包裝工程中機器人技術的應用研究

　　機器人技術在包裝工程領域中，應用已有很長的歷史。包裝應用機器人作業的有很多方面，其中最為成熟的是堆碼、裝箱和灌裝機器人。在美國、日本、德國等國家許多包裝工序是用機器人來完成的。每年一度的國際包裝機械展覽會上，都會推出新的包裝機器人。

　　包裝工業機器人用途，主要用于體積大而笨重物件的搬運、裝卸和堆碼等；人體不能接觸的潔凈產品的包裝，如食品、藥品，特別是生物制品和微生物制劑：及對人體有害的化工原料的包裝。隨著機器人技術的成熟和產業化的實現，使得包裝工程領域中應用機器人的范圍越來越廣。主要有：
（1）集合包裝裝箱：一次將多個包裝件進行一次裝箱。
（2）粉料大袋的袋裝：一次性將粉料裝入特定軟袋中，同時完成特定位置的堆碼。例如水泥及化工產品粉劑的集裝袋包裝。
（3）高速的裝盒裝箱折邊封合多工位包裝
一些大型紙箱和托盤的多工位快速包裝，如將紙箱裝填完貨物后的折邊、壓邊、封合等。
（4）重物的搬運捆扎
靠人搬運難以實現的重型產品的包裝、搬運和捆扎。如金屬鑄件的堆碼、捆扎、裹包，尤其是貴重有色金屬中的鋁錠、銅錠、鋅錠等。還有大型冷庫中的凍肉及制品的搬運與堆碼等。
（5）易脆物品的包裝實現
一次性將成組的瓶裝產品進行裝箱，例如，瓶裝啤酒，瓶裝汽水飲料等物品的裝填包裝等。
（6）有害液體的包裝化學和農藥等對人體有害液體的灌裝。
（7）識別和檢測
對一些包裝產品和包裝貨物在不同條件下，不同部位的自動識別和多種信息檢測，同時還具有分級和分類的功能。

以上工作，靠人工去完成有機器人技術的研究和應用。

包裝機器人的種類：
（1）裝袋機器人定難度。從而促進
裝袋機器人是機座固定回轉式，機身可360度旋轉，由機械手完成包裝袋的輸送、開袋、計量、充填、縫袋和給出堆碼。這是一種智能化較高的包裝機器人。
（2）裝箱機器人
類似裝袋機器人，一般金屬和玻璃包裝容器的裝箱用剛性包裝箱機器人完成。對裝箱包裝（物品）
的抓取有機械式和氣吸式兩種。它可整體移動。對包裝件進行抓取或吸附，然后送人指定位置上的包裝箱或托盤中。它具有方向性和位置自動調節的功能，可實現無箱（托盤）不卸貨和方向調節。這類機器人是一種較為成熟的機器人，應用很廣。如飲料、啤酒，化妝品，香煙等。
（3）堆碼機器人
這是一種功率較大的機器人。
要求穩定性和平衡性較高。其抓取機構中具有自鎖功能，以確保從幾十公斤到幾噸的貨物的抓取牢固可靠，它還具有時間、位置和力的參數控制系統，通過設定的控制程序實現。
（4）灌裝機器人
這是一種將包裝容器充滿液體物料后，進行計量、輸蓋、壓蓋（旋蓋）和識別的機器人。它具有無瓶不輸料、不蓋不輸瓶、破瓶報警和自動剔除等功能。在過去我們很多液體物料的灌裝主要是用這種機器人的局部功能一一機械手裝于生產線上，而今，已是將這種機器人直接配置在物料生產主機的后部，實現其自動灌裝。灌裝機器人有軟包裝和硬包裝之分。這里分析的是硬包裝（裝瓶）灌裝機器人。
（5）包裝輸送機器人
這種機器人在包裝工業中主要指塑料瓶包裝輸送用的機器人，是利用動力和特殊的構件實現瓶體（空瓶）的輸送，將瓶桶中的包裝瓶單件快速輸出排列，然后給予一個特定（方向、大小）的力。使瓶體準確地在空中經過拋物線路線到達充填工件。這種機器人改變了傳統的輸瓶機構。使得輸送速度加快，輸送空間減小。是一種全新概念的包裝機器人。它借助于空氣動力學和特殊機械構件而實現其輸送作業的。
（6）識別檢測機器人
這種識別檢測機器人是一種智能化系統。它分別有包裝成品的識別檢測和產品（如水果等）分級識別檢測。
　　識別檢測機器人用了許多先進技術，主要是識別與檢測技術。它包括高光譜和多光譜圖像技術，X射線探傷檢測技術、核磁共振檢測技術、紅外檢測技術、熱紅外圖像檢測技術、激光圖像技術等。
　　現著重分析水果包裝中的分級機器人。無損檢測是實現水果自動分級包裝的關鍵技術。美國研究人員研究表明，用普通CCD攝像機的機器視覺可實現水果外部環境品質的無損檢測，準確率較高。借助于高光譜、近紅外、中紅外和X射線的特性，可獲得更高的檢測準確率和處理速度，是目前研究的熱點。近紅外還可檢測水果的糖份，可用于評價水果的品質。此外，還可用水果的介電特性、沖擊檢測技術來判定水果的內在品質。水果在檢測分級還需要有專門的分級裝置、檢測結果信息的傳遞控制實現水果的傳輸、定向和定位等。這都是水果識別檢測機器人的相關技術。