无控制柜解决方案有效利用空间

德国 Bürkert 流体控制系统公司坐落于 Criesbach 的工厂正面临着一个颇具代表性的生产物流难题：将沉重的料箱手动送入自动化小件仓库，不仅整个流程效率极为低下，还给操作人员带来了沉重的负担。然而，传统自动化解决方案所要求的占地面积，在当前条件下根本无法满足。因此，Bürkert 委托龙门机器人与物料搬运设备制造商 RO-BER 设计了一款极为紧凑的拆垛单元，该单元可接收由自动导引车（AGV）运送来的托盘。尽管采用了上述解决方案，但用户仍有进一步节省空间的需求，以满足其严苛的标准：最终，倍福的 MX-System 发挥了关键作用，它让系统能够在完全无需控制柜的情况下稳定运行，成功攻克空间受限这一棘手难题。

在内部物流领域，占地面积是最宝贵的资源之一 — 通常情况下，每一平方厘米的空间都至关重要，而 Bürkert 公司的情况正是如此。这家流体测量、控制和调节系统供应商正处于稳步增长的轨道上，这意味着其内部物料处理及物流环节必须进行持续的优化与改进。Bürkert 不销售标准产品，而是专注于为每位客户量身定制独一无二的阀门设计与材料方案，实现精准匹配。因此，该公司的产品范围包含 14 万种可供销售的单品。负责统筹 Bürkert 整体物流流程的 Frank Landgraf 讲述了当时决策的出发点：“要妥善应对生产环节与内部物流中所呈现出的这种多样性，确实是一项极具挑战性的任务。过去，自动化工作的重点聚焦于装配领域，而时至今日，内部物流领域则蕴含着最大的发展潜力。”他进一步强调，充分考虑人机工程学具有至关重要的意义：“如今，人工搬运重达 20 公斤甚至更重的箱子已不再符合我们当下的操作规范 — 况且，鉴于当前劳动力短缺的现状，我们也无力再维持这种操作方式。”在 Criesbac 工厂，向拥有约 27,000 个货位的自动化小件仓库供料这个环节，已经成为制约整体运营效率的瓶颈。该公司一直不遗余力地探寻自动化解决方案，然而受现场环境条件的限制，实际可操作的空间微乎其微。新系统必须安装在现有的狭小空间内，而传统机器人单元和庞大的控制柜对于该空间显得过于局促拥挤，难以适配。

更少工作量，更小空间

带着这一目标，Bürkert 找到了位于德国卡门的 RO-BER 工业机器人公司。RO-BER 长期专注于复杂龙门机器人系统的研发与生产，其团队依据 Criesbach 工厂的具体需求，开发了一套定制化的拆垛单元，该单元能够高效地完成从地面滚轮托盘上拆垛欧标料箱的任务。一台配备多功能夹具的线性机器人取下料箱，随后以严丝合缝的精准度将其对齐放置在自动化小件仓库的输送系统上。尽管在机械和机器人技术方面，RO-BER 能够沿用其成熟的解决方案，但在自动化控制方面，他们探索出了新的路径。为确保系统达到所需的紧凑程度，RO-BER 经过审慎考量，最终选定了倍福的 MX-System 作为解决方案。

“作为一种可插拔的模块化无控制柜解决方案，它很快就引起了我们的注意。”RO-BER 总经理 Elmar Stöve 解释道。MX-System 是一种模块化自动化系统，包含了从控制组件和驱动产品到 I/O、电源和熔断器等所以控制柜功能。其功能模块防护等级高达 IP67，具有坚固耐用的特点，凭借这一优势，在众多应用场景中能够完全摒弃传统控制柜的使用。所有需要的模块都插接在设备安装底板上。对于 RO-BER 而言，这意味着无需再为安装控制柜单独规划空间，而是将自动化系统直接集成到设备上部结构中，从而显著减少了所需空间和布线工作量，同时简化了整个单元的设计。

更快的组装与调试

“MX-System 的优势贯穿设备的整个生命周期，从设计、规划到维护都包含在内。”倍福销售工程师 Antonia Kuhn 解释道，“在组装过程中，底板的标准化接口设计省去了手动接线和复杂线缆路径的需求。功能模块只需插入并拧紧即可，电气连接会自动建立。所有现场设备均通过可插拔的连接电缆与 MX-System 模块连接，进一步消除了所有潜在的接线错误。”这为设备制造商带来了巨大的效率提升。“一套完整的 MX-System，包括工业 PC、伺服驱动器、主开关、馈电模块、48 伏电源和 I/O 模块，只需几分钟就能安装在设备上。”Elmar Stöve 证实道，“与传统控制柜所需的安装时间（可能长达数小时甚至数天）相比，这是个巨大的差异。”单电缆自动化（OCA）技术减少了电机的布线工作量，因为动力、数据和反馈信号都通过一根电缆传输，这也降低了出错的可能性。此外，MX-System 产品线中的每个组件都能被诊断，从维护角度来看，这是一大优势。

无缝集成与网络化

“对我们而言，自动拆垛不仅仅是新设备带来的功能 — 它还必须能够无缝集成到更高层级的架构中，并与我们的自动导引车（AGV）实现互联。”Bürkert 公司负责流程优化的 Marius Mazugo 表示。这正是倍福基于 PC 的开放式控制技术与 EtherCAT 通信技术的优势所在，因为它兼容所有常见的 IT 和通信标准，使用户能够在物流控制、生产控制系统和企业数据库中实现无缝追溯。当 AGV 小车进入工厂时，系统会自动识别订单，拆垛欧标料箱，将其送至自动化小件仓库，并堆叠空置的地面滚轮托盘，再由 AGV 小车取走。这一全自动循环过程消除了人工干预的需要，并避免了停机时间。

项目规划简单，可扩展性强

除 MX-System 外，该拆垛系统还配备了倍福 CP39xx 系列定制化控制面板，安装在一个带紧凑按钮扩展件的安装臂上。支持 HTML5 的显示屏搭载 TwinCAT 3 HMI，专为直观操作而设计，可提供设备及其流程的详细图示，以及对 EtherCAT 网络的动态实时图形监测，从而实现系统的快速诊断。该系统除了使用 AM8000 系列伺服电机外，还使用了多个 IP67 级 EtherCAT 端子盒。整个应用都在 TwinCAT 3 自动化软件中进行配置。“对于 RO-BER 这家倍福技术的资深用户而言，使用 MX-System 无需改变任何编程习惯。”Elmar Stöve 说道。凭借软件的灵活性以及工业 PC 的高计算能力，该系统能够处理和管理极其复杂的自动化任务。原则上，RO-BER 的系统甚至能够处理混合托盘或不同类型的包装。

出色的人体工程学设计与工艺稳定性

对 Bürkert 而言，投资新的拆垛系统已获得丰厚回报。“RO-BER 在系统功能实现和运行上，真正将我们的设想变成了现实：运行流畅且无故障。”Bürkert 厂区仓库与物流部门团队负责人 Stefan Keilbach 总结道，“该系统外观设计先进，视觉融合度也非常出色。”该项目凸显了模块化、紧凑型物流单元的发展趋势，这类单元可灵活集成到现有的物料流中。MX-System 在这一进程中起到了技术催化剂的作用：设备制造商无需再以控制柜为核心来设计系统，而是能够将自动化功能直接集成到机械系统中。由此打造的设备结构紧凑、外观简洁，且更易于维护。

真正的竞争优势

Bürkert、RO-BER 与倍福三方的合作表明，打破常规思维 — 就本例而言，是跳出控制柜的局限 — 能够催生创新解决方案，从而显著提升效率并创造价值。“我们看到了 MX-System 的巨大潜力，并且对更多的自动化项目有很多构想。”Elmar Stöve 展望未来时说道，“例如，在今年的 LogiMAT 展会上，我们展示了一款体现这一设备设计理念的新型紧凑型码垛单元。”这再次印证了无控制柜设备制造已不再是遥远的愿景，而是当今工业生产中的现实，并正在切实转化为真正的竞争优势。