图1 全自动使得混合搅拌设备更加精准、定量控制更加可靠
高精度、高质量是重要产品松散物料混合搅拌车间日常工作的常规要求。在化工、制药和食品生产领域中,原材料配料过程中出现的错误会带来无法挽回的经济损失。全自动的混合搅拌设备能够避免这种错误,减少经济损失。
在化工、制药和食品生产领域中,配料车间的原材料混合搅拌应始终保持很高的精确性,稍有差错或者有污染物的混入都可能导致成批产品的报废,甚至可能对企业的形象产生长期的负面影响。由于操作者是在跟一些危险品原材料打交道,所以需要操作人员非常谨慎。但是,即便是最认真的操作者也不能保证精力始终如一的高度集中,每一步操作都准确无误。全自动的原材料混合搅拌设备成为这一难题的重要解决方案,承担起了保证精确、安全可靠的责任。
Kokeisl公司是瑞士一家从事松散物料技术和内部物流管理的企业,它所研发生产的Kokeisl工业用混合搅拌系统由一个自动化进料仓、Kokeisl 取物机械手和全自动的无人驾驶运输车(FTF)组成。
生产过程的自动化从原材料检验入库开始,原材料检验合格后,换装到企业内部使用的存储容器中进行保存。这一存储容器可以直接进入混合搅拌的配料过程中,并通过自动化进料仓直接称重。称重后,取物机械手直接把存储容器拿到生产线上,无需任何辅助处理,省略了繁琐的出库、入库,同时也省略了造价高昂的中间存储设施,使整个称量过程实现了自动化,并具有很好的可追溯性。由于这里没有人工干预,也没有其他的原材料容器,从而降低了交叉污染的风险和配料出错的可能性。此外,过程自动化使计划管理更加简单,实现任意大小批量、配比的配方。
图2 取物机器人能够自动地绕开障碍物和操作者
定量和运输的自动化
无论定量控制量的大小如何,也不管原材料的特性如何,自动化进料仓都可以顺利地完成原材料的自动输送。与传统的螺杆输送系统相比,自动化进料仓有旋转的圆柱形进料口,圆锥形进料斗,自由摆动的截止阀和定量控制板。在重力的作用下松散物料垂直地进入进料仓。在进料仓旋转部件上有刀形的刮板,它以恒定的转速沿圆锥形漏斗壁缓慢旋转,保障松散的物料自由下落。机械零部件少,只需很少的能量就能够从存储容器中得到所需的原材料。无论是易下落的坚硬材料还是纤维状的软材料,都可以按照这种方式准确地定量控制。
这种自动化进料仓的定量控制范围最小为十分之几克,最大至几百千克,因此,在挡板开口很小的情况下也能够保证可靠的投料。根据松散物料的性质不同,在进料仓直径为150mm时常用数据为10~20m3/h。由于常规的称量设备没有这么大的称重范围,因此通常使用两台称量器具,定量控制量较大时使用大型的称量器具,控制量较小时使用小型称量器具。
直接安装在称量器具处的无人驾驶自动运输设备是自动化混合搅拌设备不可缺少的组成部分。带有FTS技术的机器人,例如Kokeisl取物机器人运动很灵活,速度很快,能够迅速地与变化的生产过程保持一致,而且它的安装很方便,无需土建设施。与传统的有人驾驶运输车辆相比,它能够更好地实现松散物料、颗粒物料在称重、存储、混合搅拌机、生产和产品出厂的自动化。
它所使用的导航系统是Bluebotics公司的自主导航系统(ANT)能够自动获取周围环境的信息数据,并快速地根据环境的变化做出反应。它的行驶运动只依靠其安全保护传感器所采集到的环境数据,能够实现的最高时速为1.5m/s,定位精度可达±10mm。在导航时,ANT系统既不需要预先设定路线,也不需要感应器或者反射器发出任何一种电磁导航线。它准确地对周围环境进行检测,探测到潜在障碍物之间的距离,随时知道哪里有危险。由于它的速度能够根据周围环境进行调节,因此能够保证在非常安全可靠的速度下行驶,或者在遇到突然的障碍物时减速直至停止而不触发安全保护报警功能。
Kokeisl取物机器人在遇到、现场的生产工人时,也能马上停止运动或者绕开。
物流技术的新定义
带有无人驾驶自动运输设施的全自动混合搅拌设备不仅提高了化工、医药和食品生产过程中原材料投料的准确性,而且改变了它们的生产过程。Kokeisl工业系统公司的负责人Daniel Testi先生总结说:“新的理念、方法、自由的导航和无人运输技术使得我们能够对企业内部的物流重新定义。”