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(xiàn)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(guò)，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(gè)主要的包裝線(xiàn)上游工序中機(jī)器人可以大展伸手。第一個(gè)工序是使用機(jī)器人將加工過(guò)程的終端與一次包裝設(shè)備連接起來(lái)，例如一個(gè)自動(dòng)包裝機(jī)或是一個(gè)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(xiāo)售主管Simon Wheatley說(shuō)。另外一個(gè)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(shí)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(gè)工序傳統(tǒng)上一般都是通過(guò)手工來(lái)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(lái)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^(guò)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(lái)越多的應(yīng)用機(jī)器人來(lái)完成任務(wù)，Simon解釋說(shuō)，這主要是因?yàn)槟壳皺C(jī)器人已經(jīng)足夠智能來(lái)察覺(jué)“生產(chǎn)線(xiàn)上過(guò)來(lái)的產(chǎn)品”，并且基于很多的參數(shù)來(lái)做出相應(yīng)的動(dòng)作。他又補(bǔ)充，機(jī)器人性能的提高主要得益于視覺(jué)系統(tǒng)可靠性與處理能力的改善。“視覺(jué)系統(tǒng)主要是受到PC與PLC控制來(lái)完成工作的，隨著PC與PLC能力的提高、價(jià)格的降低，視覺(jué)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(lái)越適用于包裝操作，Simon Wheatley說(shuō)，“機(jī)器人供應(yīng)商開(kāi)始察覺(jué)到包裝領(lǐng)域是一個(gè)非常有活力的市場(chǎng)，他們也開(kāi)始花費(fèi)大量的時(shí)間與精力來(lái)研發(fā)適合于這個(gè)市場(chǎng)的機(jī)器人設(shè)備，而不是開(kāi)發(fā)那些自動(dòng)化程度很高但不適合包裝操作的機(jī)器人。”
同時(shí)，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(zhuān)家RTS Flexible Systems 開(kāi)發(fā)了一臺(tái)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(gè)機(jī)構(gòu)可以將空氣擠壓到一個(gè)特殊的暗室中，這樣就在抓手的中間部分產(chǎn)生了一個(gè)向上的牽引力，或稱(chēng)為“空氣環(huán)流”，借此將烙餅從傳送帶上提升起來(lái)。
RTS為另外一個(gè)薄餅制造商設(shè)計(jì)了一個(gè)將視覺(jué)檢測(cè)、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(wú)破損的情況下進(jìn)行操作。因此，RTS設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)系統(tǒng)，將從油炸鍋出來(lái)的薄餅揀拾，然后將其六個(gè)或八個(gè)一組的轉(zhuǎn)移到Multivac包裝機(jī)上。整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵是專(zhuān)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(guò)對(duì)人力的節(jié)省來(lái)衡量成本回報(bào)的，但是RTS的操作主管Dave Bradford說(shuō)，在過(guò)去的幾年中，機(jī)器人的使用所帶來(lái)的產(chǎn)值增加正在成為一個(gè)更令人感興趣、更具投資回報(bào)的亮點(diǎn)。“我們見(jiàn)證了一個(gè)水產(chǎn)品生產(chǎn)商的90萬(wàn)英鎊機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的安裝，促使其每年產(chǎn)值增加了75萬(wàn)英鎊。如果再考慮到人力的節(jié)省，這條生產(chǎn)線(xiàn)可以得到非常長(zhǎng)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(lái)機(jī)器人應(yīng)用的另一個(gè)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(lái)生產(chǎn)商對(duì)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(gè)技術(shù)會(huì)帶來(lái)很大的回報(bào)，” Simon Wheatley說(shuō)。“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(gòu)買(mǎi)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(shí)，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(kāi)創(chuàng)了揀拾機(jī)器人的前鋒，其機(jī)器人事業(yè)開(kāi)發(fā)經(jīng)理David Marshall說(shuō)，他看到了在很多情況下，F(xiàn)lexPicker用于自動(dòng)包裝與裝盒操作的連接處。的確，在Fox的Biscuits’ Kirkham工廠(chǎng)中，兩臺(tái)ABB IRB 340 FlexPicker機(jī)器人成為了一個(gè)合裝產(chǎn)品自動(dòng)給料系統(tǒng)的一部分。
該糖果制造商過(guò)去依賴(lài)人工將合裝的Rocky和Classic餅干轉(zhuǎn)移到自動(dòng)包裝機(jī)中。然而，在經(jīng)過(guò)了對(duì)手工操作的效益進(jìn)行了審查后，公司的管理層認(rèn)識(shí)到只有將生產(chǎn)進(jìn)行自動(dòng)化才能帶來(lái)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(duì)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(huì)上，ABB推出了新的第二代碼垛機(jī)器人，據(jù)稱(chēng)該機(jī)相比以前型號(hào)，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(gè)正在移動(dòng)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(lái)，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域還會(huì)不斷的擴(kuò)大。此外，視覺(jué)技術(shù)的進(jìn)展也意味著機(jī)器人系統(tǒng)將會(huì)根據(jù)更加復(fù)雜與煩瑣的參數(shù)來(lái)確定動(dòng)作。
