雖然機器人技術(shù)已經(jīng)存在數年并且已經(jīng)在材料處理、組裝和加工中廣泛應用，但是在今天仍然未看到它十分受歡迎。

　　商業(yè)情報機關(guān)，PMMI，包裝和加工協(xié)會(huì )研究"2014年機器人市場(chǎng)評估趨勢"表明，越來(lái)越多的制造企業(yè)在機器人技術(shù)中投入更多資金，因為它可以創(chuàng )造更多的就業(yè)機會(huì )、更加安全而且能夠提高生產(chǎn)力。事實(shí)上，從2008年到現在，機器人的使用率已經(jīng)從20%增長(cháng)到75%。

　　隨著(zhù)科技的進(jìn)步、成本的降低以及易用性的提高，機器人技術(shù)已經(jīng)在許多自動(dòng)化工業(yè)中廣泛應用。

　　回顧過(guò)往，放眼未來(lái)

機器人技術(shù)的可靠性和精準性已經(jīng)讓它在包裝工業(yè)中廣泛應用。然而，從歷史上看，機器人僅用于碼垛和裝箱。隨著(zhù)科技的進(jìn)步，機器人正在不斷擴大其包裝功能，如拾放操作和裝盒應用。而且其處理任務(wù)方面的功能也在不斷擴展，如切割和涂層。

　　2014 PMMI研究表明，受訪(fǎng)者預計機器人將通過(guò)與食品行業(yè)直接聯(lián)系、增強職工空間感、更高精度、排序功能、更快速度以及起重能力重新定義制造業(yè)運作。

　　機器人所扮演的角色比以往任何時(shí)候都要顯著(zhù)。實(shí)施安全措施對于確保機器人連續運行和在包裝操作中顯示最佳性能十分重要。

　　安全第一

機器人技術(shù)改變了包裝行業(yè)的維護需求。通用型安全解決方案不再適用于新一代包裝機械。各種設備應該考慮安全控制、安全光幕和安全激光掃描儀，確保機器人技術(shù)完全安全，減少產(chǎn)品損壞。

　　隨著(zhù)機器人系統大規模靈活發(fā)展-與生產(chǎn)線(xiàn)聯(lián)系越來(lái)越緊密-強化保障措施，與操作員更好的溝通是十分必要的。

　　在過(guò)去，包裝行業(yè)中維護方案一般都遵循"If X, then Y"的邏輯。簡(jiǎn)單安全模塊和防范監控控制器能滿(mǎn)足大多數包裝操作需求。通過(guò)引入靈活機器人技術(shù)-機器人可以使用復式線(xiàn)和職責執行多個(gè)任務(wù)-安全措施變得更加復雜。

　　安全保護控制器：一臺機器人需要多個(gè)保障措施在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮作用，如急停按鈕、光幕和安全開(kāi)關(guān)。除此之外，這些不同功能需要能與另一個(gè)彼此獨立和聯(lián)合操作。

　　安全保護控制器提供集成方法，降低管理多重安全裝置的操作風(fēng)險。例如，如果一臺機器有急停按鈕、雙手控制、安全光幕和聯(lián)鎖安全開(kāi)關(guān)，那么安全保護控制器就可以?xún)H用多種安全模塊或安全PLCs成本的一小部分來(lái)管理所有操作。 安全保護控制器也可以提供多個(gè)與安全相關(guān)的功能，如靜音或繞過(guò)安全光幕、外部設備監控（EDM）、監控手動(dòng)復位功能和邏輯功能來(lái)創(chuàng )建不同區域和條件邏輯。

　　可視狀態(tài)指示：隨著(zhù)機器人和人類(lèi)合作越來(lái)越密切，讓每一個(gè)操作員知道維護狀態(tài)是十分必要的?？梢暟踩珷顟B(tài)指示是一個(gè)快速增長(cháng)趨勢。緊急停止按鈕、聯(lián)鎖裝置和安全繩拉都增加了通訊、驅動(dòng)和停止條件。

　　照明緊急停止按鈕可以用黃色表示機器正在啟用或用紅色表示停止條件已啟動(dòng)。狀態(tài)指示不僅可以保護工人，也可以在包裝線(xiàn)上十分有效的確認問(wèn)題-尤其是當連接一系列按鈕時(shí)?？梢暊顟B(tài)指示可以讓操作員知道哪個(gè)按鈕被按下，讓他們迅速確定問(wèn)題是從何而來(lái)，使工人能夠迅速解決問(wèn)題，使該條生產(chǎn)線(xiàn)再次運轉。

　　光學(xué)保護技術(shù)：當機器人進(jìn)一步向上層包裝生產(chǎn)線(xiàn)整合時(shí)，就能夠增加機器人同人類(lèi)并肩工作的可能性。為了讓工人不引入笨拙的物理保護屏障，光學(xué)保護技術(shù)是機器人包裝應用中的最佳保障方案。

　　安全光幕：當機器人執行多個(gè)任務(wù)或支持多條生產(chǎn)線(xiàn)時(shí)就會(huì )呈現機器人單元的不同進(jìn)入點(diǎn)。比如，一個(gè)碼垛機器人單元在新托板和滑片處進(jìn)入，在充滿(mǎn)貨盤(pán)處退出。安全光幕能夠以最小的損壞度有效維護多個(gè)接入點(diǎn)。通過(guò)選擇性靜音安全光幕，貨盤(pán)和產(chǎn)品可以自由流入和流出單元，同時(shí)也可以保護工作人員遠離危險區域。

　　安全激光掃描儀：安全激光掃描儀采用脈沖激光掃描周?chē)h(huán)境，然后將掃描的信息和預先定義的區域進(jìn)行比較。如果掃描儀檢測到有物體侵入到機器人工作區域-比如人-就可以向保護機器發(fā)出停止信號。

　　區域激光掃描儀是多功能、非侵入性保障措施。不像其他硬性警衛設備，圍欄或安全氣墊，激光掃描儀的工作原理是沒(méi)有物理屏障的。安全激光掃描同時(shí)也是安全光幕不能有效覆蓋區域的利基包裝應用的理想解決方案。

　　直沖式額定設備：當機器進(jìn)入加工程序和初級包裝領(lǐng)域，它們就能夠和食品、制藥和其他常規直沖式材料接觸。這些機器人需要IP67 和IP69K額定保護裝置加以防護。直沖式安全光幕、急停和聯(lián)鎖裝置在包裝行業(yè)中越來(lái)越流行。

　　采用安全措施

保護機器人碼垛機：保護機器人碼垛機時(shí)會(huì )牽涉到多個(gè)安全功能。比如需要把安全設備狀態(tài)傳達給操作員。狀態(tài)監控確保一切運行順利、無(wú)安全隱患。

　　保護解決方案需要控制靜音安全光幕、聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)和緊急停止按鈕。解決方案也需要保護兩個(gè)輸送帶、兩個(gè)橫向進(jìn)給和一個(gè)空托盤(pán)到達處的叉車(chē)項目。

　　可編程安全控制器可使用一個(gè)模塊管理所有安全裝置，通過(guò)Ethernet IP連接安全狀態(tài)設備，控制安全設備可視指示燈。

　　維護檢查站：為了檢測機器人結果，操作員需要采用不影響安全的材料。從事拾放操作的機器人通過(guò)傳送帶置放物品，然后操作員檢測材料，確保包裝正確。

　　通過(guò)定義分層安全區和使用區域安全掃描儀，操作員可以保護自己免受傷害，也無(wú)需關(guān)閉生產(chǎn)線(xiàn)。安全掃描儀可以識別操作員預先輸入的指定警戒區，向機器人發(fā)送："你在警戒區，謹慎行事。"的信號限制其移動(dòng)。如果操作員繼續進(jìn)入警戒區域，相同的激光掃描儀可以識別移動(dòng)并發(fā)送完全停工信號。該方法允許操作員靠近機器人而不會(huì )影響他或她的安全或關(guān)停包裝線(xiàn)。

　　安全地墊也可以實(shí)現這個(gè)目的，但是它們費用昂貴，而且磨損很快。其他安全保護措施包括安全保護屏障和聯(lián)鎖門(mén)，它們雖然可以有效的維護一個(gè)區域安全，但是卻限制了操作員的靠近距離。

　　展望未來(lái)隨著(zhù)機器人技術(shù)的不斷發(fā)展壯大，包裝操作員需要額外的安全保護措施。為了提高效率、簡(jiǎn)化生產(chǎn)和最大化機器人盈虧，安全保護措施對于保護操作員免受意外關(guān)機，保護工作人員人身安全十分重要。

　　Mark Lamper，工商管理碩士，有超過(guò)七年的包裝消費品（CPG）行業(yè)服務(wù)經(jīng)驗。他是 Banner Engineering業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理，具有專(zhuān)業(yè)的銷(xiāo)售意識和工廠(chǎng)自動(dòng)化照明設備以及安全設備的專(zhuān)業(yè)知識。