隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)越來越廣泛地應(yīng)用于軍工、醫(yī)療、服務(wù)等行業(yè)中，在提高工作效率、加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量、保障安全生產(chǎn)等方面發(fā)揮著重要作用．近幾年，市場競爭愈演愈烈，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高，尤其針對食品、飲料等行業(yè)，國家出臺了各種衛(wèi)生條件、生產(chǎn)環(huán)境等政策法規(guī)，禁止某些工藝采用人工操作以避免二次污染．無人化生產(chǎn)已成為一種必然趨勢，為此，國內(nèi)眾多飲料、食品生產(chǎn)商面臨生產(chǎn)線更新?lián)Q代的需求．目前，在我國飲料等包裝行業(yè)，諸如吸管投放、裝箱、碼垛等大部分工序仍依賴人工完成，工人勞動強(qiáng)度大，容易造成對產(chǎn)品的二次污染．我們可以模擬一種基于高速和重載搬運(yùn)機(jī)器人的新型果奶包裝生產(chǎn)線，分析該包裝生產(chǎn)線的工藝流程并進(jìn)行布局研究，同時，通過軟件對生產(chǎn)線進(jìn)行仿真．分析和仿真結(jié)果驗證了新型包裝生產(chǎn)線方案的可行性．最終，將整條生產(chǎn)線應(yīng)用于果奶包裝，可以大大提高了生產(chǎn)效率．
果奶包裝生產(chǎn)線工藝分析及布局
1、生產(chǎn)線工藝分析
筆者研究的機(jī)器人果奶包裝生產(chǎn)線，整個流程從單瓶果奶輸入、高溫殺菌冷卻到最終的成品箱碼垛，其工藝流程的設(shè)計需考慮以下兩方面：①工序集中于分散安排合理，工序集中可減少中間輸送、存儲、轉(zhuǎn)向等環(huán)節(jié)，工序分散可減少機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，在確保整條生產(chǎn)線運(yùn)行可靠、生產(chǎn)效率高的前提下合理安排工序；②各工序生產(chǎn)節(jié)拍平衡，該包裝生產(chǎn)線中傳送裝置兼有緩沖區(qū)功能，為保證生產(chǎn)線連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行，需確定各工序之間傳送帶的長度和運(yùn)行速度。
通過研究分析現(xiàn)有包裝生產(chǎn)線工藝流程，確定新型包裝生產(chǎn)線的工藝流程如下：①冷卻區(qū)完成對灌裝后的單瓶果奶高溫殺菌冷卻；②貼標(biāo)機(jī)完成對已冷卻的果奶貼標(biāo)及標(biāo)簽熱收縮緊固；③旋蓋機(jī)完成對貼好標(biāo)簽的果奶旋合加蓋；④小字符噴碼機(jī)完成生產(chǎn)日期等產(chǎn)品信息的噴印工序，之后由分瓶裝置進(jìn)行每4瓶1組的分瓶操作；⑤分瓶后的果奶采用Delta機(jī)械人借助視覺系統(tǒng)替代以前的人工完成習(xí)慣的投放；⑥膜包裝機(jī)對帶有吸管的4瓶果奶進(jìn)行膜包，并經(jīng)收縮機(jī)緊固外膜；⑦膜包后的果奶經(jīng)翻瓶輸送鏈由倒瓶變?yōu)榱⑵?，由告訴抓放機(jī)械手完成每5組為1箱的裝封箱操作；⑧成箱的果奶經(jīng)過螺旋輸送裝置經(jīng)由天橋輸送到碼垛區(qū)，由重載碼垛機(jī)器人完成碼垛。

 
2、果奶包裝生產(chǎn)線布局研究
結(jié)合車間實際情況并考慮調(diào)整維修方便，本生產(chǎn)線布局采用連續(xù)U型方式，物品運(yùn)行方向的改變有轉(zhuǎn)彎、螺旋輸送裝置完成，整條生產(chǎn)線布局緊湊，具有很高的靈活性。生產(chǎn)線布局如上圖1，該布局中，整條生產(chǎn)線緩沖區(qū)主要為傳送帶輸送裝置，緩沖容量的大小可通過改變傳送帶的長度與輸送速度來調(diào)節(jié)；在吸管投放區(qū)，裝箱機(jī)區(qū)與碼垛區(qū)采用高速和重載搬運(yùn)機(jī)器人代替人工操作；為提高工作效率，吸管投放單元采用串聯(lián)排列、并聯(lián)工作的雙機(jī)械手布置方式。

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