物流機(jī)器人自動(dòng)化

機(jī)器人技術(shù)在物流業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀  在物流產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的今天，機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用程度已經(jīng)成為決定企業(yè)間相互競(jìng)爭(zhēng)和未來發(fā)展的重要衡量因素。目前，機(jī)器人技術(shù)在物流中的應(yīng)用主要集中在包裝碼垛、裝卸搬運(yùn)兩個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)，隨著新型機(jī)器人技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，其他物流領(lǐng)域也出現(xiàn)了機(jī)器人的應(yīng)用案例。

機(jī)器人技術(shù)在包裝碼垛作業(yè)中的應(yīng)用  企業(yè)為了提高自動(dòng)化程度和保證產(chǎn)品質(zhì)量，通常需要高速物流線貫穿整個(gè)生產(chǎn)和包裝過程。機(jī)器人技術(shù)在包裝領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，特別是在食品、煙草和醫(yī)藥等行業(yè)的大多數(shù)生產(chǎn)線已實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化，其包裝和生產(chǎn)終端的碼垛作業(yè)基本都實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人化作業(yè)。機(jī)器人作業(yè)精度高、柔性好、效率高，克服了傳統(tǒng)的機(jī)械式包裝占地面積大、程序更改復(fù)雜、耗電量大的缺點(diǎn)；同時(shí)避免了采用人工包裝造成的勞動(dòng)量大、工時(shí)多、無法保證包裝質(zhì)量等問題。國外研發(fā)的機(jī)器人已經(jīng)具備足夠的智能來察覺生產(chǎn)線上的不易處理的各種產(chǎn)品，并且能夠基于很多的參數(shù)來做出相應(yīng)的抓放動(dòng)作，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的食品、醫(yī)藥行業(yè)的包裝作業(yè)中機(jī)器人技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用。然而，在我國的絕大多數(shù)企業(yè)中，這種帶有高度重復(fù)性和智能性的抓放工作只能依靠大量的人工去完成，不僅給工廠增加了巨大的人工成本和管理成本，還難以保證包裝的合格率，而且人工的介入很容易給食品、醫(yī)藥帶來污染，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。  以碼垛作業(yè)為例，目前歐洲、美國和日本的包裝碼垛機(jī)器人在碼垛市場(chǎng)的占有率超過了90%，絕大多數(shù)包裝碼垛作業(yè)由機(jī)器人完成。碼垛機(jī)器人能適應(yīng)于紙箱、袋裝、罐裝、箱體、瓶裝等各種形狀的包裝成品碼垛作業(yè)。包裝碼垛機(jī)器人在我國物流行業(yè)中也已得到廣泛應(yīng)用，較典型的案例有蒙牛乳業(yè)、可口可樂、珠江啤酒等。他們借助機(jī)器人技術(shù)實(shí)現(xiàn)包裝碼垛作業(yè)的自動(dòng)化，節(jié)約了成本，提高了物流效率和企業(yè)利潤。但與發(fā)達(dá)國家相比，國內(nèi)包裝碼垛機(jī)器人在研發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用方面都有很大差距。 
 

碼垛機(jī)器人主要有：直角坐標(biāo)式機(jī)器人、關(guān)節(jié)式機(jī)器人和極坐標(biāo)式機(jī)器人。
主要從事如下幾種堆碼跺作業(yè)：    
1、碼垛作業(yè)：碼垛作業(yè)是由碼垛機(jī)器人將封箱機(jī)封裝好的成品完成在托盤上的碼垛作業(yè)。 一臺(tái)封裝箱機(jī)對(duì)應(yīng)一臺(tái)碼垛機(jī)器人，裝封箱機(jī)出來的成品可直接進(jìn)行碼垛，無需進(jìn)行品牌識(shí)別，但機(jī)器人利用率低； 采用一臺(tái)機(jī)器人碼垛兩種品牌的成品，同時(shí)對(duì)兩種品牌的成品進(jìn)行碼垛作業(yè)，需要通過條碼識(shí)別器辨認(rèn)品牌后，機(jī)器人再把不同品牌的成品自動(dòng)碼垛到相應(yīng)托盤上； 此外在品種多流量小的情況下，一臺(tái)機(jī)器人還可完成多種品牌的碼垛作業(yè)，關(guān)鍵是在機(jī)器人作業(yè)范圍內(nèi)布置多個(gè)托盤用來碼垛。  

2、成品拆碼作業(yè)：成品拆碼作業(yè)是將機(jī)器人碼垛好的成品托盤，在發(fā)貨時(shí)由機(jī)器人來拆碼。 拆碼的技術(shù)難度要大于碼垛，主要原因是原碼垛好的托盤由于成品箱變形以及在輸送過程中的振動(dòng)，使成品托盤變形，造成每一個(gè)拆碼成品托盤都會(huì)偏離理想位置，這就要求機(jī)器人的適應(yīng)范圍要大。另外，由于拆碼托盤是成品箱緊靠成品箱，機(jī)器人的手爪無法插入兩箱之間，使夾持成品箱成為問題。解決的辦法是采用真空吸盤吸拿成品箱，因此對(duì)于成品箱的質(zhì)量(如表面光滑程度、氣密性、箱子的強(qiáng)度等)要求就提高了。  
 
3、揀選作業(yè)：揀選作業(yè)是由移動(dòng)式機(jī)器人來進(jìn)行品種揀選，如果品種多，形狀各異，機(jī)器人需要帶有圖象識(shí)別系統(tǒng)和多功能機(jī)械手，機(jī)器人每到一種物品托盤就可根據(jù)圖象識(shí)別系統(tǒng)“看到”的物品形狀，采用與之相應(yīng)的機(jī)械手抓取，然后放到搭配托盤上。

機(jī)器人技術(shù)在裝卸搬運(yùn)中的應(yīng)用  裝卸搬運(yùn)是物流系統(tǒng)中*基本的功能要素之一，存在于貨物運(yùn)輸、儲(chǔ)存、包裝、流通加工和配送等過程中，貫穿于物流作業(yè)的始末。當(dāng)前，機(jī)器人技術(shù)越來越多的被應(yīng)用于物流的裝卸搬運(yùn)作業(yè)，從而直接提高了物流系統(tǒng)的效率和效益。搬運(yùn)機(jī)器人可安裝不同的末端執(zhí)行器來完成各種不同形狀和狀態(tài)的工件搬運(yùn)工作，大大減輕了人類繁重的體力勞動(dòng)，目前已被廣泛應(yīng)用到工廠內(nèi)部工序間的搬運(yùn)、制造系統(tǒng)和物流系統(tǒng)連續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)以及國際化大型港口的集裝箱自動(dòng)搬運(yùn)。搬運(yùn)機(jī)器人的出現(xiàn)，不僅可以充分利用工作環(huán)境的空間，而且提高了物料的搬運(yùn)能力，大大節(jié)約了裝卸搬運(yùn)過程中的作業(yè)時(shí)間，提高了裝卸效率。部分發(fā)達(dá)國家已制定出人工搬運(yùn)的*大限度，超過限度的搬運(yùn)必須由搬運(yùn)機(jī)器人來完成。目前搬運(yùn)機(jī)器人的*大負(fù)載可以達(dá)到 500 公斤。搬運(yùn)機(jī)器人與其他機(jī)器人設(shè)備相比，在價(jià)格方面便宜很多，而且技術(shù)較為成熟，被越來越多的物流企業(yè)所接受。在國 外如英國泰晤士港、日本川崎港以及荷蘭鹿特丹港均規(guī)劃建設(shè)了自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)的集裝箱碼頭，在使用自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人后，堆場(chǎng)的工作效率大幅提高。

隨著經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)，國內(nèi)對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人的需求也在日益擴(kuò)大。  無人搬運(yùn)車(Automated Guided Vehicle，簡(jiǎn)稱AGV)，指裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的智能型、自動(dòng)化的運(yùn)輸車，無人搬運(yùn)車用蓄電池為其動(dòng)力來源，通過電腦來控制其行進(jìn)路線以及行為，或利用電磁軌道來設(shè)立其行進(jìn)路線。作為一種無人駕駛工業(yè)搬運(yùn)車輛，ＡＧＶ在上個(gè)世紀(jì)50年代即得到了一般應(yīng)用。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，近年來無人搬運(yùn)車才獲得巨大發(fā)展與應(yīng)用，開始進(jìn)入智能時(shí)代。    現(xiàn)代的ＡＧＶ都是由計(jì)算機(jī)控制的，多數(shù)的ＡＧＶＳ配有系統(tǒng)集中控制與管理計(jì)算機(jī)，用于對(duì)ＡＧＶ的作業(yè)過程進(jìn)行優(yōu)化，發(fā)出搬運(yùn)指令，跟蹤傳送中的構(gòu)件以及控制ＡＧＶ的路線。    無人搬運(yùn)車的引導(dǎo)方：式主要有電磁感應(yīng)引導(dǎo)、激光引導(dǎo)和磁鐵陀螺引導(dǎo)等方式，其中以激光引導(dǎo)方式發(fā)展較快，但電磁感應(yīng)引導(dǎo)和磁鐵陀螺引導(dǎo)方式占有較大比例。      激光引導(dǎo)的工作原理利用安裝在ＡＧＶ上的激光掃描器識(shí)別設(shè)置在其活動(dòng)范圍內(nèi)的若干個(gè)定位標(biāo)志來確定其坐標(biāo)位置，從而引導(dǎo)ＡＧＶ運(yùn)行，這種工作方式屬于導(dǎo)航式引導(dǎo)。激光掃描器一般安裝在ＡＧＶ的較高位置，使各定位標(biāo)志與激光掃描器較好地呼應(yīng)，并通過系統(tǒng)的串行口與ＡＧＶ的控制板聯(lián)接。由于ＡＧＶ的激光引導(dǎo)裝置可以采用標(biāo)準(zhǔn)的器件、控制板和軟件，所以與其它引導(dǎo)方式比較，具有容易安裝、容易編程和性能價(jià)格比高等優(yōu)點(diǎn)，在導(dǎo)航式引導(dǎo)方式中，激光引導(dǎo)的定位精度比較高。其缺點(diǎn)是比電磁感應(yīng)式引導(dǎo)的成本高一些，且在有些使用環(huán)境中易受干擾。    隨著傳感技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，ＡＧＶ也在向智能化方向發(fā)展，因此也稱ＡＧＶ為智能搬運(yùn)車。近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，在全自動(dòng)化智能物流中心，無人搬運(yùn)車作為物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分，成為一個(gè)具有智慧的物流終端，與

物流系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)作業(yè)，智能運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)智慧物流。相信隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展和智能化技術(shù)的應(yīng)用，一定會(huì)使ＡＧＶ面臨一個(gè)更廣闊的發(fā)展。

機(jī)器人在物流其他方面的應(yīng)用  目前，世界各國都在致力于機(jī)器人的研發(fā)，新型機(jī)器人不斷涌現(xiàn)，并在冷鏈物流、醫(yī)藥物流及倉儲(chǔ)作業(yè)中開始應(yīng)用。德國 KUKA公司專門為冷凍食品行業(yè)的物流開發(fā)了一款能在零下 30攝氏度環(huán)境下工作的機(jī)器人，開創(chuàng)了機(jī)器人技術(shù)在冷鏈物流中應(yīng)用的先河。另外，在醫(yī)藥物流方面，由德國 ROWA公司研發(fā)的“機(jī)械手式自動(dòng)化藥房”是典型代表，這種自動(dòng)化藥房是由一個(gè)機(jī)械手進(jìn)行藥盒搬運(yùn)，實(shí)現(xiàn)藥品的進(jìn)庫與出庫，并且能實(shí)現(xiàn)藥盒的密集存儲(chǔ)和數(shù)量管理。我國的自動(dòng)化藥房的研究還處在初級(jí)階段，但為了適應(yīng)中國醫(yī)院的自動(dòng)化藥房的要求，實(shí)現(xiàn)藥品的快速配送和高效率的管理，自動(dòng)化藥房的研究還要一直進(jìn)行下去。一家名為Kiva system的公司仿照電腦內(nèi)存隨機(jī)存取的原理，開發(fā)出一種能加快處理網(wǎng)上訂單的機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)，商品倉庫被安排成像內(nèi)存芯片一樣，由縱橫交錯(cuò)的獨(dú)立式貨架組成網(wǎng)格，這些網(wǎng)格使得機(jī)器人可在任意時(shí)間接觸到倉庫中的任何物品，一個(gè)客戶下完訂單后，機(jī)器人在一分鐘之內(nèi)就可將訂單上的貨物交給工人進(jìn)行包裝，如果一個(gè)訂單內(nèi)包含多種物品，機(jī)器人能盡可能快地為工人整理好以便工人進(jìn)行包裝，一旦貨物包裝完成，機(jī)器人能拿起這些箱子，將它們臨時(shí)存放起來或交付給適當(dāng)?shù)乃拓涇嚒ｋm然在冷鏈物流、醫(yī)藥物流及倉儲(chǔ)作業(yè)中出現(xiàn)了機(jī)器人的應(yīng)用案例，但目前由于該方面機(jī)器人技術(shù)尚未成熟，因此暫未形成規(guī)模。相信隨著機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步，新型的物流用機(jī)器人不斷出現(xiàn)，未來機(jī)器人可以更好地替代人類，出現(xiàn)在物流的各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)，為物流的快速發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

機(jī)器人技術(shù)在物流業(yè)中的應(yīng)用前景  機(jī)器人作為*典型的機(jī)電一體化數(shù)字化裝備，技術(shù)附加值很高，應(yīng)用范圍廣，作為先進(jìn)制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會(huì)的新興產(chǎn)業(yè)，必將對(duì)未來的生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展起著越來越重要的作用，機(jī)器人將逐漸成為自動(dòng)化生產(chǎn)線的主要形式。國外專家預(yù)測(cè)，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是繼汽車、計(jì)算機(jī)之后出現(xiàn)的一種新的大型高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。機(jī)器人技術(shù)可以有效地提高物流效率和質(zhì)量，而且對(duì)保障人身安全、改善勞動(dòng)環(huán)境、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、節(jié)約材料消耗以及降低生產(chǎn)成本都具有十分重要的意義。近年來，機(jī)器人技術(shù)在物流業(yè)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)慢慢體現(xiàn)了出來，一 些國內(nèi)外企業(yè)由于在物流作業(yè)中應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)，不僅使企業(yè)的經(jīng)營規(guī)模增大，更重要的是搶先一步，走在了現(xiàn)代物流行列的前列，引領(lǐng)了物流業(yè)未來發(fā)展的趨勢(shì)。目前，越來越多的企業(yè)把引進(jìn)機(jī)器人技術(shù)作為公司長遠(yuǎn)發(fā)展的重要一步，比如沃爾瑪、豐田、蒙牛等。機(jī)器人技術(shù)不僅在包裝和裝卸搬運(yùn)中得到廣泛應(yīng)用，隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷進(jìn)步和各種智能機(jī)器人的不斷涌現(xiàn)，運(yùn)輸配送、流通加工、倉儲(chǔ)和信息處理等物流作業(yè)環(huán)節(jié)中機(jī)器人也必將得到廣泛應(yīng)用。可以預(yù)見，隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷進(jìn)步和物流市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，機(jī)器人技術(shù)在物流業(yè)中的應(yīng)用范圍和規(guī)模必將逐步擴(kuò)大，機(jī)器人將更好、更高效地服務(wù)于物流業(yè)，從而促進(jìn) 現(xiàn)代物流業(yè)的快速發(fā)展。