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机器人在物流领域都有哪些应用?
[2018-04-20]

机器人在物流领域都有哪些应用?


企业为了提高自动化程度和保证产品质量,通常需要高速物流线贯穿整个生产和包装过程。机器人技术在包装领域中应用广泛,特别是在食品、烟草和医药等行业的大多数生产线已实现了高度自动化,其包装和生产终端的码垛作业基本都实现了机器人化作业。机器人作业精度高、柔性好、效率高,克服了传统的机械式包装占地面积大、程序更改复杂、耗电量大的缺点;同时避免了采用人工包装造成的劳动量大、工时多、无法保证包装质量等问题。国外研发的机器人已经具备足够的智能来察觉生产线上的不易处理的各种产品,并且能够基于很多的参数来做出相应的抓放动作,工业发达国家的食品、医药行业的包装作业中机器人技术已得到广泛应用。然而,在我国的绝大多数企业中,这种带有高度重复性和智能性的抓放工作只能依靠大量的人工去完成,不仅给工厂增加了巨大的人工成本和管理成本,还难以保证包装的合格率,而且人工的介入很容易给食品、医药带来污染,影响产品的质量。



以码垛作业为例,目前欧洲、美国和日本的包装码垛机器人在码垛市场的占有率超过了90%,绝大多数包装码垛作业由机器人完成。码垛机器人能适应于纸箱、袋装、罐装、箱体、瓶装等各种形状的包装成品码垛作业。包装码垛机器人在我国物流行业中也已得到广泛应用,较典型的案例有蒙牛乳业、可口可乐、珠江啤酒等。他们借助机器人技术实现包装码垛作业的自动化,节约了成本,提高了物流效率和企业利润。但与发达国家相比,国内包装码垛机器人在研发、生产及应用方面都有很大差距。

码垛机器人主要有:直角坐标式机器人、关节式机器人和极坐标式机器人。主要从事如下几种堆码跺作业:

1、码垛作业:码垛作业是由码垛机器人将封箱机封装好的成品完成在托盘上的码垛作业。 一台封装箱机对应一台码垛机器人,装封箱机出来的成品可直接进行码垛,无需进行品牌识别,但机器人利用率低; 采用一台机器人码垛两种品牌的成品,同时对两种品牌的成品进行码垛作业,需要通过条码识别器辨认品牌后,机器人再把不同品牌的成品自动码垛到相应托盘上; 此外在品种多流量小的情况下,一台机器人还可完成多种品牌的码垛作业,关键是在机器人作业范围内布置多个托盘用来码垛。

2、成品拆码作业:成品拆码作业是将机器人码垛好的成品托盘,在发货时由机器人来拆码。 拆码的技术难度要大于码垛,主要原因是原码垛好的托盘由于成品箱变形以及在输送过程中的振动,使成品托盘变形,造成每一个拆码成品托盘都会偏离理想位置,这就要求机器人的适应范围要大。另外,由于拆码托盘是成品箱紧靠成品箱,机器人的手爪无法插入两箱之间,使夹持成品箱成为问题。解决的办法是采用真空吸盘吸拿成品箱,因此对于成品箱的质量(如表面光滑程度、气密性、箱子的强度等)要求就提高了。

3、拣选作业:拣选作业是由移动式机器人来进行品种拣选,如果品种多,形状各异,机器人需要带有图象识别系统和多功能机械手,机器人每到一种物品托盘就可根据图象识别系统“看到”的物品形状,采用与之相应的机械手抓取,然后放到搭配托盘上。

3、2 机器人技术在装卸搬运中的应用

装卸搬运是物流系统中最基本的功能要素之一,存在于货物运输、储存、包装、流通加工和配送等过程中,贯穿于物流作业的始末。当前,机器人技术越来越多的被应用于物流的装卸搬运作业,从而直接提高了物流系统的效率和效益。搬运机器人可安装不同的末端执行器来完成各种不同形状和状态的工件搬运工作,大大减轻了人类繁重的体力劳动,目前已被广泛应用到工厂内部工序间的搬运、制造系统和物流系统连续的运转以及国际化大型港口的集装箱自动搬运。搬运机器人的出现,不仅可以充分利用工作环境的空间,而且提高了物料的搬运能力,大大节约了装卸搬运过程中的作业时间,提高了装卸效率。部分发达国家已物流系统的物联网联网作业,智能运作,实现智慧物流。相信随着物联网技术发展和智能化技术的应用,一定会使AGV面临一个更广阔的发展。

3、3机器人在物流其他方面的应用

目前,世界各国都在致力于机器人的研发,新型机器人不断涌现,并在冷链物流、医药物流及仓储作业中开始应用。德国 KUKA公司专门为冷冻食品行业的物流开发了一款能在零下 30摄氏度环境下工作的机器人,开创了机器人技术在冷链物流中应用的先河。另外,在医药物流方面,由德国 ROWA公司研发的“机械手式自动化药房”是典型代表,这种自动化药房是由一个机械手进行药盒搬运,实现药品的进库与出库,并且能实现药盒的密集存储和数量管理。我国的自动化药房的研究还处在初级阶段,但为了适应中国医院的自动化药房的要求,实现药品的快速配送和高效率的管理,自动化药房的研究还要一直进行下去。一家名为Kiva system的公司仿照电脑内存随机存取的原理,开发出一种能加快处理网上订单的机器人应用系统,商品仓库被安排成像内存芯片一样,由纵横交错的独立式货架组成网格,这些网格使得机器人可在任意时间接触到仓库中的任何物品,一个客户下完订单后,机器人在一分钟之内就可将订单上的货物交给工人进行包装,如果一个订单内包含多种物品,机器人能尽可能快地为工人整理好以便工人进行包装,一旦货物包装完成,机器人能拿起这些箱子,将它们临时存放起来或交付给适当的送货车。虽然在冷链物流、医药物流及仓储作业中出现了机器人的应用案例,但目前由于该方面机器人技术尚未成熟,因此暂未形成规模。相信随着机器人技术的进步,新型的物流用机器人不断出现,未来机器人可以更好地替代人类,出现在物流的各个作业环节,为物流的快速发展做出贡献。

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