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输送设备/机器人 |
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实现机器人技术和内部物流的匹配 |
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作者：Pradeep Shoran 来源：Modern Food Processing杂志 |
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几乎每个人都见过（如果不是在现实中，至少也是在电视上）执行不同任务的工业机器人。机器人通常用来完成繁重或者要求优异质量产品的任务。本文关注机器人在食品、饮料生产和配送中的应用。
机器人通常用于具有连续重复运动序列、极其单调的任务中，或者必须搬运重型负载的场合。严苛的工作环境如深度冷冻温度或高质量要求也会离不开机器人。使用机器人可能有100条不错的理由，但在大多数情况下，经济考量才是购买机器人的决定性因素。
当站在机器人的角度来观察内部物流时，你可以区分两类不同的市场，也就是生产线上的机器人应用以及在产品配送中的机器人技术，它们具有完全不同的技术挑战。
生产线上的机器人技术
在食品与饮料行业，大多数生产线都实现了高度自动化。因此，机器人已在食品与饮料行业应用多年。让我们来看看机器人在这一消费品行业不同的应用，显然大多数机器人被用来完成包装或生产线终端的码垛任务。上述应用领域以搬运有限数量的不同产品为特点。这意味着机械手末端工具（夹具）可特别为专门的任务而设计。速度以及吞吐量因而成为主要问题。
机器人控制器和一些其他主要的部件在市场可以买到。机器人集成商提供了为客户特定的解决方案，其中通常包括单元布置、夹具设计或修改，连接更高水平可编程序逻辑控制器（PLC）的通讯接口以及整个机器人单元的安装与调试。
调试通常要涉及所谓的机器人示教。这是最简单的机器人路径编程方法。在许多情况中，这些应用经过严格标准化和技术优化，以致甚至可成功应用于单班作业。机器人价格下跌，加上性能不断提高，都推动了机器人的应用。
机器人在配送中的应用
机器人技术在配送中心的主要潜能在于拣选，实际上这是一个组合过程，包括从大量不同的货盘（多达数千种）上卸垛，最终按照商店或超市的订单将混合的货物堆垛。
显然，这要求采用特殊的夹具和传感器技术、码垛堆集算法和有效的内部物流概念。由于包装类型和尺寸多种多样，机器人再不能只要进行简单编程即可。相反，这受到传感器技术或码垛堆集算法的控制，后者不断计算目标托盘上不同的卸货位置。然而，高的可利用性应该被列为最优先考虑的事项。
如果有人考虑在拣选通道上进行人工拣选，那么他不得不承认，通常来说机器人技术和自动化技术仍然远不及拣选叉车所具有的传感和夹取能力。因此，试图复制这种人工过程没有意义，而是应该关注工业机器人的特殊能力，实质上也就意味着关注可行性。基于这一背景，市场趋向于在离线码垛堆集算法的基础上分成分层卸垛和单拣选混合码垛堆集。 
机器人技术在配送中心的主要潜能在于拣选，包括从大量不同的货盘上卸垛，
最终按照商店或超市的订单将混合的货物堆垛。
分层卸垛
数千种不同的产品会有许多各式各样的包装类型以及多种尺寸和重量。这种多样性在处理时比较复杂，效率也不高。然而，如果你将这些产品看成一层，那么就会发现它们都有类似的层尺寸（取决于托盘尺寸）、平的顶表面和底表面。整层拣选比单箱拣选更为可行。常规的分层卸垛夹持器依靠真空和夹紧力工作。在过去的几年中，许多带有摩擦辊，基于卷起（roll-up）机理的新型分层卸垛夹持器纷纷得到成功开发和应用。
混合码垛堆集
混合托盘货物码垛堆集算法的所有发展都显示，只有对整个托盘货物进行离线计算才能提供必需的货物密度和稳定性，尤其是在配送周转速度较慢的食品时。不幸的是，这要求在码垛堆积过程中对包装箱进行精确排序。离线算法直接与仓库管理系统相连，并且在实际拣选过程开始之前分析整个商店或超市的订单。在这种机器人单拣选应用中，视单元布置而定，吞吐量可高达1000箱/小时。
在配送饮料时，可能会牵涉其他码垛堆原则，如因含有各色产品而得名的彩虹托盘（rainbow pallet）的高速层成形，或多层码垛堆集。但上述原则也要求一定的堆垛顺序。然而，这对仓储物流的总承包商来说意味着什么呢？通常，一份商店或超市订单（包括周转速度较慢的产品、B产品和C产品）的主要部分都是单个包装箱订购而非整层订购形式。
在完成分层卸垛之后，每层的剩余部分必须缓存。另一方面，混合码垛堆集要求对即将堆垛的包装箱预先计算顺序。在这两类基本的机器人应用之间，为了体现全自动仓储概念，缓存和排序系统必不可少。这一缓存和排序模块可以是基于输送机技术的料盒式自动仓库系统（ASRS）或者按序释放模块。
结论
食品与饮料的生产实现了高度自动化，机器人已经成功应用多年。同样，食品与饮料的配送要求采用在一定程度上适合机器人技术的内部物流概念。然而，这些概念的最终成功在很大程度上要取决于仓库管理员（终端客户），总承包商和机器人解决方案提供商之间的密切合作。
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(7/9/2010) |
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