機器人技術在包裝線上的應用

　　一、機器人在上游工序的應用日益增多

　　在裝箱與碼垛操作領域中，我們已經(jīng)熟知了機器人所發(fā)揮的作用。但是直到現(xiàn)在，機器人在包裝生產(chǎn)線的上游工序中所發(fā)揮的作用仍然是有限的，這主要是受到機器人的成本與技術復雜程度等影響。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，包裝機械供應商BradmanLake發(fā)現(xiàn)目前在兩個主要的包裝線上游工序中機器人可以大展伸手。第一個工序是使用機器人將加工過程的終端與一次包裝設備連接起來，例如一個自動包裝機或是一個裝盒機。“我們認為，生產(chǎn)企業(yè)可以使用機器人將產(chǎn)品從皮帶上取下，然后放入包裝設備的進料處，”BradmanLake集團的銷售主管SimonWheatley說。另外一個工序是使用機器人將一次包裝后的產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到二次包裝設備中。此時也需要將裝盒機的進料部位與機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情況，因為他們具有獨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。而機器人在此方面有所欠缺，因為其以往都是通過程序控制應該去哪里，應該揀拾什么，應該把揀拾的東西放置在哪里等等。”

　　然而，以上領域中正在越來越多的應用機器人來完成任務，Simon解釋說，這主要是因為目前機器人已經(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)來做出相應的動作。他又補充，機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)可以更加有效的應用在更加復雜的應用中，這在以前是不可想象的。”

　　另外，機器人本身也越來越適用于包裝操作，SimonWheatley說，“機器人供應商開始察覺到包裝領域是一個非常有活力的市場，他們也開始花費大量的時間與精力來研發(fā)適合于這個市場的機器人設備，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器人。”

　　同時，機器人抓手的進展也使得機器人可以用于不易處理的產(chǎn)品包裝操作中。最近，機器人整合專家RTSFlexibleSystems開發(fā)了一臺機器人抓手，可以在不接觸烙餅的情況下將其進行轉(zhuǎn)移。此抓手置有一個機構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計了一個將視覺檢測、高速機器人與機器人抓手結合在一起的系統(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行操作。因此，RTS設計了這樣一個系統(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包裝機上。整個系統(tǒng)的關鍵是專利的抓手設計，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。

　　“我們見證了一個水產(chǎn)品生產(chǎn)商的90萬英鎊機器人自動化生產(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、機器人在下游工序的應用日趨成熟

　　一次與二次包裝之間的連接區(qū)域成為了近年來機器人應用的另一個亮點。盡管使用機器人將包裝好的產(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)使用這個技術會帶來很大的回報，”SimonWheatley說。“但是在一兩年前他們還認為此技術的應用成本是非常昂貴的。”當公司購買機器人應用于一次包裝與二次包裝設備之間的連接操作時，機器人的更大靈活是其考慮的首要目標。

　　ABB以其FlexPicker機器人開創(chuàng)了揀拾機器人的前鋒，其機器人事業(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。

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

　　展望未來，機器人的應用領域還會不斷的擴大。此外，視覺技術的進展也意味著機器人系統(tǒng)將會根據(jù)更加復雜與煩瑣的參數(shù)來確定動作。