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(lái)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(guò)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(wú)法保證包裝質(zhì)量等問(wèn)題。國(guó)外研發(fā)的機(jī)器人已經(jīng)具備足夠的智能來(lái)察覺(jué)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(lái)做出相應(yīng)的抓放動(dòng)作，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)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(lái)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(guó)和日本的包裝碼垛機(jī)器人在碼垛市場(chǎng)的占有率超過(guò)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(guó)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(lè)、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(rùn)。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，國(guó)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(pán)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(lái)的成品可直接進(jìn)行碼垛，無(wú)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(guò)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(pán)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(pán)用來(lái)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(pán)，在發(fā)貨時(shí)由機(jī)器人來(lái)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(pán)由于成品箱變形以及在輸送過(guò)程中的振動(dòng)，使成品托盤(pán)變形，造成每一個(gè)拆碼成品托盤(pán)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(pán)是成品箱緊靠成品箱，機(jī)器人的手爪無(wú)法插入兩箱之間，使夾持成品箱成為問(wèn)題。解決的辦法是采用真空吸盤(pán)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(lái)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(pán)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(pán)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(guò)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(lái)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(lái)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(guó)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(guò)程中的作業(yè)時(shí)間，提高了裝卸效率。部分發(fā)達(dá)國(guó)家已制定出人工搬運(yùn)的*大限度，超過(guò)限度的搬運(yùn)必須由搬運(yùn)機(jī)器人來(lái)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(lái)越多的物流企業(yè)所接受。在國(guó) 外如英國(guó)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(guó)內(nèi)對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人的需求也在日益擴(kuò)大。  無(wú)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(wú)人搬運(yùn)車用蓄電池為其動(dòng)力來(lái)源，通過(guò)電腦來(lái)控制其行進(jìn)路線以及行為，或利用電磁軌道來(lái)設(shè)立其行進(jìn)路線。作為一種無(wú)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(lái)無(wú)人搬運(yùn)車才獲得巨大發(fā)展與應(yīng)用，開(kāi)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(guò)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(wú)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(lái)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(guò)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(lái)，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(wú)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(guó)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(cāng)儲(chǔ)作業(yè)中開(kāi)始應(yīng)用。德國(guó) KUKA公司專門(mén)為冷凍食品行業(yè)的物流開(kāi)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(kāi)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(guó) 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(kù)與出庫(kù)，并且能實(shí)現(xiàn)藥盒的密集存儲(chǔ)和數(shù)量管理。我國(guó)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(guó)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(kāi)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(cāng)庫(kù)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(cāng)庫(kù)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(lái)或交付給適當(dāng)?shù)乃拓涇�。雖然在冷鏈物流、醫(yī)藥物流及倉(cāng)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(lái)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(lái)的生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展起著越來(lái)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(guó)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(lái)，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(lái)，一 些國(guó)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(yíng)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(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。目前，越來(lái)越多的企業(yè)把引進(jìn)機(jī)器人技術(shù)作為公司長(zhǎng)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(cāng)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(jiàn)，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。