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國(guó)外碼垛生產(chǎn)線的發(fā)展現(xiàn)狀
碼垛生產(chǎn)線屬于工業(yè)機(jī)器人的范疇，國(guó)外的碼垛生產(chǎn)線主要釆用碼垛機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人的研究始于20世紀(jì)50年代，由美國(guó)最早在汽車(chē)制造工業(yè)上使用，然而最早將工業(yè)機(jī)器人用于碼垛技術(shù)的是日本和瑞典。日本于20世紀(jì)70年代末首次將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于碼垛作業(yè)。瑞典某公司于1974年研發(fā)了世界上第一臺(tái)全電控式工業(yè)機(jī)器人IRB6,該機(jī)器人主要用于零件的取放和物料的搬運(yùn)［或。1973年，德國(guó)某公司研發(fā)出全球第一臺(tái)釆用機(jī)電六軸驅(qū)動(dòng)的工業(yè)機(jī)器人，并為它命名為FAMULUS。另外，意大利、韓國(guó)等國(guó)家對(duì)于碼垛技術(shù)也做了大量的研究，研發(fā)水平很高，先后制造出了各自的碼垛機(jī)器人。
目前，國(guó)外的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)己經(jīng)發(fā)展的很成熟。碼垛市場(chǎng)上大部分產(chǎn)品碼垛作業(yè)是由碼垛機(jī)器人完成的，其中90%多的碼垛機(jī)器人來(lái)自日本和歐美。國(guó)際上的工業(yè)機(jī)器人公司主要有日系和歐系兩大部分司。德國(guó)某公司成立于1898年，從1977年開(kāi)始生產(chǎn)各種用途的機(jī)器人，到目前已經(jīng)生產(chǎn)并在全球出售使用了8萬(wàn)臺(tái)以上的機(jī)器人，是當(dāng)前國(guó)際上機(jī)器人制造商領(lǐng)軍公司之一卩"Ml。奧地利、瑞士、挪威等國(guó)家的一些企業(yè)，使用庫(kù)卡碼垛機(jī)器人，利用其特殊的智能末端執(zhí)行器，能夠精準(zhǔn)地抓取紙箱、料袋或者托盤(pán)來(lái)完成搬運(yùn)和碼垛，減輕了工人的負(fù)擔(dān)，提高了生產(chǎn)效率。基于PC的控制平臺(tái)確保機(jī)器人能同時(shí)處理4條生產(chǎn)線和多種類(lèi)型產(chǎn)品，整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)品不會(huì)承受過(guò)大的夾持力或吸力，而且緊湊的設(shè)計(jì)使機(jī)器人的占地面積和工作空間達(dá)到了理想的水平凱美國(guó)潤(rùn)滑油制造商某公司選用瑞典某公司的莫托曼UP165型機(jī)器人用于潤(rùn)滑油桶的碼垛，這種機(jī)器人的使用使得碼垛作業(yè)的工作量提高了近2倍。Hershey公司岡使用3臺(tái)莫托曼碼垛機(jī)器人用于種類(lèi)各異的糖果紙箱生產(chǎn)線上，根據(jù)碼垛紙箱尺寸及碼垛方式的不同，編寫(xiě)了各種程序，當(dāng)紙箱尺寸更改時(shí)，直接調(diào)入程序就可以。J.NorbertoPires研發(fā)出了玻璃的碼垛系統(tǒng)，利用ABB的IRB4400機(jī)器人來(lái)完成碼垛作業(yè)，每塊玻璃從識(shí)別到碼垛僅需要9秒鐘，極大地提高了碼垛效率。意大利某公司開(kāi)發(fā)研制的ABM790型碼垛機(jī)器人，主要用于水泥料袋的碼垛，該碼垛機(jī)器人的碼垛速度是每小時(shí)2400袋，可在惡劣環(huán)境下連續(xù)24小時(shí)可靠工作并能滿(mǎn)足不同尺寸料袋、不同規(guī)格托盤(pán)的碼垛要求。
國(guó)內(nèi)碼垛生產(chǎn)線的發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始研究工業(yè)機(jī)器人，并逐漸得到應(yīng)用，但由于當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)體制等多因素的制約，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展速度很慢，研究和應(yīng)用水平跟其它國(guó)家相比過(guò)低。但是改革開(kāi)放以后，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研究水平在我國(guó)才得以提高，碼垛技術(shù)也進(jìn)入了快速發(fā)展階段。我國(guó)的碼垛技術(shù)從上世紀(jì)80年代開(kāi)始在糧食和化工等行業(yè)應(yīng)用，并漸漸得到廣泛發(fā)展。
近幾年，我國(guó)許多企業(yè)、科研院校開(kāi)始研制屬于自己的碼垛產(chǎn)品。其中哈工大機(jī)器人研究所和上海交通大學(xué)機(jī)器人研究所研究成果顯著。在所有科研人員的努力下，哈爾濱工業(yè)大學(xué)于1989年10月研制成功了國(guó)內(nèi)第一條“600型全自動(dòng)稱(chēng)重、包裝、碼垛生產(chǎn)線”，并在大慶石化總廠塑料廠成功投入生產(chǎn)使用，翻開(kāi)了國(guó)產(chǎn)自動(dòng)稱(chēng)重、包裝、碼垛生產(chǎn)線應(yīng)用的新篇章。2004年哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制出的1600型基于FFS(Fonn-Fill-Seal)的高速高精度稱(chēng)重的全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線，可廣泛應(yīng)用于化工、石化、醫(yī)藥、港口、倉(cāng)儲(chǔ)等領(lǐng)域。該碼垛生產(chǎn)線能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)稱(chēng)重、包裝、碼垛，在高速稱(chēng)重時(shí)精度可達(dá)±2%,稱(chēng)重能力達(dá)到1200次/時(shí)，自動(dòng)裝袋速度800袋/時(shí)，碼垛能力能達(dá)到1200袋/時(shí)。上海交通大學(xué)機(jī)器人研究所和上海某自動(dòng)化裝備股份有限公司共同研制了TPR系列碼垛機(jī)器人，該機(jī)器人是四連桿機(jī)構(gòu)，手臂材料使用了高強(qiáng)度鋁合金，不僅降低了機(jī)器人重量，同時(shí)又節(jié)能環(huán)保，其效率可達(dá)到每小時(shí)1600袋，該機(jī)器人采用PC控制，能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)3D仿真及自動(dòng)干涉檢測(cè)，這樣可以極大地減少調(diào)整時(shí)間，提高了整體的生產(chǎn)力和系統(tǒng)的可靠性囚。淸華大學(xué)、北京郵電大學(xué)和北京理工大學(xué)共同開(kāi)發(fā)研制的TH50型號(hào)的碼垛機(jī)器人，己在江蘇賽摩集團(tuán)正式投入使用，可在旋轉(zhuǎn)70°的情況下每小時(shí)搬運(yùn)800袋，其負(fù)載為50kg。除此以外，天津大學(xué)和北京航空航天大學(xué)也正在致力于碼垛技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究。
中國(guó)某集團(tuán)公司第三六八廠研發(fā)的MD-H2000碼垛生產(chǎn)線，運(yùn)用在了水泥生產(chǎn)線上，釆用高位碼垛的方案，通過(guò)喂料、轉(zhuǎn)包、壓平、編組、推包、整形、分層等工藝流程，按照特定的順序碼垛，并自動(dòng)出垛等待叉車(chē)運(yùn)走。該生產(chǎn)線能夠保證連續(xù)的碼垛作業(yè)，空托盤(pán)自動(dòng)送入的過(guò)程和垛體輸出的過(guò)程同步，節(jié)約了運(yùn)行時(shí)間，碼垛生產(chǎn)線理論生產(chǎn)能力為每小時(shí)2000袋。由于我國(guó)生產(chǎn)力水平較低，科研人員比較少，大部分企業(yè)產(chǎn)品自動(dòng)化水平較低，先進(jìn)的碼垛生產(chǎn)線只在一些知名企業(yè)得到了適用。上世紀(jì)90年代開(kāi)始，青島、玉溪等卷煙廠"I將碼垛機(jī)器人運(yùn)用到了卷煙包裝生產(chǎn)線上，不僅減少了勞動(dòng)力，而且也降低了煙箱破損率。該碼垛機(jī)器人配備條碼識(shí)別器，可以實(shí)現(xiàn)多種品牌產(chǎn)品的碼垛。山東青島啤酒、北京燕京啤酒、廣州珠江啤酒、雪花啤酒等知名大型啤酒生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)采用部分全自動(dòng)和半自動(dòng)碼垛生產(chǎn)線，極大地提高了碼垛效率，現(xiàn)在的碼垛設(shè)備基本上可以實(shí)現(xiàn)每小時(shí)48000-60000瓶的碼垛要求。
判斷碼垛設(shè)備性能標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵是它的碼垛吞吐量的大小，操作的靈活性，消耗成本的多少，以及運(yùn)營(yíng)所需培訓(xùn)水平的高低和碼垛設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。盡管我國(guó)化工、酒類(lèi)、藥品、食品等生產(chǎn)企業(yè)己實(shí)現(xiàn)了一定程度自動(dòng)化生產(chǎn)流水線，在某個(gè)程度上提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)能力，但是我國(guó)的碼垛設(shè)備速度慢、靈活性低、可靠性不高，跟國(guó)外還有很大的差距。我國(guó)的科研人員還應(yīng)繼續(xù)努力工作，盡可能地縮短同國(guó)外技術(shù)水平之間的差距。

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