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Bradman Lake 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，” Bradman Lake集團(tuán)的銷售主管Simon Wheatley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Simon Wheatley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)器人性能的提高主要得益于視覺系統(tǒng)可靠性與處理能力的改善。“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，Simon Wheatley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RTS Flexible Systems 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(jì)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性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(jì)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(jì)，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(bào)的，但是RTS的操作主管Dave Bradford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(bào)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(bào)。”

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(bào)，” Simon Wheatley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)器人的更大靈活性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David Marshall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ABB IRB 340 FlexPicker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。

該糖果制造商過去依賴人工將合裝的Rocky和Classic餅干轉(zhuǎn)移到自動包裝機(jī)中。然而，在經(jīng)過了對手工操作的效益進(jìn)行了審查后，公司的管理層認(rèn)識到只有將生產(chǎn)進(jìn)行自動化才能帶來更大的效益，并降低成本。

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IRB 660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(jì)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。(end)