包裝行業不斷追求自動化和智能化,早期以人工為主的包裝工序顯然存在著效率和效益等多重問題,隨著機器人在包裝行業的滲透,從揀選、包裝到碼垛和搬運等多個環節都有了一定的自動化率。目前,機器人在食品、飲料、日用品及化工行業包裝環節都有較多應用案例,從前段包裝到后段包裝,自動化生產線必將是未來探索的新模式,不少企業已經在這一領域有所動作。
1、揀選
揀選作業是由機器人來進行品種揀選,如果品種多,形狀各異,機器人需要帶有圖象識別系統和多功能機械手,機器人每到一種物品托盤就可根據圖象識別系統“看到”的物品形狀,采用與之相應的機械手抓取,然后放到搭配托盤上。
目前抓取分揀機器人在包裝行業應用不是很多,有部分企業在嘗試和研發生產中。未來,空無一人的倉庫,一臺臺機器人將貨架送到包裝臺,通過準確識別貨物,分揀出需要的商品,打包后放在傳輸帶上。這不是科幻電影,而是未來智能化的包裝分揀現場。
2、包裝
在包裝行業,分揀的動作一般以效率為第一要求,而難度系數同樣較大的則是包裝,要把零散的物品準確放置在包裝袋或者包裝箱內,這不僅考驗機器人的靈活性和準確度,而且要求機器人具備視覺和可計算的功能。
產品包裝一般有多種形式,根據物件的形狀、材質、重量以及對潔凈度的要求,包裝程序較為復雜。比如集合包裝裝箱:一次將多個包裝件進行一次裝箱。粉料大袋的袋裝:一次性將粉料裝入特定軟袋中。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。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。易脆物品的包裝:一次性將成組的瓶裝產品進行裝箱。有害液體的包裝化學和農藥等對人體有害液體的灌裝。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。
3、碼垛
隨著技術的進步和市場的需要,近年來,機器人碼垛取代傳統機械碼垛已是發展趨勢。并且由于國內企業的努力,國外碼垛機器人在我國市場一統天下的局面已經打破。碼垛機器人主要用于石油化工、飼料化肥、醫藥、建材(水泥)等行業,可以 減輕工人勞動強度, 特別是用于高危企業,確保安全生產。
機器人碼垛機是一種仿真人操作、自動操作、重復編程、在三維空間完成規定作業的設備,包括抓起和放置系統,能從一個或多個地點抓起一個或多個面袋,然后將它們放置到預先設置好的貨盤上。碼垛機器人具有很強的操作靈活性,一般位于生產線的后端,用來處理生產線上的物料,替代人工搬運碼垛,不僅大大提高生產效率和產量,同時也節省了費用。
4、搬運
搬運就是將包裝好的產品運輸到制定位置,通常這個位置離包裝地點有一定距離,因此移動搬運機器人成為運輸的好幫手。
AGV機器人是一種柔性化和智能化物流搬運機器人,在國外從50年代在倉儲業開始使用,目前已經在制造業、港口、碼頭等領域得到普遍應用,在國內逐漸也有部分企業重視并應用AGV來完成一些簡單的搬運任務。
AGV機器人在我國汽車、煙草、印鈔、新聞紙等行業已有大規模應用。其中,汽車制造業(主要是零部件制造)使用AGV機器人的占比最高,約占43%;其次是電力行業,應用占比13%;柴油發動機、煙草、乳品和飲料行業的應用分別占AGV總量的9%、6%和6%左右。
通常,搬運作為包裝的最后一個環節,主要連接成品和出貨的環節,因此,搬運機器人的具有靈活性的特點。對于包裝完成后的產品,搬運機器人完成了最后一公里的工作。
通常在處理特殊工件的時候會在機械人上安裝磁力夾具,來完成搬運或者上下料等工作,特別是在汽車制造業等企業中用到的機械人焊接夾具非常多,強力磁性焊接夾具直接吸附工件進行搬運,不損害工件,不會掉落等優勢,被企業廣泛采用。