與許多其他行業(yè)一樣，包裝行業(yè)也不斷適應(yīng)市場需求。變化受到監(jiān)管，技能短缺和數(shù)字化轉(zhuǎn)型等因素的影響。

  為了將這些挑戰(zhàn)轉(zhuǎn)化為機遇，創(chuàng)新型公司越來越依賴人機協(xié)作和使用人工智能等解決方案來管理密集型數(shù)據(jù)處理。FPC廠主要介紹了目前影響包裝行業(yè)的四大趨勢，如何塑造包裝自動化的未來。

協(xié)作機器人

  在大規(guī)模生產(chǎn)中，多樣化、個性化和越來越小的批處理規(guī)模并不總是能夠通過自動化的高速流程來進(jìn)行處理。相應(yīng)的任務(wù)通常交給人工處理，他們傾向于使用成本高昂的人力密集型資源，在小批量和高級包裝上執(zhí)行復(fù)雜的加工任務(wù)。因此，傳統(tǒng)工業(yè)機器人更有可能在這一領(lǐng)域扮演從屬地位。

  一個明顯的趨勢是，在設(shè)有防護(hù)設(shè)備的工人身邊直接使用的協(xié)作機器人(cobots，簡稱cobots)的需求增加:“這不是要取代傳統(tǒng)工業(yè)機器人，而是要進(jìn)行優(yōu)勢互補，促使行業(yè)自動化方面取得更大進(jìn)步——尤其是在協(xié)同包裝領(lǐng)域。另一方面，通過協(xié)作機器人cobots加入為減輕人工負(fù)擔(dān)，提高了效率：配備視覺系統(tǒng)，他們可以通過例如正確定位零件或提升負(fù)載來減輕人們單調(diào)、疲勞和身體緊張的任務(wù)。通過這種方式，提高了人工工作的效率和質(zhì)量。。

  協(xié)作機器人從一開始就被設(shè)計用于配合人工工作，這意味著它們的操作力和加速度參數(shù)對人體無害，這些參數(shù)在ISO TS15066安全指南中有詳細(xì)說明。比如：三菱電機目前正在開發(fā)一種新的協(xié)作機器人特點包括: 不會因破碎邊緣而受傷，并且表面易于清潔并防止污垢陷阱，同時仍能達(dá)到與我們的工業(yè)機器人相同的重復(fù)精度±0.02 mm。目前原型機仍在測試中，但它們已經(jīng)在國際展會上已經(jīng)向更廣泛的觀眾進(jìn)行了展示。

  協(xié)作機器人cobot的另一個特征通常是它們簡單的控制和編程要求，這些要求可由最終用戶公司的受過訓(xùn)練的人員執(zhí)行。這消除了對外部系統(tǒng)集成商或程序員的持續(xù)需求。此外，它們可以在包裝行業(yè)的許多應(yīng)用領(lǐng)域中快速靈活地使用。三菱電機的原型為“教學(xué)”協(xié)作機器人提供了各種選擇。這些范圍從機械臂的力控手動移動到所需位置，到平板電腦或移動設(shè)備上用于校準(zhǔn)和參數(shù)化的可視化編程和用戶界面。

無防護(hù)屏障的機器人

  對于工業(yè)機器人來說，市場需要的是能夠替代柵欄、障礙物和防護(hù)單元的安全解決方案。畢竟，這些安全預(yù)防措施占據(jù)了寶貴的生產(chǎn)空間，意味著衛(wèi)生區(qū)域的額外清潔成本高，并且妨礙與工人進(jìn)行有效的合作。此外，在緊急停止或打開防護(hù)屏障后，還需要進(jìn)行復(fù)雜的重啟程序。相反，可以應(yīng)用光學(xué)安全系統(tǒng)。激光掃描儀廣泛用于監(jiān)視機器人周圍的限定區(qū)域。三菱電機提供的一項特殊功能是當(dāng)有人接近工業(yè)機器人時運動速度自動降低：一旦人類進(jìn)入他們的外部區(qū)域，他們就會減速。當(dāng)一個人進(jìn)入有直接危險的區(qū)域時與機器人接觸，機器人立即停止。

  整個車間越來越多地被攝像系統(tǒng)監(jiān)控，而不是用光柵和激光掃描儀固定一個區(qū)域。將來，配備人工智能（AI）的視覺系統(tǒng)將識別人們何時何地進(jìn)入機器人的工作空間并相應(yīng)地調(diào)節(jié)其速度。通過這種方式，人們很快就能夠在機器人周圍自由安全地移動。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，三菱電機已經(jīng)積極與合作伙伴合作，開發(fā)出適合市場的實用解決方案。

人工智能

  在機器人技術(shù)中，人工智能描述了對不可預(yù)見和未編程情況作出適當(dāng)反應(yīng)的能力。例如，如果機器人接收的產(chǎn)品在方向、幾何形狀或包裝方面偏離標(biāo)準(zhǔn)，那么在沒有AI的情況下，它無法識別這些不規(guī)則性并做出相應(yīng)的反應(yīng)。配備AI和相應(yīng)視覺系統(tǒng)作為傳感器的機器人系統(tǒng)現(xiàn)在可以學(xué)習(xí)識別這些偏差并調(diào)整其過程。

  人工智能還可用于智能機器人檢測待包裝產(chǎn)品的質(zhì)量缺陷，并在此過程中用無瑕疵的產(chǎn)品替換它們 – 即使在單個包裝單元內(nèi)也是如此?？墒謩右苿踊蛏踔涟惭b在無人駕駛運輸系統(tǒng)上的機器人也可以快速檢測其新位置并使用人工智能調(diào)整其過程順序。

數(shù)據(jù)挖掘

  在數(shù)字化提高OEE(設(shè)備整體效能)的愿望下，對從生產(chǎn)中提取的數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)挖掘)進(jìn)行分析的需求很大。在第一個實例中，有用于內(nèi)部評估的配方和生產(chǎn)數(shù)據(jù)。此外，還可以記錄機器人的伺服驅(qū)動器等部件等設(shè)備的狀態(tài)和工作狀態(tài)。這提供了有價值的信息，例如磨損部件的狀態(tài)和任何污染。由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)庫信息支持可預(yù)測的維護(hù)策略，極大地節(jié)省了維護(hù)成本。如：為了進(jìn)一步改進(jìn)這些策略，三菱電機正在開發(fā)一種新的邊緣計算技術(shù)，稱為MELIPC，它的目標(biāo)是通過使用在車間邊緣執(zhí)行的先進(jìn)分析算法來利用制造商數(shù)據(jù)的價值。

  另一個重要的過程數(shù)據(jù)類別是用于可追溯性和消費者信息的數(shù)據(jù)，特別是在食品部門。例如，這可用于證明符合冷鏈或?qū)⒃夹畔⒏郊拥娇赏ㄟ^QR碼調(diào)用的食品包裝上。 “在三菱電機，我們可以集中收集PLC，控制和驅(qū)動的所有數(shù)據(jù)，并使用特殊的邊緣計算技術(shù)在本地處理。除了為生產(chǎn)控制和監(jiān)控提供許多其他優(yōu)勢外，還可以減少云中存儲空間的成本。

  在包裝行業(yè)，機器人遠(yuǎn)不能取代所有的手工工作，有效進(jìn)行資源整合，優(yōu)勢互補，將有助于讓提高包裝行業(yè)自動化水平，使工作更舒適、更高效。