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机器人技术在包装线上的应用

                                                                      发布时间：2012-03-19

一、机器人在上游工序的应用日益增多

在装箱与码垛操作领域中，我们已经熟知了机器人所发挥的作用。但是直到现在，机器人在包装生产线的上游工序中所发挥的作用仍然是有限的，这主要是受到机器人的成本与技术复杂程度等影响。不过，所有的迹象都表明，这种情况正在发生迅速的改变。

例如，包装机械供应商Bradman Lake 发现目前在两个主要的包装线上游工序中机器人可以大展伸手。第一个工序是使用机器人将加工过程的终端与一次包装设备连接起来，例如一个自动包装机或是一个装盒机。“我们认为，生产企业可以使用机器人将产品从皮带上取下，然后放入包装设备的进料处，” Bradman Lake集团的销售主管Simon Wheatley说。另外一个工序是使用机器人将一次包装后的产品转移到二次包装设备中。此时也需要将装盒机的进料部位与机器人合适地安放在一起。

以上两个工序传统上一般都是通过手工来完成的，正如Simon Wheatley指出的：“人们非常善于处理随机情况，因为他们具有独特的能力观察到他们面前的事物，以及如何来处理这些事物。而机器人在此方面有所欠缺，因为其以往都是通过程序控制应该去哪里，应该拣拾什么，应该把拣拾的东西放置在哪里等等。”

然而，以上领域中正在越来越多的应用机器人来完成任务，Simon解释说，这主要是因为目前机器人已经足够智能来察觉“生产线上过来的产品”，并且基于很多的参数来做出相应的动作。他又补充，机器人能的提高主要得益于视觉系统可靠与处理能力的改善。“视觉系统主要是受到PC与PLC控制来完成工作的，随着PC与PLC能力的提高、价格的降低，视觉系统可以更加有效的应用在更加复杂的应用中，这在以前是不可想象的。”

另外，机器人本身也越来越适用于包装操作，Simon Wheatley说，“机器人供应商开始察觉到包装领域是一个非常有活力的市场，他们也开始花费大量的时间与精力来研发适合于这个市场的机器人设备，而不是开发那些自动化程度很高但不适合包装操作的机器人。”

同时，机器人抓手的进展也使得机器人可以用于不易处理的产品包装操作中。最近，机器人整合专家RTS Flexible Systems 开发了一台机器人抓手，可以在不接触烙饼的情况下将其进行转移。此抓手置有一个机构可以将空气挤压到一个特殊的暗室中，这样就在抓手的中间部分产生了一个向上的牵引力，或称为“空气环流”，借此将烙饼从传送带上提升起来。
 RTS为另外一个薄饼制造商设计了一个将视觉检测、高速机器人与机器人抓手结合在一起的系统。不规则的尺寸与形状以及易破碎的特使得薄饼很难在无破损的情况下进行操作。因此，RTS设计了这样一个系统，将从油炸锅出来的薄饼拣拾，然后将其六个或八个一组的转移到Multivac包装机上。整个系统的关键是专利的抓手设计，此抓手在不接触到薄饼的前提下将其吸入到抓手的暗箱中。

尽管机器人的使用传统上是通过对人力的节省来衡量成本回报的，但是RTS的操作主管Dave Bradford说，在过去的几年中，机器人的使用所带来的产值增加正在成为一个更令人感兴趣、更具投资回报的亮点。“我们见证了一个水产品生产商的90万英镑机器人自动化生产线的安装，促使其每年产值增加了75万英镑。如果再考虑到人力的节省，这条生产线可以得到非常长期的投资回报。”

二、机器人在下游工序的应用日趋成熟

一次与二次包装之间的连接区域成为了近年来机器人应用的另一个亮点。尽管使用机器人将包装好的产品装入到纸盒中，这一操作本身已经不再新颖了，但是近年来生产商对于此技术的接受程度却发生了很大的变化。“现在，又有很多公司发现使用这个技术会带来很大的回报，” Simon Wheatley说。“但是在一两年前他们还认为此技术的应用成本是非常昂贵的。”当公司购买机器人应用于一次包装与二次包装设备之间的连接操作时，机器人的更大灵活是其考虑的首要目标。

ABB以其FlexPicker机器人开创了拣拾机器人的前锋，其机器人事业开发经理David Marshall说，他看到了在很多情况下，FlexPicker用于自动包装与装盒操作的连接处。的确，在Fox的Biscuits' Kirkham工厂中，两台ABB IRB 340 FlexPicker机器人成为了一个合装产品自动给料系统的一部分。

虽然机器人在装箱与码垛领域的应用已经很成熟了，但对于机器人不断增加的技术改进仍然在继续。例如，在InterPACk展会上，ABB推出了新的第二代码垛机器人，据称该机相比以前型号，它的操作区域更大、速度更快。该IRB 660码垛机器人可以操作到3.15米远的产品，有效负载为250千克。机器人的四轴设计意味着其可以跟踪一个正在移动的传送机，因此在需停机的情况下就可以完成箱子的码垛工作。

展望未来，机器人的应用领域还会不断的扩大。此外，视觉技术的进展也意味着机器人系统将会根据更加复杂与烦琐的参数来确定动作。