解放雙手，因我而變
——智能機(jī)器人在自動(dòng)化包裝領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)

■ 文/曾慶龍

解放雙手，因我而變
——智能機(jī)器人在自動(dòng)化包裝領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)

■ 文/曾慶龍

機(jī)器人應(yīng)用在中國的市場分布

讓我們先來看一下制造業(yè)的發(fā)展過程，18世紀(jì)發(fā)起的第一次工業(yè)革命，以蒸汽機(jī)為標(biāo)志開創(chuàng)了以機(jī)器代替手工工具的時(shí)代；第二次工業(yè)革命起于19世紀(jì)，主要標(biāo)志是電力的廣泛應(yīng)用（即電氣時(shí)代）；第三次工業(yè)革命發(fā)生于20世紀(jì)，以微電子技術(shù)的發(fā)展和普遍應(yīng)用為標(biāo)志，涉及信息技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)、空間技術(shù)和海洋技術(shù)等諸多領(lǐng)域的一場信息控制技術(shù)革命；現(xiàn)在我們已進(jìn)入到第四次工業(yè)革命，它是一個(gè)大數(shù)據(jù)、智能化的時(shí)代，其顯著的特點(diǎn)是生產(chǎn)制造自動(dòng)化、流程管理數(shù)字化、企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)化、智能制造云端化。

因此，機(jī)器人的應(yīng)用將更廣泛、更深入，在制造領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，過去的十年人均工資上漲15%，工業(yè)機(jī)器人的均價(jià)則每年下降4%，工業(yè)機(jī)器人投入成本的回籠時(shí)間越來越短，在2010年回籠時(shí)間為6年，預(yù)計(jì)到2015年回籠時(shí)間只需2.4年左右，人口紅利的消失以及就業(yè)觀的改變給自動(dòng)化機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，截止到2013年世界各國工業(yè)機(jī)器人密度如圖1所示。

從中不難看出我國與世界水平的差距，同時(shí)也蘊(yùn)涵了巨大的商機(jī)，2013年我國的機(jī)器人銷售達(dá)到了36860臺(tái)，占全球總量的22%，已超過日本成為世界第一，2014年估計(jì)可達(dá)45000臺(tái)，增長率約為22%。按機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的分布來看，搬運(yùn)與上下料占比58%，涂層與膠封占比17%，焊接和釬焊占比9%，裝配和拆卸占比9%，潔凈室占比3%，加工和其他各占3%，因此機(jī)器人在我國的應(yīng)用中搬運(yùn)與上下料是最大的一塊，而在搬運(yùn)與上下料的應(yīng)用中包裝行業(yè)的應(yīng)用位列第三，占比達(dá)到12%，縱觀上述機(jī)器人應(yīng)用市場的特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人在中國的發(fā)展已勢不可擋，包裝行業(yè)機(jī)器人應(yīng)用有著巨大的市場潛力。

機(jī)器人是制造業(yè)皇冠頂上的明珠，是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的自動(dòng)化裝備，大力發(fā)展并推廣應(yīng)用機(jī)器人是“四新”經(jīng)濟(jì)的需要，也是應(yīng)對人口紅利減弱、優(yōu)化人口產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的需要，上海市制定了加快發(fā)展和應(yīng)用機(jī)器人促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型提質(zhì)增效的實(shí)施意見，我們處于這一歷史發(fā)展當(dāng)口，要以應(yīng)用需求為導(dǎo)向，推進(jìn)系統(tǒng)集成等全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的模式，使我們的整體實(shí)力進(jìn)入世界一流陣營。

智能機(jī)器人在自動(dòng)化包裝的應(yīng)用

包裝所要關(guān)注的幾大要點(diǎn)是：功能性、防護(hù)性、流通性、成本、環(huán)保和吸引力，它的市場趨勢呈現(xiàn)了產(chǎn)能不斷地增加；大的零售商不斷地要求降低成本；熟練的、廉價(jià)的工人短缺；生產(chǎn)的批量在減少；國際品牌的競爭；更新鮮的食品需要更短的上市時(shí)間；更高的質(zhì)量和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；更多的自動(dòng)化立體倉庫和物流中心正在興起。針對市場的特點(diǎn)我們所要提供的解決方案只能是低成本、更嚴(yán)格的衛(wèi)生要求、極度的柔性、更高的產(chǎn)能VS更高的安全性和更快的響應(yīng)時(shí)間。

機(jī)器人在包裝領(lǐng)域的主要應(yīng)用在于“快速拾取技術(shù)”、“裝箱技術(shù)”和“碼垛技術(shù)”。在這三個(gè)應(yīng)用方面星派自動(dòng)化科技有限公司都能提供多款不同的產(chǎn)品來滿足客戶的需要：

圖1

圖2 米包碼垛

圖3 周轉(zhuǎn)筐卸垛

圖4 電子產(chǎn)品箱碼垛

圖5 袋裝食品碼垛

如碼垛技術(shù)方面的“機(jī)器人碼垛包（袋）生產(chǎn)線”是針對包（袋）類物品而開發(fā)的產(chǎn)品，突破了流動(dòng)性物料碼垛不整齊的技術(shù)瓶頸，具有高同步高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，適用于糧食、食品、化工、建材等行業(yè)；紙箱包裝生產(chǎn)線是針對多規(guī)格紙箱碼垛而設(shè)計(jì)的，特點(diǎn)一“智能型自適應(yīng)技術(shù)，即對于不同的紙箱規(guī)格，能夠自動(dòng)識(shí)別且無需調(diào)整就能即刻抓取進(jìn)行“四進(jìn)四出”的碼垛；特點(diǎn)二采用空間五維定位的方式，無須對被抓紙箱施加過大的夾持力就能抓取物品，最大限度地減少了被抓物的受力變形；特點(diǎn)三多紙箱一次抓取；另外還有筐件碼垛和卸垛產(chǎn)品等包含了不同載體的碼垛技術(shù)。具體應(yīng)用如圖2、圖3、圖4、圖5所示。

圖6 冷凍食品軟袋裝箱

圖8 巧克力拾取

圖7 隔板裝箱

圖9 粉絲團(tuán)拾取

圖10 火腿拾取

裝箱技術(shù)方面的產(chǎn)品涵蓋了瓶、罐、桶、袋、盒、碗狀包裝和一些異形包裝產(chǎn)品等，對于不同的產(chǎn)品特點(diǎn)可采用不同的抓取技術(shù)，例如機(jī)械式、吸盤式、氣囊式、帶導(dǎo)向具防護(hù)功能型、安全型、夾緊型、抱箍型等等。具體應(yīng)用如圖6、圖7所示。

快速拾取技術(shù)方面主要是體現(xiàn)在蜘蛛機(jī)器人在包裝行業(yè)的應(yīng)用，我們都有成熟產(chǎn)品，例如碗狀方便粉絲的包裝，即自動(dòng)完成粉絲團(tuán)的裝碗、投放料包、餐叉、封蓋等相應(yīng)的生產(chǎn)包裝過程。具體應(yīng)用如圖8、圖9、圖10、圖11所示。

上海星派自動(dòng)化科技有限公司正以超前的影響力和品牌領(lǐng)導(dǎo)力將我們的產(chǎn)品成功應(yīng)用于糧油、食品、飲料、日化、電子、通訊、醫(yī)藥、照明、建材、五金、汽車配件等眾多行業(yè)中的自動(dòng)化包裝。以國際化、智能化、個(gè)性化的量身定制服務(wù)，切實(shí)幫助每一位用戶實(shí)現(xiàn)了以“節(jié)能、增效、安全”為目的的自動(dòng)化包裝技術(shù)水平的提升。國內(nèi)外用戶數(shù)量和范圍在迅速、持續(xù)地增長和擴(kuò)大；產(chǎn)品已應(yīng)用于中糧米業(yè)、通用磨坊、金龍魚、上海印鈔廠、可口可樂、聯(lián)合利華、LG電子、雷允上、信誼藥業(yè)、匯源果汁、皇明太陽能等數(shù)十家知名企業(yè)和上百家中小企業(yè)，并獲得了用戶的廣泛好評(píng)，實(shí)現(xiàn)著“快樂、成長、收獲、責(zé)任”的價(jià)值觀。

我國正處于新的科技革命、產(chǎn)業(yè)變革和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的交匯點(diǎn)，我們將抓住機(jī)會(huì)、迎接挑戰(zhàn)，不僅要掌握核心技術(shù)，并且要為客戶創(chuàng)造更高的價(jià)值，迎接工業(yè)4.0時(shí)代的到來，從“中國制造”到“中國制造”，最終到達(dá)“中國創(chuàng)造”的境界，以“解放雙手、因我而變”為使命，實(shí)現(xiàn)打造中國自動(dòng)化包裝系統(tǒng)第一品牌的理想。

（ 本文由上海星派自動(dòng)化科技有限公司標(biāo)準(zhǔn)化辦公室根據(jù)曾慶龍演講整理）

圖11 碗裝食品包裝

上海星派自動(dòng)化科技有限公司簡 介

上海星派自動(dòng)化科技有限公司是專業(yè)從事自動(dòng)化包裝專機(jī)及流水線的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的專業(yè)智能機(jī)器人包裝系統(tǒng)集成商和自動(dòng)化包裝解決方案的提供商，公司隸屬于星派克集團(tuán)。主要產(chǎn)品有：各類開箱機(jī)、裝箱機(jī)、封箱機(jī)、裹包機(jī)、碼垛機(jī)等，以及成套的包裝流水線系統(tǒng)集成。

公司已通過ISO9001：2008質(zhì)量管理體系認(rèn)證和歐盟CE認(rèn)證；是“中國科技自動(dòng)化聯(lián)盟”的成員；擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)：已授權(quán)專利22項(xiàng)，著作權(quán)1項(xiàng)，已受理專利8項(xiàng)，其中涉及機(jī)器人抓手的專利共12項(xiàng)；為中糧集團(tuán)提供的“機(jī)器人碼垛包（袋）生產(chǎn)線”被認(rèn)定為“高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目”和“創(chuàng)新基金”立項(xiàng)項(xiàng)目；是ABB機(jī)器人公司的戰(zhàn)略合作伙伴，2014年被ABB公司授予至誠合作獎(jiǎng)。所涉足的行業(yè)有：糧油、食品、飲料、日化、電子、通訊、醫(yī)藥、照明、建材、五金、汽車配件等，用戶遍布二十幾個(gè)省、市、自治區(qū)，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷澳大利亞、俄羅斯、巴西、印尼、朝鮮等十幾個(gè)國家，主要客戶有：中糧米業(yè)、通用磨坊、金龍魚、可口可樂、聯(lián)合利華、LG電子、雷允上、信誼藥業(yè)、皇明太陽能等數(shù)十家知名企業(yè)和上百家中小企業(yè)。

公司使命：解放雙手，因我而變。公司理念：科技領(lǐng)先，包裝無限。公司方針：以質(zhì)為根，以人為本。公司價(jià)值觀：快樂、成長、收獲、責(zé)任。公司愿景：打造中國自動(dòng)化包裝系統(tǒng)第一品牌。