机器人技术对于包装工程行业的重要影响研究

一、前言

根据2015 年5 月19 日国务院印发了《中国制造2025》规划, 指出机器人成为重点领域之一, 尤其围绕汽车制造、机械工程、电子信息、化工能源、轻工制造等工业机器人, 以及医疗健康、教育娱乐、包装工程等服务机器人应用需求, 积极研发新产品, 促进机器人技术发展, 扩大市场应用。随着我国工厂自动化和机器人技术的快速发展, 包装工程行业中应用机器人的范围越来越广。

二、机器人技术对于包装工程行业的发展

工业机器人技术是我国由制造大国向制造强国转变的主要手段和途径, 政府已对国产工业机器人提供众多政策与经济支持, 对智能机器人研究开发与应用给予大力支持, 目前已形成产品和自动化制造装备同步协调的新局面, 部分国产工业机器人已经与国外相当, 机器人立足开发和应用国产化趋势日趋明显。经过40 多年的努力, 我国现已实现特种机器人的跨越式发展, 推进了工业机器人产品的系列化及工程应用, 并成功将机器人技术应用于传统产业, 直接为国民经济服务, 增强了企业的市场竞争能力。随着机器人市场的迅速扩展和机器人技术的迅速成熟, 工业机器人产业迎来了前所未有的良好发展机遇, 原本以人为主导的生产模式, 逐渐向以工业机器人为主导的生产模式与应用模式转变。

三、机器人技术对于包装工程行业的应用

机器人在包装工程行业中主要用于码垛、拾取、装袋、装箱、灌装、输送、检测等包装环节, 机器人得到了越来越广泛的应用。

1、码垛机器人在包装工程行业中的应用

码垛机器人由机器人、来料物流线、托盘输送线、安全围栏及电气系统构成。由输垛系统被运送到指定位置, 产品通过来料物流线源源不断的输送至机器人工作站内, 系统检测到有产品进入搬运区域, 机器人自动运行, 将产品码放在托盘上。机器人将托盘中产品输送到来料物流线, 自动计算每个摆放的层数及位置, 托盘摆满后, 托盘输送线将托盘推出机器人系统, 等待转运。机器人将根据每条进料传送带上的信号, 灵活地处理摆放和码垛。

2、装袋机器人在包装工程行业中的应用

装袋机器人是一种智能化较高的机座固定回转式包装机器人, 由机械手完成包装袋的输送、开袋、充填、计量、缝袋和给出堆码。对装箱包装物品的抓取形式分为机械式和气吸式。装袋机器人旋转、移动到工作区域, 对包装件进行抓取或吸附, 因为机器人具有方向性和位置自动调节的功能, 可实现无箱托盘不卸货和方向调节, 最后送至指定位置上的包装箱或托盘中。装袋机器人主要应用于饮料、啤酒, 化妆品、香烟等产品的包装工程。

3、输送机器人在包装工程行业中的应用

输送机器人是利用动力和特殊的构件实现瓶体的输送, 将瓶桶中的包装瓶单件快速输出排列, 然后给予一个特定的力, 主要应用于包装工程中的塑料瓶输送。输送机器人改变了传统的输送模式, 利用空气动力学和特殊机械构件而实现其输送工作。在输送空间减小、输送速度加快的情况下, 机器人使瓶体准确地在空中经过抛物线路线到达充填工件, 完成输送工作。

4、装箱机器人在包装工程行业中的应用

装箱机器人是将无包装的产品或者小包装的产品半自动或者自动装入运输装箱机器人, 其工作原理是将产品按一定排列方式和定量装入箱中, 并把箱的开口部分闭合或封牢。按照机器人装箱机的要求, 它应具有纸箱成形、计量、装箱的功能, 有些还配有封口或者捆扎功能。目前在食用油、桶装水、饮料、矿泉水、汽车玻璃水以及其他桶装产品行业使用广泛。装箱机器人减少了桶的移位动作, 提高了装箱速度;去除了推桶机构和防倒桶机构, 缩小了体积, 降低了制造成本。

5、识别检测机器人在包装工程行业中的应用

这种识别检测机器人是一种智能化系统, 主要是利用颜色、形状等信息来识别环境目标。以机器人对颜色的识别为例:当摄像头获得彩色图像以后, 机器人上的嵌入计算机系统将模拟视频信号数字化, 将像素根据颜色分成两部分:感兴趣的像素和不感兴趣的像素。然后, 对这些感兴趣的像素进行RGB颜色分量的匹配。为了减少环境光强度的影响, 可把RGB颜色域空间转化到HIS颜色空间。识别检测机器人用了许多先进技术, 主要是识别与检测技术。

四、机器人技术在包装工程行业的应用特点

包装机器人技术的应用特点有应用范围广、生产灵活、操作方便、适用性强、自动化程度高、准确性好、高效率性、高可靠性、能耗低和占地面积少等特点。

五、机器人技术在包装工程行业的应用前景

我国制造业面临着与国际接轨、参与国际分工的巨大挑战, 机器人在包装工程领域市场竞争越来越激烈, 因此加快机器人技术研究开发、生产与应用显得尤为重要。在包装与装卸搬运中可以见到机器人技术, 伴随着各种智能机器人的不断涌现, 在运输配送、流通加工、仓储以及信息处理等物流作业过程中也会见到机器人技术。包装机器人的普及是实现自动化生产, 提高社会生产效率, 推动企业和社会生产力发展的有效手段。包装机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流, 国内包装机器人普及也是迟早的事情。为此包装机器人应运而生, 它的出现到带来了包装行业的飞速发展, 同时, 包装行业的发展也促进包装机器人的改进和发展。

摘要：机器人在包装工程行业中主要用于产品拾取、产品装箱、瓶桶灌装、托盘堆码垛等包装环节, 机器人得到了越来越广泛的应用。机器人在生产包装上的应用, 运用了创新驱动发展的创新链, 促进了其他相关行业快速发展的产业链, 从而带动了社会和经济效益双赢的资金链, 从而实现了“三链联动”。

关键词：机器人技术,包装,拾取,装箱,灌装,码垛