2012年是机器人工业兴旺发达的一年，机器人工业协会(RIA)今年2月发布的统计数据显示：“2012年是机器人销售表现最好的一年，全年美国机器人市场销量为22,598台，价值14.8亿美元，与2011年的19,337台相比增幅明显。日本则紧追美国排在第二位。”

RIA市场分析总监Alex Shikany表示，与2011年相比，订单的增加使得北美市场销量及销售额分别增加了17%和27%。汽车行业仍然是北美机器人市场最重要的推力，销往北美汽车OEM厂商和汽车零部件供应商的机器人大幅增加了47%和21%。机器人的销量在以下行业也有不同程度增长：金属加工（+12%），生命科学/制药（+3%）。应用方面，装配（+40%），点焊（+37%），弧焊（+24%），喷涂与点胶（+13%），物料操控（+3%）。

Flexicell公司销售副总裁斯图尔特·库柏援引RIA的文章说： “2013年机器人工业将步入繁荣”，“今年将大有可为，特别是在包装和堆垛领域。”他说：“鉴于包装业投资回暧以及自动堆垛设备越来越受欢迎，预计2013年将会加速增长。”

下面列举的四个典型案例，涵盖了不同的工业领域，如医疗诊断、烟草、零食、机械及发动机部件等。这些案例通过将机器人整合到包装工序当中，获得了丰硕的成果。

在医疗诊断组件包装线上，双臂比单臂更好。

自1989年以来，一家位于布莱克斯伯格名为TechLab的科技实验公司一直生产一种用于临床实验的快速、无创肠道检测组件。2012年中段，该公司为了应对日益增长的化学检测组件的需求，在莱德福特开通了第二条生产线。在设计新设备的一条包装线时，该公司根据前期的经验建造了第一条自动装置。TechLab 的生产主管斯蒂芬·莱斯特回忆说：“开始的时候，我们的产品全部是手工包装，我们要安排好几个操作工一个一个地把单个部件放进预先成型的包装里，并用手工封合。”

TechLab的首次尝试自动化包装是与ESS技术公司密切合作将一台FANUC LR Mate M430机械手拾放型机器人引入到药品包装。这台机器人被用于拾取部品到一条输送皮带上，再由皮带把部品进给到一条入门级的打包流水线上。这样一来，TechLab包装线的速度提升到35包/分钟，并且投入的人工也由7、8人减少到2人。

莱斯特回忆说：“自从莱德福特的生产线开通以来，这台半自动线的产品打包数量获得了几何级的增长。”这也推动TechLab进一步升级生产线的自动化水平。在其第二代自动化设备引进中，TechLab向ESS公司订制了一台TaskMate机器人进料装载系统，该系统包装一台FANUC LR Mate 200iC 6轴机器人和一台FANUC M-1iA高速delta堆垛机器人。第一台机器人将医疗诊断检测组件的不同部件一个一个从一个不锈钢托盘上取出并放到一条分段运输带上，每当分段运输堆满时，第二个机器人一次性拾起所有部品并按照正确的方向送到一台Campbell Wrapper公司生产的流水打包线上。两台机器人的结合将包装线的速度提升到90包/分钟，提升了两倍还多。

莱斯特说：“我们选择机器人，特别是小型M-1iA机器人的目的是为了缩减生产线的占地空间。把各种部品送入流水打包机有大量不同的方式可供选择，但这些方式都会产生较大噪音或者需要不小的空间来实现80-90包装/分钟的打包速度。”

其中一个关键环节是选择采用FANUC’s iRVision®的视觉技术的托盘取料系统。TechLab用同一条流水打包线包装两个型号的产品。两个产品尺寸相似，其中一个更深一些。两个产品都是用一样大小的托盘供给到流水线上，一个产品待包装时装在一个单层摆放的托盘上或由货运纸垫分隔开来的三层堆叠的托盘上。第二个产品待包装时排成七排且彼此被分隔开，每排有六个部品层层叠放。莱斯特解释说：“这样一来，机器人需要具备视觉能力来识别不同的产品，能找到其准确位置，且能识别是否有隔卡或货运纸垫，还剩多少个产品在托盘里。”

两个机器人的机械手均采用真空吸附盘，可以尽可能减少对部品的损坏。莱斯特说：“相比较某些金属或塑料材质的夹钳来说，硅胶吸附盘更好用。此外，为了获得必要的流转速度并确保较长的使用寿命，使用真空吸附更有用一些。

自从2012年6月安装自动化系统后，TechLab位于Blacksburg的生产线的产能提升了10%， 生产排班也由12小时五班制改成了4-8-4轮班制。莱斯特说：“把这些算在内，使用旧机器，这可让我们仅用时8-12小时就可生产15000套产品。现在我们可在五个工作日内轻轻松松生产30000套产品”

他说：“我们的生产效率已经大大提升。也减少了退货数和停机时间。这真正让我们的生产紧跟生产计划甚至略微提前完成。”

Caterpillar新型机器人装箱系统提升了速度和灵活性

近来，在XPAK和ABBA公司的通力合作下诞生了一项技改项目，XPAK公司用一台机器人来替代带有大量调节杆、轮和控制盘的复杂而老式的装箱机。这款ROBOX™机器人装箱机使用一个固定工具使纸箱由平叠状态成为立体箱型并封上胶带，其操作空间为8 x 8英尺，空间上比老式的装箱机缩减30%。

XPAK公司的开发部副总裁说：“ ROBOX为我们翻开了新的一页，我们不想落入仅仅为了替代老式机械装置而使用机器人的陷阱，我们不得不改变我们对机器人想当然的使用方式。这不仅只是一个包装技术的革新，它是我们考量并满足客户需求的方式的变革”

在XPAK看来，ROBOX的工程设计能够满足包装行业一些新的需求。该公司说：“以前的生产大多是长订单，且多是标准包装。但现在的终端用户则对按需包装、短订单、组合多样包装和个性化的异形结构更感兴趣。”

因应这一行业趋势，需要这类系统不用改装就能应付按需生产。它的小量占地空间和简单设计使它适合与现有包装线整合在一起，且比老式系统更能应对更短的交货周期。这款机器人也能完成其它任务。XPAK指出，这种灵活性在减少维护时间、免除订单切换时间、提升安全性、提高生产效率和降低劳动成本方面带来了额外的节省和收益。

在Caterpillar 公司位于Clayton, OH的部品与物流分部，ROBOX正在部品配送操作中被用于操作各种不同尺寸的纸箱。Caterpillar使用该装置进行成箱、贴标、把瓦楞纸箱送入下一工序装入商品的操作。Caterpillar对该系统的灵活性和适用性特别喜爱，其在不同尺寸的纸箱间进行操作切换时毋须进行调机。

“系统的逻辑程序含有不同箱盒尺寸的菜单，这种砧形设计的封闭框架允许联接设备在数分钟内实现切换，而且设置时不会有纸箱废品产生。”Caterpillar部品与物流分部的项目经理Adam Farmer说。

他接着说：“这对Caterpillar来说具有十分重要的意义，这是由于打包过程中的纸箱尺寸变换次数非常多且运转相当慢。因为这种利害关系，这台机器将会在全部三个班次满负荷运转，并且以4倍于手工包装工序的速度运行。”

零食葵花籽以100包/分的速度进行封包。

SunGold食品是Fargo旗下的分公司，是一家农产品加工企业，生产一种袋装炒葵花籽。2012年底在Lubbock新开一间工厂，其带壳炒瓜籽的产能可达2500万磅/年，并且还有预留空间，在市场需求增加的情况下把产能提高一倍。

该厂复制了位于Horace的4.25盎司包装的第二条打包线的成功经验，安装了一台Wexxar WF20张袋机和一台Belcor BEL 250封包机（也购自Wexxar）。然而Horace工厂是通过人工把28袋装成一箱，而Lubbock工厂则从Flexicell购买了一台全自动拾取和打包系统。

“SunGold对该新系统的要求是能够以100-200包/分钟的速度把28个分包装放进一个纸箱，并且实现不低于99.5%的装袋率。”SunGold食品的运营经理Patrick Pfaff说。“公司目前已经在其它分公司安装有4台FANUC机器人并大获成功，因此SunGold也为这一系统定制了一台FANUC robot机器人。

Pfaff 说“这套收尾系统使用一台FANUC公司的 LR Mate 200iC 电力伺服驱动的具有6自由度的迷你机器人。机械手是8个真空吸嘴，两个真空吸附器可精确地拾取并装入一个软包装袋中。机器手每次将四小包送入一个仓斗，直至装满28包后再推入一个纸箱”。“之所以选择这套设备是因为它能够牢牢地抓取并在移动中吸住软包装袋，同时确保包装袋完好无损。

在打包过程中，带壳葵花籽通过一个垂直的张口/充填/封装机器进行包装。这些4.25盎司装的软包装袋以100包/分钟的速度进入一条Flexicell公司的高速倾斜输送皮带。经过4英尺长距离的输送进入另一个高速皮带时予以分开。每个软包装接着被转移到一个固定在跑道式皮带的滑板上。一旦四个滑板装满，就被送到FANUC 机器人工位，由机器人把四个软包装袋拾取并放进一个仓斗内。

同时，Wexxar张箱机打开一个箱子，并由一台Belcor封箱机封住纸箱底部摇盖。箱子接着被送到Flexicell 充装站并翻转过来放置。等到仓斗装满七批28个零售包装后，就被推入到待用箱中。接着纸箱被推回到输送带并传送到另一台封箱机进行封箱，还要通过一台Markem Imaje贴标机进行贴标。最后一个步骤是人工装到托盘上。“我们的最终方案将是用机器人堆垛系统来替代人工”Pfaff说。

谈到全自动系统的好处，Pfaff说：“最大的好处是人工的节省和极稳定的产出。每个班可减少一个工人且能够实现8小时不间断生产。其它的好处是计数准确和包装非常洁净。”

中国烟厂通过引进先进的自动化系统提升竞争力

由于中国卷烟市场的竞争力与日俱增，越来越多的卷烟公司开始升级他们现有的自动化生产技术，并在生产线上引进智能机器人技术。

位于中国东部浙江省的一家名为杭州卷烟厂的公司，这是一家被国家烟草工业列为36家重点企业之一的国有企业，也是在杭州企业排行榜中位列第26位的大企业。为了顺应工业化的潮流，这家烟草企业不断引进新设备和新技术来节省人工和能源，减少排放，并提高企业综合竞争力。

在2011年杭州卷烟厂搬迁到一个总投资达1.62亿美金的新厂，那时，中国一家包装媒体的记者有幸参观了工厂并领略到了自动化技术的风采。

拆包并清洁

在香烟生产前，一个必不可少的环节是对片烟进行预处理以提升其香烟的口感。在杭烟新厂的预处理车间安装有三条拆包线，即KUKA公司的一种双标6轴的机器人。

该厂的生产经理说：“在运输过程中有很多无法预知的影响因素，比如变形”。“拆包线首先扫描包装箱上的条码以获得相关信息，接着由KUKA机器人自动完成拆包。”片烟到厂时有薄膜封裹，由天地盖加围套组合包装。机器人首先去除天盖，接着翻转包装并去除底盖。待天地盖移开后，由另一台机器人撕开围膜。

KUKA机器人可以根据产品标准进行调整，机械爪可根据需要进行调整以获得不同的功用，从而增加了拆包线的灵活性。

预处理之后，片烟被输送到烟丝车间，烟丝车间是全自动操作。烟丝车间是一个密闭的环境，在那里对片烟进行高温和湿度平衡处理，以便使烟丝易于切割和混合。切好的烟丝即刻装入一个周转箱内，以备送入下一工序。

烟丝包装的难点在于怎样完全避免混入周转箱内残留的烟丝。这是使用机器人之后困扰杭烟的难题。这位生产经理说：“在杭烟，KUKA 6轴机器人承担着另一项重任：清洁”。机器人被用来清除周转箱内的残留烟丝，同时把新烟丝装入周转箱内。

Gantry机器人帮助实现自动化仓储

杭烟运用新型机器人技术的另一个领域是提升其在仓储物流方面的自动化水平。它的自动化存储和取回系统的作用在于为工厂节省空间，减少人工、废品和资金积压，避免出错，提高物流效率等等。

该厂的烟丝仓库引进了中国首台桁架机器人（KUKA出产）。该生产经理说：“我们于2012年8月引进KUKA桁架机器人”。“它的特点是高速及高度的灵活性，典型特征是其首轴平行架构具备3.3米/秒实测速度，从而大大延伸了操作空间。两个机器人每小时能够处理五百个箱，相当于四台半普通机械的功用”。KUKA桁架机器人的先进性在于其平行移动时，其它五个轴会紧密配合。

在同一仓库内，杭烟也存放着成品烟箱，有些甚至存放较长时间。因此，纸箱的密封对香烟的保鲜就显得尤为重要。在该生产经理看来，桁架式机器人的夹钳精度很高，抓取误差不超过5 mm，这样便可保证纸箱的紧密性。该机器人的夹钳系杭烟自行生产，空压机和吸盘则由Schmalz提供。

杭烟现在的年产量已经达到100万标箱。展望未来，公司计划继续在技术改进上下功夫，确保公司屹立在烟草行业的前列。

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