機(jī)器人技術(shù)在包裝線上的應(yīng)用

　　一、機(jī)器人在上游工序的應(yīng)用日益增多

　　在裝箱與碼垛操作領(lǐng)域中，我們已經(jīng)熟知了機(jī)器人所發(fā)揮的作用。但是直到現(xiàn)在，機(jī)器人在包裝生產(chǎn)線的上游工序中所發(fā)揮的作用仍然是有限的，這主要是受到機(jī)器人的成本與技術(shù)復(fù)雜程度等影響。不過，所有的跡象都表明，這種情況正在發(fā)生迅速的改變。

　　例如，包裝機(jī)械供應(yīng)商BradmanLake發(fā)現(xiàn)目前在兩個主要的包裝線上游工序中機(jī)器人可以大展伸手。第一個工序是使用機(jī)器人將加工過程的終端與一次包裝設(shè)備連接起來，例如一個自動包裝機(jī)或是一個裝盒機(jī)。“我們認(rèn)為，生產(chǎn)企業(yè)可以使用機(jī)器人將產(chǎn)品從皮帶上取下，然后放入包裝設(shè)備的進(jìn)料處，”BradmanLake集團(tuán)的銷售主管SimonWheatley說。另外一個工序是使用機(jī)器人將一次包裝后的產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到二次包裝設(shè)備中。此時也需要將裝盒機(jī)的進(jìn)料部位與機(jī)器人合適地安放在一起。

　　以上兩個工序傳統(tǒng)上一般都是通過手工來完成的，正如SimonWheatley指出的：“人們非常善于處理隨機(jī)情況，因?yàn)樗麄兙哂歇?dú)特的能力觀察到他們面前的事物，以及如何來處理這些事物。而機(jī)器人在此方面有所欠缺，因?yàn)槠湟酝际峭ㄟ^程序控制應(yīng)該去哪里，應(yīng)該揀拾什么，應(yīng)該把揀拾的東西放置在哪里等等。”

　　然而，以上領(lǐng)域中正在越來越多的應(yīng)用機(jī)器人來完成任務(wù)，Simon解釋說，這主要是因?yàn)槟壳皺C(jī)器人已經(jīng)足夠智能來察覺“生產(chǎn)線上過來的產(chǎn)品”，并且基于很多的參數(shù)來做出相應(yīng)的動作。他又補(bǔ)充，機(jī)器人能的提高主要得益于視覺系統(tǒng)可靠與處理能力的改善。“視覺系統(tǒng)主要是受到PC與PLC控制來完成工作的，隨著PC與PLC能力的提高、價格的降低，視覺系統(tǒng)可以更加有效的應(yīng)用在更加復(fù)雜的應(yīng)用中，這在以前是不可想象的。”

　　另外，機(jī)器人本身也越來越適用于包裝操作，SimonWheatley說，“機(jī)器人供應(yīng)商開始察覺到包裝領(lǐng)域是一個非常有活力的市場，他們也開始花費(fèi)大量的時間與精力來研發(fā)適合于這個市場的機(jī)器人設(shè)備，而不是開發(fā)那些自動化程度很高但不適合包裝操作的機(jī)器人。”

　　同時，機(jī)器人抓手的進(jìn)展也使得機(jī)器人可以用于不易處理的產(chǎn)品包裝操作中。最近，機(jī)器人整合專家RTSFlexibleSystems開發(fā)了一臺機(jī)器人抓手，可以在不接觸烙餅的情況下將其進(jìn)行轉(zhuǎn)移。此抓手置有一個機(jī)構(gòu)可以將空氣擠壓到一個特殊的暗室中，這樣就在抓手的中間部分產(chǎn)生了一個向上的牽引力，或稱為“空氣環(huán)流”，借此將烙餅從傳送帶上提升起來。

　　RTS為另外一個薄餅制造商設(shè)計了一個將視覺檢測、高速機(jī)器人與機(jī)器人抓手結(jié)合在一起的系統(tǒng)。不規(guī)則的尺寸與形狀以及易破碎的特使得薄餅很難在無破損的情況下進(jìn)行操作。因此，RTS設(shè)計了這樣一個系統(tǒng)，將從油炸鍋出來的薄餅揀拾，然后將其六個或八個一組的轉(zhuǎn)移到Multivac包裝機(jī)上。整個系統(tǒng)的關(guān)鍵是專利的抓手設(shè)計，此抓手在不接觸到薄餅的前提下將其吸入到抓手的暗箱中。

　　盡管機(jī)器人的使用傳統(tǒng)上是通過對人力的節(jié)省來衡量成本回報的，但是RTS的操作主管DaveBradford說，在過去的幾年中，機(jī)器人的使用所帶來的產(chǎn)值增加正在成為一個更令人感興趣、更具投資回報的亮點(diǎn)。

　　“我們見證了一個水產(chǎn)品生產(chǎn)商的90萬英鎊機(jī)器人自動化生產(chǎn)線的安裝，促使其每年產(chǎn)值增加了75萬英鎊。如果再考慮到人力的節(jié)省，這條生產(chǎn)線可以得到非常長期的投資回報。”

　　二、機(jī)器人在下游工序的應(yīng)用日趨成熟

　　一次與二次包裝之間的連接區(qū)域成為了近年來機(jī)器人應(yīng)用的另一個亮點(diǎn)。盡管使用機(jī)器人將包裝好的產(chǎn)品裝入到紙盒中，這一操作本身已經(jīng)不再新穎了，但是近年來生產(chǎn)商對于此技術(shù)的接受程度卻發(fā)生了很大的變化。“現(xiàn)在，又有很多公司發(fā)現(xiàn)使用這個技術(shù)會帶來很大的回報，”SimonWheatley說。“但是在一兩年前他們還認(rèn)為此技術(shù)的應(yīng)用成本是非常昂貴的。”當(dāng)公司購買機(jī)器人應(yīng)用于一次包裝與二次包裝設(shè)備之間的連接操作時，機(jī)器人的更大靈活是其考慮的首要目標(biāo)。

　　ABB以其FlexPicker機(jī)器人開創(chuàng)了揀拾機(jī)器人的前鋒，其機(jī)器人事業(yè)開發(fā)經(jīng)理DavidMarshall說，他看到了在很多情況下，F(xiàn)lexPicker用于自動包裝與裝盒操作的連接處。的確，在Fox的Biscuits’Kirkham工廠中，兩臺ABBIRB340FlexPicker機(jī)器人成為了一個合裝產(chǎn)品自動給料系統(tǒng)的一部分。

　　雖然機(jī)器人在裝箱與碼垛領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)很成熟了，但對于機(jī)器人不斷增加的技術(shù)改進(jìn)仍然在繼續(xù)。例如，在InterPACk展會上，ABB推出了新的第二代碼垛機(jī)器人，據(jù)稱該機(jī)相比以前型號，它的操作區(qū)域更大、速度更快。該IRB660碼垛機(jī)器人可以操作到3.15米遠(yuǎn)的產(chǎn)品，有效負(fù)載為250千克。機(jī)器人的四軸設(shè)計意味著其可以跟蹤一個正在移動的傳送機(jī)，因此在需停機(jī)的情況下就可以完成箱子的碼垛工作。

　　展望未來，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域還會不斷的擴(kuò)大。此外，視覺技術(shù)的進(jìn)展也意味著機(jī)器人系統(tǒng)將會根據(jù)更加復(fù)雜與煩瑣的參數(shù)來確定動作。