幾乎每個人都見過（如果不是在現實中，至少也是在電視上）執行不同任務的工業機器人。機器人通常用來完成繁重或者要求優異質量產品的任務。本文關注機器人在食品、飲料生產和配送中的應用。

機器人通常用于具有連續重復運動序列、極其單調的任務中，或者必須搬運重型負載的場合。嚴苛的工作環境如深度冷凍溫度或高質量要求也會離不開機器人。使用機器人可能有100條不錯的理由，但在大多數情況下，經濟考量才是購買機器人的決定性因素。

當站在機器人的角度來觀察內部物流時，你可以區分兩類不同的市場，也就是生產線上的機器人應用以及在產品配送中的機器人技術，它們具有完全不同的技術挑戰。

生產線上的機器人技術

在食品與飲料行業，大多數生產線都實現了高度自動化。因此，機器人已在食品與飲料行業應用多年。讓我們來看看機器人在這一消費品行業不同的應用，顯然大多數機器人被用來完成包裝或生產線終端的碼垛任務。上述應用領域以搬運有限數量的不同產品為特點。這意味著機械手末端工具（夾具）可特別為專門的任務而設計。速度以及吞吐量因而成為主要問題。

機器人控制器和一些其他主要的部件在市場可以買到。機器人集成商提供了為客戶特定的解決方案，其中通常包括單元布置、夾具設計或修改，連接更高水平可編程序邏輯控制器（PLC）的通訊接口以及整個機器人單元的安裝與調試。

調試通常要涉及所謂的機器人示教。這是最簡單的機器人路徑編程方法。在許多情況中，這些應用經過嚴格標準化和技術優化，以致甚至可成功應用于單班作業。機器人價格下跌，加上性能不斷提高，都推動了機器人的應用。


機器人在配送中的應用

機器人技術在配送中心的主要潛能在于揀選，實際上這是一個組合過程，包括從大量不同的貨盤（多達數千種）上卸垛，最終按照商店或超市的訂單將混合的貨物堆垛。

顯然，這要求采用特殊的夾具和傳感器技術、碼垛堆集算法和有效的內部物流概念。由于包裝類型和尺寸多種多樣，機器人再不能只要進行簡單編程即可。相反，這受到傳感器技術或碼垛堆集算法的控制，后者不斷計算目標托盤上不同的卸貨位置。然而，高的可利用性應該被列為最優先考慮的事項。

如果有人考慮在揀選通道上進行人工揀選，那么他不得不承認，通常來說機器人技術和自動化技術仍然遠不及揀選叉車所具有的傳感和夾取能力。因此，試圖復制這種人工過程沒有意義，而是應該關注工業機器人的特殊能力，實質上也就意味著關注可行性。基于這一背景，市場趨向于在離線碼垛堆集算法的基礎上分成分層卸垛和單揀選混合碼垛堆集。

機器人技術在配送中心的主要潛能在于揀選，包括從大量不同的貨盤上卸垛，
最終按照商店或超市的訂單將混合的貨物堆垛。

分層卸垛

數千種不同的產品會有許多各式各樣的包裝類型以及多種尺寸和重量。這種多樣性在處理時比較復雜，效率也不高。然而，如果你將這些產品看成一層，那么就會發現它們都有類似的層尺寸（取決于托盤尺寸）、平的頂表面和底表面。整層揀選比單箱揀選更為可行。常規的分層卸垛夾持器依靠真空和夾緊力工作。在過去的幾年中，許多帶有摩擦輥，基于卷起（roll-up）機理的新型分層卸垛夾持器紛紛得到成功開發和應用。

混合碼垛堆集

混合托盤貨物碼垛堆集算法的所有發展都顯示，只有對整個托盤貨物進行離線計算才能提供必需的貨物密度和穩定性，尤其是在配送周轉速度較慢的食品時。不幸的是，這要求在碼垛堆積過程中對包裝箱進行精確排序。離線算法直接與倉庫管理系統相連，并且在實際揀選過程開始之前分析整個商店或超市的訂單。在這種機器人單揀選應用中，視單元布置而定，吞吐量可高達1000箱/小時。

在配送飲料時，可能會牽涉其他碼垛堆原則，如因含有各色產品而得名的彩虹托盤（rainbow pallet）的高速層成形，或多層碼垛堆集。但上述原則也要求一定的堆垛順序。然而，這對倉儲物流的總承包商來說意味著什么呢？通常，一份商店或超市訂單（包括周轉速度較慢的產品、B產品和C產品）的主要部分都是單個包裝箱訂購而非整層訂購形式。

在完成分層卸垛之后，每層的剩余部分必須緩存。另一方面，混合碼垛堆集要求對即將堆垛的包裝箱預先計算順序。在這兩類基本的機器人應用之間，為了體現全自動倉儲概念，緩存和排序系統必不可少。這一緩存和排序模塊可以是基于輸送機技術的料盒式自動倉庫系統（ASRS）或者按序釋放模塊。

結論

食品與飲料的生產實現了高度自動化，機器人已經成功應用多年。同樣，食品與飲料的配送要求采用在一定程度上適合機器人技術的內部物流概念。然而，這些概念的最終成功在很大程度上要取決于倉庫管理員（終端客戶），總承包商和機器人解決方案提供商之間的密切合作。