便是紅色。透過不同照明顏色的組合,可以縮短處理影像所需的時間」。因此,我們最後決定採用一套 RGB(紅綠藍)照明;一臺最終檢驗攝影機負責監控整個過程。
在這個馬來西亞的案例中,體現客戶對 KUKA衛生機械手臂與MODU System所開發的自動化技術的信賴,相信在台灣市場,未來也能看到更多衛生型機器人的應用。














