整理、分選、碼垛、包裝這些在內(nèi)部物流操作中既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力的復(fù)雜工藝流程，現(xiàn)在，在成本可行的條件下，越來(lái)越多的廠商開(kāi)始使用機(jī)器人來(lái)完成這些工作。目前，這種趨勢(shì)有了進(jìn)一步發(fā)展，因?yàn)楦鶕?jù)機(jī)器人制造廠商報(bào)告，市場(chǎng)對(duì)機(jī)器人的需求越來(lái)越大。

在內(nèi)部物流的操作方面，一些工業(yè)部門(mén)，特別是食品工業(yè)和飲料工業(yè)，以及一般性的消費(fèi)品工業(yè)都傾向于使用工業(yè)機(jī)器人，這些部門(mén)的機(jī)器人使用率每年增長(zhǎng)約15％。而對(duì)不同制造廠商所要求的機(jī)器人的功能各不相同。

ABB機(jī)器人分公司消費(fèi)工業(yè)部經(jīng)理Frank-Peter Kirgis說(shuō)：“ABB公司提供的機(jī)器人所服務(wù)的應(yīng)用領(lǐng)域是“包裝、碼垛和整理”。Rober 工業(yè)機(jī)器人公司的總經(jīng)理Hans Gerd Severin博士表示，通常大家對(duì)“整理”這個(gè)概念往往理解得太狹窄，他補(bǔ)充說(shuō)：“我們的用戶使用我們的龍門(mén)式機(jī)器人進(jìn)行多種多樣的操作，即用于“緩沖、壓實(shí)、倉(cāng)儲(chǔ)、分選和備貨。”

至于各個(gè)不同行業(yè)的用戶的需求，de Man、Fanuc和Reis公司有著類似的經(jīng)驗(yàn)。de Man工業(yè)自動(dòng)化公司總經(jīng)理Sebastian de Man說(shuō)：“由于良好的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，各個(gè)部門(mén)的需要都在增長(zhǎng)。重點(diǎn)是食品工業(yè)和非食品工業(yè)。”Fanuc機(jī)器人德國(guó)公司總經(jīng)理Gerald Mies說(shuō)：“我們?cè)凇畽C(jī)器操作’、‘焊接’和‘裝卸搬運(yùn)’等方面的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)非常迅速。”

分類整理對(duì)于機(jī)器人來(lái)說(shuō)不再成為問(wèn)題。圖為Fanuc公司的機(jī)器人在
Krones公司為飲料工業(yè)提供的分類整理設(shè)備上的應(yīng)用
食品工業(yè)的密友

在全自動(dòng)化的夾持、整理和包裝操作方面，機(jī)器人顯然是“食品工業(yè)的密友”。一系列的實(shí)際應(yīng)用案例可以說(shuō)明這一點(diǎn)。例如ABB自動(dòng)化公司的機(jī)器人用來(lái)進(jìn)行各種產(chǎn)品的輸送搬運(yùn)操作，如食品、飲料、藥品、化妝品、護(hù)膚品、甜品和冷凍食品等。通常進(jìn)行的操作包括各種尺寸的紙板箱、木箱和板條箱以及各種包裝袋和瓶子的取放搬運(yùn)操作、一次和二次包裝操作及碼垛操作等。

機(jī)器人也可以有效地完成非常棘手的任務(wù)。圖為成套的分選和整理裝置，
每小時(shí)可以對(duì)950個(gè)11瓶裝的箱子進(jìn)行分選和改換包裝
以機(jī)器人為基礎(chǔ)的自動(dòng)化的前提是機(jī)器人、夾持器、控制軟件、傳感器以及輸送系統(tǒng)和其他輔助設(shè)施之間的有效和成功的配合及協(xié)調(diào)。對(duì)機(jī)器人使用的正確規(guī)劃可以簡(jiǎn)化包裝生產(chǎn)線，使裝置更加靈活和緊湊。加工過(guò)程一體化機(jī)器人可以減少停工時(shí)間，降低廢品率以及保證產(chǎn)品的穩(wěn)定的高質(zhì)量。

包裝專家Econopak公司為澳大利亞的一家冷凍魚(yú)類產(chǎn)品和其他食品的生產(chǎn)加工廠提供的裝置就是各個(gè)設(shè)備和系統(tǒng)有效協(xié)調(diào)配合的實(shí)例。這套裝置取代了一條老的包裝線，因?yàn)檫@條包裝線不再能夠滿足對(duì)冷凍產(chǎn)品的日益增長(zhǎng)的需求。因此客戶委托Econopak公司設(shè)計(jì)一套效率更高的裝置。

這套裝置包括總共12臺(tái)ABB公司的IRB 340型Flex-Picker機(jī)器人，有兩條包裝線，每條線6個(gè)IRB 340型機(jī)器人。ABB公司對(duì)現(xiàn)有的不同制造年份的8臺(tái)IRB 340機(jī)器人在技術(shù)上和軟件上進(jìn)行了改造，使其達(dá)到最新的水平。這是為了取放0.1~2kg質(zhì)量的物品而設(shè)計(jì)的機(jī)器人，根據(jù)具體物品的質(zhì)量和夾持時(shí)間，每分鐘最多可以揀取180件物品并將其再放下。它將物品從上方揀取，將其包裝在托盤(pán)、紙板箱或塑料箱中，以使物品在傳送帶上的位置固定，或者以松散和隨機(jī)的順序和狀態(tài)進(jìn)行輸送。

這套包裝裝置除了包裝冷凍的魚(yú)產(chǎn)品之外，還包裝油炸的禽類產(chǎn)品和壓縮蔬菜塊以及烤土豆等。這套結(jié)構(gòu)緊湊的包裝線占地面積只有32m×22m。兩條包裝線中的每一條都配備Econopak公司生產(chǎn)的紙箱包裝機(jī)，用來(lái)供應(yīng)所需要的大包裝紙箱。12臺(tái)Flex-Picker機(jī)器人主要進(jìn)行產(chǎn)品的取放搬運(yùn)，而在包裝裝置的末端有一臺(tái)搬運(yùn)能力為160kg、操作半徑為2.9m的IRB 640型碼垛機(jī)器人進(jìn)行碼垛操作。

Fanuc公司最新制造的M-430 iA型機(jī)器人是一臺(tái)“精密的機(jī)動(dòng)裝置”，它是專門(mén)為制藥工業(yè)和食品工業(yè)而研制，可以供應(yīng)5軸和6軸兩種型號(hào)。這種機(jī)器人具有“雙驅(qū)動(dòng)串聯(lián)轉(zhuǎn)矩控制”（Dual Drive Tandem Torque Control）系統(tǒng)，可以達(dá)到很高的加速度，并具有很高的周期操作效率，每分鐘可以持續(xù)地進(jìn)行120次取放操作，雙臂系統(tǒng)的機(jī)器人每分鐘甚至可以進(jìn)行200次操作。一體化的視頻系統(tǒng)以及圖像處理/軟件和“視頻跟蹤”功能相結(jié)合可以使食品工業(yè)和制藥工業(yè)的物流操作實(shí)現(xiàn)既好又快的要求。如果要對(duì)較大質(zhì)量的貨品進(jìn)行處理的話，就最好使用40kg級(jí)的M－420iA型機(jī)器人。

Reis公司的承載負(fù)荷為40~150kg的5軸機(jī)器人RP40、RP80和RP150型是為了中等和重負(fù)載范圍的取放搬運(yùn)操作而設(shè)計(jì)的。這種操作半徑可達(dá)3.20m的碼垛機(jī)器人是按照成熟的“模塊式標(biāo)準(zhǔn)組件”的原理設(shè)計(jì)的，具有最佳的5軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。和Reis公司的所有機(jī)器人一樣，RP系列機(jī)器人也采用Robotstar V-PCX機(jī)器人控制系統(tǒng)，它可以以PT-同步、CP-線性、CP-圓周和仿樣插補(bǔ)的操作方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。Rob-Assist軟件功能可以給用戶提供一個(gè)應(yīng)用編程和操作表面，使其可以通過(guò)單值的象形圖來(lái)選擇最重要的命令。

Multi-Pack軟件模塊可以作為在裝載同類包裝物品時(shí)對(duì)托盤(pán)和其他貨物載體的空間利用進(jìn)行優(yōu)化的工具。這種程序可以將產(chǎn)生的對(duì)托盤(pán)的描述以包裝物品坐標(biāo)列表的形式生成一個(gè)文件，這個(gè)文件并轉(zhuǎn)換成一種控制系統(tǒng)可讀取的格式。然后，使用Rob-Assist軟件可以將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為碼垛操作的運(yùn)動(dòng)。

Beumer公司為比利時(shí)Engis的Knauf Gips公司石膏廠提供了一套主要包括4臺(tái)Robotpak型龍門(mén)架式機(jī)器人和一臺(tái)拉伸薄膜包裝設(shè)備的高效能碼垛裝置。使用這套裝置可以將25kg的包裝袋分成5個(gè)一組，10~12.5kg的包裝袋分成8個(gè)一組碼放在托盤(pán)上，每個(gè)歐洲托盤(pán)根據(jù)袋子重量不同碼放8～10層。碼垛效率為每小時(shí)最多可達(dá)120個(gè)托盤(pán)。

De Man公司為食品生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)了一臺(tái)復(fù)雜的用于分類紙箱和陳列紙箱的分選機(jī)，機(jī)器由3部分組成。第一部分使用工業(yè)機(jī)器人和一個(gè)非常靈活的裝配工作臺(tái)進(jìn)行許多折疊操作，把陳列紙箱豎起來(lái)，第二部分對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分選，把不同的產(chǎn)品分類，分選能力達(dá)到每小時(shí)4500個(gè)，用另一個(gè)機(jī)器人將產(chǎn)品裝入剛剛豎起來(lái)的紙箱中。第三部分和第一部分相似，用紙箱紙板做成箱蓋，然后把分類紙箱封裝上。

碼垛、卸垛和分類整理是應(yīng)用機(jī)器人的最主要的操作領(lǐng)域。