随着智能制造发展、制造业的转型升级，工业机器人成为全球重要应用市场，其技术也在这几年取得了突飞猛进的发展。顺应趋势，台达把握发展先机，早在6年前便成立团队，凭借雄厚的研发实力，不仅专注于机器人基础硬件层的开发，同时也在软件开发积累深厚的技术，将大数据、云计算等融入于此。通过不断的项目实践，在机床工具，食品，电子产品、电子电机、橡塑料、制鞋等行业累积了丰富的经验，整合视觉、感知、交互等技术，达成组装、涂胶、移载、焊锡、搬运等替代人力的各种精细化生产作业。 

包装行业为典型的劳动密集型产业，人员从事重复作业，工作时间长，传统的包装设备又不能适应不同尺寸和形状的包装物，机器人的灵活及高效在包装行业大受欢迎。近年来，包装领域的机器人数量增长非常快，台达机器人工作站在包装行业的解决方案，例如台达智能天地盖组装机器人工作站，具备高速抓取、精准定位、稳妥放置、高效运行等功能，彻底完成”机器取代人力”，提高生产效率及提升产品质量，并实现销量多样的快速换线生产。

天地盖又称天地盒，是一种的常见纸制品包装盒，由于开合方便，有利于商品的宣传和推销、提高产品的附加值，广泛应用于各类精装礼品包装盒、鞋盒、内衣盒、衬衫盒、手机盒等各类产品包装。

传统天地盖纸盒在完成印刷及切角后，尚需依赖人工或者半人工辅助设备，进行一道钉机打钉的机械加工工序，即通过钉机打钉依次完成单角的贴合(四个角共需贴合四次)，或者进行一道胶水粘贴工序。这种做法需使用大量人工，且生产效率较低，并增加了原料与生产成本。

采取纸盒成型机则能够解决现有技术中生产效率低、成本高和产线占空间等问题。纸盒成型机采用可编程控器（PLC）、光电跟踪系统、液压气动系统、人机界面等，一机实现自动送面纸、面纸上胶、纸板自动输送、纸板成型贴四角、定位贴合、纸盒成型等作业，生产效率显著提高。天地盖纸盒的定位贴合装置是通过光电定位的方式，这种方式结构简单，调节方便，但速度和精度不可兼得。当生产速度与数量提高，将无法保证定位精确度，因此当生产的产品手机盒等对精度要求较高的3C产品包装盒时，速度不快的问题就显现出来。

台达智能天地盖组装机器人工作站，除了有效解决上述问题外，更显著提升了天地盖自动化生产的效果。首先在盒纸贴合部分使用了SCARA工业机器人加视觉系统，取代传统的光电机械定位法，达到高速高精度的贴合效果；更提供客制化软件，保证更换产品时的操作人性化和高时效性。同时本方案使用了多轴运动控制器DVP50MC系列、伺服驱动器ASDA-A2-E系列等，同步采取EtherCAT总线型的配置，确保整机的高速高效。

智能天地盖组装设备动态示意图

SCARA工业机器人以DRS40L系列作为执行机构，主要负责从固定位置抓取纸盒，然后根据包装纸来料的不同，将纸盒放到包装纸上；机器视觉系统DMV用于信息采集，负责对盒纸进行拍照和图像处理，得到包装纸当前的位置坐标和角度信息。为了保证整机的高效运行，采用台达最新推出的EtherCAT总线运动控制器DVP50MC11T；在驱控部分采用台达ASD-A2-E系列伺服驱动器（亦支持EtherCAT总线控制），负责皮带送料、抓手抓盒、成型下压等动作；利用台达VFD-EL系列变频器实现胶辊过胶、飞达走纸等动作；人机界面（HMI）采用DOP-100系列用于实现人机交互，同时作为上位机，通过RS485给温控器下温度命令及开关命令；温控部分采用台达DTE系列温控器测试胶水的温度，保证产品成型质量；台达工业图控系统SCADA软件可对整个产线进行监控，并将生产数据上传MES系统。台达解决方案中还包括一套为天地盖工作站的操作软件，内含”一键标定”、 ”视觉操作”、 ”快速换线”、 ”实时纠偏”等功能，方便客户在于操作方面需付出的时间成本和学习维护成本。

台达智能制造在包装行业不局限于天地盖组装机器人工作站，同时在物料分拣、贴标、包装/罐装、码垛等也有多方面成熟的应用方案，为各个产业实现智能化转型升级与智造进化。


智能天地盖组装工作站系统架构