物流機器人自動化

物流機器人自動化技術在物流業中的應用現狀  在高速發展的今天，機器人技術的應用程度已經成為決定企業間相互競爭和未來發展的重要衡量因素。目前，機器人技術在物流中的應用主要集中在包裝碼垛、裝卸搬運兩個作業環節，隨著新型機器人技術的不斷涌現，其他物流領域也出現了機器人的應用案例。
物流機器人自動化在包裝碼垛作業中的應用  企業為了提高自動化程度和保證產品質量，通常需要高速物流線貫穿整個生產和包裝過程。機器人技術在包裝領域中應用廣泛，特別是在食品、煙草和醫藥等行業的大多數生產線已實現了高度自動化，其包裝和生產終端的碼垛作業基本都實現了機器人化作業。機器人作業精度高、柔性好、效率高，克服了傳統的機械式包裝占地面積大、程序更改復雜、耗電量大的缺點；同時避免了采用人工包裝造成的勞動量大、工時多、無法保證包裝質量等問題。國外研發的機器人已經具備足夠的智能來察覺生產線上的不易處理的各種產品，并且能夠基于很多的參數來做出相應的抓放動作，工業發達國家的食品、醫藥行業的包裝作業中機器人技術已得到廣泛應用。然而，在我國的絕大多數企業中，這種帶有高度重復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、醫藥帶來污染，影響產品的質量。  以碼垛作業為例，目前歐洲、美國和日本的包裝碼垛機器人在碼垛市場的占有率超過了90%，絕大多數包裝碼垛作業由機器人完成。碼垛機器人能適應于紙箱、袋裝、罐裝、箱體、瓶裝等各種形狀的包裝成品碼垛作業。包裝碼垛機器人在我國物流行業中也已得到廣泛應用，較典型的案例有蒙牛乳業、可口可樂、珠江啤酒等。他們借助機器人技術實現包裝碼垛作業的自動化，節約了成本，提高了物流效率和企業利潤。但與發達國家相比，國內包裝碼垛機器人在研發、生產及應用方面都有很大差距。 
 

碼垛機器人主要有：直角坐標式機器人、關節式機器人和極坐標式機器人。
主要從事如下幾種堆碼跺作業：    
1、碼垛作業：碼垛作業是由碼垛機器人將封箱機封裝好的成品完成在托盤上的碼垛作業。 一臺封裝箱機對應一臺碼垛機器人，裝封箱機出來的成品可直接進行碼垛，無需進行品牌識別，但機器人利用率低； 采用一臺機器人碼垛兩種品牌的成品，同時對兩種品牌的成品進行碼垛作業，需要通過條碼識別器辨認品牌后，機器人再把不同品牌的成品自動碼垛到相應托盤上； 此外在品種多流量小的情況下，一臺機器人還可完成多種品牌的碼垛作業，關鍵是在機器人作業范圍內布置多個托盤用來碼垛。  

2、成品拆碼作業：成品拆碼作業是將機器人碼垛好的成品托盤，在發貨時由機器人來拆碼。 拆碼的技術難度要大于碼垛，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，使成品托盤變形，造成每一個拆碼成品托盤都會偏離理想位置，這就要求機器人的適應范圍要大。另外，由于拆碼托盤是成品箱緊靠成品箱，機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，因此對于成品箱的質量(如表面光滑程度、氣密性、箱子的強度等)要求就提高了。  
 
3、揀選作業：揀選作業是由移動式機器人來進行品種揀選，如果品種多，形狀各異，機器人需要帶有圖象識別系統和多功能機械手，機器人每到一種物品托盤就可根據圖象識別系統“看到”的物品形狀，采用與之相應的機械手抓取，然后放到搭配托盤上。

機器人技術在裝卸搬運中的應用  裝卸搬運是物流系統中基本的功能要素之一，存在于貨物運輸、儲存、包裝、流通加工和配送等過程中，貫穿于物流作業的始末。當前，機器人技術越來越多的被應用于物流的裝卸搬運作業，從而直接提高了物流系統的效率和效益。搬運機器人可安裝不同的末端執行器來完成各種不同形狀和狀態的工件搬運工作，大大減輕了人類繁重的體力勞動，目前已被廣泛應用到工廠內部工序間的搬運、制造系統和物流系統連續的運轉以及化大型港口的集裝箱自動搬運。搬運機器人的出現，不僅可以充分利用工作環境的空間，而且提高了物料的搬運能力，大大節約了裝卸搬運過程中的作業時間，提高了裝卸效率。部分發達國家已制定出人工搬運的大限度，超過限度的搬運必須由搬運機器人來完成。目前搬運機器人的大負載可以達到 500 公斤。搬運機器人與其他機器人設備相比，在價格方面便宜很多，而且技術較為成熟，被越來越多的物流企業所接受。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劃建設了自動化運轉的集裝箱碼頭，在使用自動搬運機器人后，堆場的工作效率大幅提高。

隨著經濟實力的增強，國內對搬運機器人的需求也在日益擴大。  無人搬運車(Automated Guided Vehicle，簡稱AGV)，指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的智能型、自動化的運輸車，無人搬運車用蓄電池為其動力來源，通過電腦來控制其行進路線以及行為，或利用電磁軌道來設立其行進路線。作為一種無人駕駛工業搬運車輛，ＡＧＶ在上個世紀50年代即得到了一般應用。隨著現代信息技術的發展，近年來無人搬運車才獲得巨大發展與應用，開始進入智能時代。    現代的ＡＧＶ都是由計算機控制的，多數的ＡＧＶＳ配有系統集中控制與管理計算機，用于對ＡＧＶ的作業過程進行優化，發出搬運指令，跟蹤傳送中的構件以及控制ＡＧＶ的路線。    無人搬運車的引導方：式主要有電磁感應引導、激光引導和磁鐵陀螺引導等方式，其中以激光引導方式發展較快，但電磁感應引導和磁鐵陀螺引導方式占有較大比例。      激光引導的工作原理利用安裝在ＡＧＶ上的激光掃描器識別設置在其活動范圍內的若干個定位標志來確定其坐標位置，從而引導ＡＧＶ運行，這種工作方式屬于導航式引導。激光掃描器一般安裝在ＡＧＶ的較高位置，使各定位標志與激光掃描器較好地呼應，并通過系統的串行口與ＡＧＶ的控制板聯接。由于ＡＧＶ的激光引導裝置可以采用標準的器件、控制板和軟件，所以與其它引導方式比較，具有容易安裝、容易編程和性能價格比高等優點，在導航式引導方式中，激光引導的定位精度比較高。其缺點是比電磁感應式引導的成本高一些，且在有些使用環境中易受干擾。    隨著傳感技術和信息技術的發展，ＡＧＶ也在向智能化方向發展，因此也稱ＡＧＶ為智能搬運車。近年來，隨著物聯網技術的應用，在全自動化智能物流中心，無人搬運車作為物聯網的一個重要組成部分，成為一個具有智慧的物流終端，與

物流系統的物聯網聯網作業，智能運作，實現智慧物流。相信隨著物聯網技術發展和智能化技術的應用，一定會使ＡＧＶ面臨一個更廣闊的發展。

機器人在物流其他方面的應用  目前，世界各國都在致力于機器人的研發，新型機器人不斷涌現，并在冷鏈物流、醫藥物流及倉儲作業中開始應用。德國 KUKA公司專門為冷凍食品行業的物流開發了一款能在零下 30攝氏度環境下工作的機器人，開創了機器人技術在冷鏈物流中應用的先河。另外，在醫藥物流方面，由德國 ROWA公司研發的“機械手式自動化藥房”是典型代表，這種自動化藥房是由一個機械手進行藥盒搬運，實現藥品的進庫與出庫，并且能實現藥盒的密集存儲和數量管理。我國的自動化藥房的研究還處在初級階段，但為了適應中國醫院的自動化藥房的要求，實現藥品的快速配送和高效率的管理，自動化藥房的研究還要一直進行下去。一家名為Kiva system的公司仿照電腦內存隨機存取的原理，開發出一種能加快處理網上訂單的機器人應用系統，商品倉庫被安排成像內存芯片一樣，由縱橫交錯的獨立式貨架組成網格，這些網格使得機器人可在任意時間接觸到倉庫中的任何物品，一個客戶下完訂單后，機器人在一分鐘之內就可將訂單上的貨物交給工人進行包裝，如果一個訂單內包含多種物品，機器人能盡可能快地為工人整理好以便工人進行包裝，一旦貨物包裝完成，機器人能拿起這些箱子，將它們臨時存放起來或交付給適當的送貨車。雖然在冷鏈物流、醫藥物流及倉儲作業中出現了機器人的應用案例，但目前由于該方面機器人技術尚未成熟，因此暫未形成規模。相信隨著機器人技術的進步，新型的物流用機器人不斷出現，未來機器人可以更好地替代人類，出現在物流的各個作業環節，為物流的快速發展做出貢獻。

機器人技術在物流業中的應用前景  機器人作為典型的機電一體化數字化裝備，技術附加值很高，應用范圍廣，作為*制造業的支撐技術和信息化社會的新興產業，必將對未來的生產和社會發展起著越來越重要的作用，機器人將逐漸成為自動化生產線的主要形式。國外專家預測，機器人產業是繼汽車、計算機之后出現的一種新的大型高技術產業。機器人技術可以有效地提高物流效率和質量，而且對保障人身安全、改善勞動環境、減輕勞動強度、提高勞動生產率、節約材料消耗以及降低生產成本都具有十分重要的意義。近年來，機器人技術在物流業中的應用優勢慢慢體現了出來，一 些國內外企業由于在物流作業中應用機器人技術，不僅使企業的經營規模增大，更重要的是搶先一步，走在了現代物流行列的前列，了物流業未來發展的趨勢。目前，越來越多的企業把引進機器人技術作為公司長遠發展的重要一步，比如沃爾瑪、豐田、蒙牛等。機器人技術不僅在包裝和裝卸搬運中得到廣泛應用，隨著機器人技術的不斷進步和各種智能機器人的不斷涌現，運輸配送、流通加工、倉儲和信息處理等物流作業環節中機器人也必將得到廣泛應用。可以預見，隨著機器人技術的不斷進步和物流市場競爭的不斷加劇，機器人技術在物流業中的應用范圍和規模必將逐步擴大，機器人將更好、更高效地服務于物流業，從而促進 現代物流業的快速發展。