2017年9月，VDMA（德國機械設(shè)備制造業(yè)聯(lián)合會）對德國機器人和自動化的當(dāng)年預(yù)測增長率從7％提高到了11％。該行業(yè)在國際范圍內(nèi)也獲得蓬勃發(fā)展。隨著這一積極展望和即將展示的眾多創(chuàng)新成果的出現(xiàn)，居世界領(lǐng)先地位的各家公司將于2018年6月19日至22日相會在慕尼黑的automatica。來自食品和飲料、塑料以及包裝行業(yè)的參觀者們將會在這里發(fā)現(xiàn)諸多創(chuàng)新性自動化解決方案，并有機會與專家交換意見。
VDMA 機器人技術(shù)+ 自動化協(xié)會主席Norbert Stein博士評論德國市場的發(fā)展情況時談到：“今年的新接訂單量和銷售進展都大大超出了我們的預(yù)期，該行業(yè)在國內(nèi)的銷售額將超過140億歐元，在2017年首次達到了新的創(chuàng)紀錄水平?！?/p>
在全球范圍內(nèi)也可以感受到自動化技術(shù)所具有的經(jīng)濟重要性：根據(jù)國際機器人聯(lián)合會（IFR）的統(tǒng)計，到2020年，全球工廠將新安裝超過170萬臺工業(yè)機器人，從而使全球庫存總量增加至300多萬臺。
過去幾年中自動化行業(yè)的增長率高于平均水平是由于許多生產(chǎn)領(lǐng)域中變型數(shù)量迅速增加、工藝過程中需要越來越多地采用零誤差策略以及成本壓力不斷增加等因素所造成。這些要求只能通過更高的自動化程度、日益強大的系統(tǒng)和更加靈活的過程才能得以滿足。
多年來，汽車行業(yè)及其供應(yīng)商一直是自動化和機器人系統(tǒng)的最重要的用戶。該行業(yè)領(lǐng)域中所使用的是最先進的自動化過程，而許多其他行業(yè)也在不斷加大采用高度自動化解決方案來提高其效率和成本效益的力度。塑料、食品和包裝領(lǐng)域的公司也在越來越多地采用創(chuàng)新性自動化方法來提高其競爭地位。然而，與具有開拓性的汽車行業(yè)相比，這三個行業(yè)尚需奮起直追。
下面我們將通過代表著整個自動化應(yīng)用領(lǐng)域的食品和飲料、塑料以及包裝領(lǐng)域的示例，來看一看如何利用智能系統(tǒng)解決方案滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)廠的要求。
應(yīng)用示例1：汽車塑料組件的生產(chǎn)
行業(yè)：塑料
公司：ABB自動化有限公司（ABB Automation GmbH）
汽車供應(yīng)商SMP德國有限公司專門生產(chǎn)用于汽車內(nèi)飾和外飾組件的塑料零件。在多瑙河河畔諾伊施塔特的SMP工廠中，ABB機器人在 FRIMO集團有限公司生產(chǎn)的全自動生產(chǎn)線上，處理儀表板和門板等工序。ABB機器人在兩個層面上應(yīng)用，從而使生產(chǎn)區(qū)域達到最佳利用效果。他們從傳送帶系統(tǒng)中取出塑料部件，將其放入各種加工機器中，并將其傳遞至后續(xù)制造工序。例如，三臺機器人同時在一個銑床單元上完成組件加工，可縮短總加工時間。由于使用的是特別適用于銑削的IRB 2400型機器人，使路徑精度有所增加，從而提高了生產(chǎn)質(zhì)量。在用于門板制造的層壓機中，中間層的提取機器人IRB 6650通過“握手”將組件直接傳送給上層的IRB 6620機器人，機器人用兩個包邊系統(tǒng)進行前門和后門修整，從而確保這些系統(tǒng)達到最佳利用效果。塑料薄膜在包邊過程中折疊并通過連接過程固定到運載裝置部件的背面。該SMP工廠大約使用了130臺ABB機器人。
應(yīng)用示例2：醫(yī)療器械塑料部件的生產(chǎn)
行業(yè)：塑料
公司：史陶比爾機器人技術(shù)系統(tǒng)有限公司（St?ubli Tec-Systems GmbH Robotics）
法國制造商Plastibell是公認的醫(yī)療器械、診斷設(shè)備和連接器塑料部件（例如透析袋）的專業(yè)制造廠家。按照最嚴格的衛(wèi)生要求對所有生產(chǎn)步驟進行安全控制是醫(yī)療領(lǐng)域的關(guān)鍵要求之一，Plastibell通過使用適當(dāng)?shù)淖詣踊蜋C器人系統(tǒng)滿足了這一要求。此應(yīng)用中使用了一臺史陶比爾 RX160型機器人進行注塑機卸載。要做到這一點，大型六軸機械手要使用一個U形真空夾具，從刀具中抽出兩個不同的注塑部件，分四批完成，供后續(xù)加工工序使用。一臺超快速、緊湊型TX90六軸機器人用真空夾具抓取由下部部件和蓋子組成的杯子，并將它們疊放在一起，用于最終揀選和包裝操作。這兩種型號的史陶比爾機器人已經(jīng)在標準版本中滿足了Plastibell的適用潔凈室要求，因此可確保在生產(chǎn)過程中符合衛(wèi)生規(guī)范。
應(yīng)用示例3：塑料組件的組裝和粘接
行業(yè)：塑料
公司：庫卡機器人有限公司 （KUKA Roboter GmbH）
“在各個操作領(lǐng)域中以塑料代替鋼鐵”是WKT Kunststofftechnik GmbH公司的座右銘。在每件產(chǎn)品開始生產(chǎn)時組裝和粘接各種塑料組件。生產(chǎn)用于各種尺寸和長度的通用塑料螺紋螺桿的一個必要的準備工作步驟是將三個組件螺母（正方形或六邊形形狀）、螺紋桿和墊圈連接在一起。由于熱固性塑料無法焊接，所以需要使用特殊的粘合劑進行組件連接。用于此類組件制造的工序需具備最佳精度。WKT使用庫卡機器人有限公司的一款小型機器人對此項任務(wù)實施自動化操作，將錯誤率降至零，使生產(chǎn)力得到提高。
應(yīng)用示例4：利用機器人進行飲料瓶搬運
行業(yè)：食品和飲料
公司：安川電機歐洲有限公司（Yaskawa Europe GmbH）
安川電機與AirGrip開發(fā)了一種利用機器人進行飲料瓶搬運的夾具解決方案。 這種獲得專利的工具安裝在Motoman型搬運機器人上，可針對箱子、托盤和多包裝容器中的玻璃瓶和塑料瓶提供安全、靈活和快速的裝/卸操作。穩(wěn)定、堅固的橡膠柄口可確保瓶頸牢固地固定，即使在高速應(yīng)用中也不會損壞瓶蓋。瓶子利用壓縮空氣拾取。 配備有一臺或兩臺（可選）機器人的分揀臺使AirGrip系統(tǒng)更加完善，可以完成單瓶以及含0.5、1.0、1.5或2.0升瓶裝容量在內(nèi)的多瓶的自動進料。挪威飲料制造商Roma Mineralvannfabrikk成功地使用了這種包括分揀臺在內(nèi)的AirGrip系統(tǒng)，由于灌裝能力提升，其銷售額提高了約30％。該系統(tǒng)上使用了安川電機的兩臺Motoman型機器人：一臺具有800千克裝載能力的5軸重型SP800機器人和一臺具有500千克裝載能力的4軸MPL500型碼垛機。
應(yīng)用示例5：飲料生產(chǎn)過程中的檢驗任務(wù)
行業(yè)：食品和飲料
公司：康耐視（Cognex）
知名制造商將康耐視機器視覺和識別系統(tǒng)用于生產(chǎn)、包裝、搬運和物流過程自動化。在食品和飲料的生產(chǎn)中，利用該系統(tǒng)執(zhí)行瓶蓋、飲料灌裝水平、耐久性日期或批號的OCR識別，以及安全密封的完整性驗證或正確分份等檢驗任務(wù)。在食物分份期間，一臺輪廓激光器通過三角測量方法生成三維圖像并計算出分份的體積。對預(yù)期數(shù)量和實際數(shù)量進行數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)后確定輸出結(jié)果，并將結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給不同的控制器。通過康耐視設(shè)計器的用戶界面，即使是復(fù)雜的應(yīng)用程序也可以通過拖放方式方便地進行設(shè)置，從而節(jié)省用戶進行系統(tǒng)設(shè)計的時間和成本。利用拾取和放置機器人進行位置檢測以及在整個供應(yīng)鏈中通過一維或二維條形碼進行追溯，是康耐視視覺系統(tǒng)、視覺傳感器和條形碼閱讀器的一部分典型應(yīng)用。利用這些系統(tǒng)可確保消費者獲得質(zhì)量完美無缺的食品并減少采取費用高昂的召回行動的風(fēng)險。
應(yīng)用示例6：食品包裝
行業(yè)：食品、包裝
公司：川崎機器人公司（Kawasaki Robotics）
EEP-Maschinenbau公司和DI Christl公司開發(fā)出了一條Eat the Ball自動化生產(chǎn)線，在這條生產(chǎn)線上制造和包裝被設(shè)計為美式橄欖球、足球和冰球形狀的球形面包卷。面包卷首先穿過產(chǎn)品運載裝置的一個可視化系統(tǒng)。將檢測到的不合格產(chǎn)品或缺失產(chǎn)品信息傳輸給川畸機器人公司的四臺YF003N型三角機器人，然后將這些面包卷從運載系統(tǒng)移到輸送鏈上，進入后續(xù)包裝過程。運載系統(tǒng)和機器人系統(tǒng)的夾持技術(shù)可以處理不同的形狀（橢圓形、圓形和圓柱形）和表面的所有變型，無需改造。機器人系統(tǒng)的夾持技術(shù)選用了帶有大容量真空罐和多重過濾系統(tǒng)的高性能真空系統(tǒng)，也使得每臺機器人系統(tǒng)可以實現(xiàn)0.5秒以下的快速傳輸周期。經(jīng)過額外的質(zhì)量控制和自動化包裝工序后，包裝好的面包卷被放置在一個深冷凍儲存系統(tǒng)中。整個系統(tǒng)的應(yīng)用，使Eat the Ball公司的產(chǎn)品能夠以經(jīng)濟實惠的方式完成包裝過程，同時由于具有高度的自動化和靈活性，可確保產(chǎn)品符合食品領(lǐng)域嚴格的質(zhì)量要求。
應(yīng)用示例7：包裝材料的質(zhì)量保證
行業(yè)：包裝
公司： 伊斯拉視像股份公司（ISRA VISION AG）
瑞士包裝集團Model AG使用伊斯拉視像的工業(yè)機器視覺系統(tǒng)，對其深加工的質(zhì)量保證過程實施自動化操作。該公司不僅印刷內(nèi)部生產(chǎn)的包裝，而且還生產(chǎn)瓦楞紙板等包裝材料，因此整個過程鏈中的質(zhì)量保證過程面臨著特殊的挑戰(zhàn)。Model AG公司可以利用伊斯拉視像的PaperMASTER對包裝紙張和紙板進行檢驗。此外，還可以對紙張中的色斑、壓力偏差以及夾雜物或雜質(zhì)等缺陷進行檢驗和分類。利用CartonSTAR解決方案，可以對印刷圖像進行可靠的控制并對印刷紙板材料進行檢驗。采用這種方式，可確保將有缺陷的紙箱檢驗出來并予以排除，保證客戶收到完好無缺的包裝材料。憑借伊斯拉視像的機器視覺系統(tǒng)，Model AG可滿足客戶對零缺陷生產(chǎn)的要求，同時可避免生產(chǎn)過程中因紙邊緣斷裂或撕裂而造成停機。自從安裝了這些檢驗系統(tǒng)以來，Model AG的停產(chǎn)次數(shù)大大減少。
應(yīng)用示例8：機器視覺確保鋁制容器質(zhì)量無差錯
行業(yè)：包裝
公司：施特默影像（STEMMER IMAGING）
瑞士公司Leuthold Mechanik AG（HLM）制造的系統(tǒng)所生產(chǎn)的鋁制容器，供包裝動物飼料和食品等使用。其質(zhì)量保證的核心要素是施特默影像的機器視覺系統(tǒng)。采用這種系統(tǒng)可生產(chǎn)出高質(zhì)量的鋁制容器，供裝填動物飼料、果醬、糕點或咖啡粉使用。該公司還開發(fā)出了類似的系統(tǒng)，用于完全不同的物質(zhì)，例如用于吸入器等醫(yī)療產(chǎn)品的燃料膏或包裝。作為一種基材，鋁的價格相對高昂，因此容器壁應(yīng)盡可能薄，以保持較低成本。另一方面，危險性會隨著材料厚度的減小而增加，在成型過程中可能由于原材料中的夾雜物或高電壓而產(chǎn)生孔洞，使容器泄漏，因而無法使用。因此，必須對缺陷容器進行識別和分撿，否則便會使內(nèi)容物承受變質(zhì)的風(fēng)險。由于生產(chǎn)速度較快并要求進行100％的監(jiān)測，只有借助合適的機器視覺系統(tǒng)才能完成質(zhì)量檢驗。這樣做可以降低所需基材的成本，并確保容器質(zhì)量無差錯。
應(yīng)用示例9：小瓶和安瓿自動記數(shù)
行業(yè)：包裝
公司：VMT視覺機器技術(shù)有限公司（VMT Vision Machine Technic Bildverarbeitungssysteme GmbH）
VMTMultiCount是一個用于對醫(yī)療技術(shù)和藥劑學(xué)中使用的小瓶和安瓿進行自動計數(shù)的系統(tǒng)。由于結(jié)合使用了最先進的照相技術(shù)、照明技術(shù)和算法，裝有醫(yī)用物質(zhì)的藥物容器在包裝之前便得到安全可靠的計數(shù)。該系統(tǒng)可以單獨使用或集成到生產(chǎn)線中使用，具有極大的靈活性和易用性。例如，容器可以任意排列，不必遵循特定的規(guī)則。容器的容量可以從1毫升到100毫升，直徑從5毫米到50毫米不等，可以用塑料、透明或有色玻璃等各種材料制成，也可以使用不同顏色的瓶蓋。 所有的測量和結(jié)果都被記錄和記錄。由于采用這種基于計算機的計數(shù)系統(tǒng)，以前所需的手動計數(shù)程序已經(jīng)得到完全自動化，且計數(shù)結(jié)果準確可靠。
德國慕尼黑國際機器人及自動化技術(shù)貿(mào)易博覽會（automatica）簡介
automatica是一個國際性的機器人和自動化貿(mào)易展會，吸引了一體化裝配解決方案、機器人、工業(yè)機器視覺和專業(yè)服務(wù)機器人領(lǐng)域的制造商和用戶。伴隨著制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，人機協(xié)作和專業(yè)服務(wù)機器人等熱門話題， automatica在引領(lǐng)工作4.0的概念方面做出重要貢獻，指引人類承擔(dān)前所未有的職責(zé)。在上一屆的2016年慕尼黑貿(mào)易博覽會中，共計有來自47個國家和地區(qū)的833家參展商展示了其產(chǎn)品和解決方案，接待了來自100多個國家和地區(qū)的43,052名參觀者。貿(mào)易展會的贊助商德國慕尼黑國際博覽集團和VDMA Robotics + Automation公司是automatica工業(yè)驅(qū)動理念的有力推動者。automatica每兩年舉行一次。下一屆博覽會將于2018年6月19日至22日在慕尼黑舉行。
The smarter E Europe（歐洲智慧能源展）
與automatica類似的The smarter E Europe將同時進行Intersolar和ees Europe展覽以及兩個新能源展覽，Power2Drive Europe和EM-Power。作為強化新能源解決方案的創(chuàng)新中心，The smarter E Europe將展示未來的跨行業(yè)能源解決方案。
Messe München 集團簡介
慕尼黑博覽集團是世界領(lǐng)先的展會主辦方之一，每年在慕尼黑及海外舉辦50余個大型國際博覽會，涉及資本產(chǎn)品、消費品和高新科技三大行業(yè)。每年共有5萬余家參展商和超300萬名觀眾齊聚慕尼黑展覽中心、慕尼黑國際會議中心、慕尼黑會展與采購中心參加展會。
此外，集團在中國、印度、巴西、俄羅斯、土耳其、尼日利亞、越南、伊朗及南非等國家舉辦各類專業(yè)博覽會，并不斷拓展其海外市場。集團的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋全球，不僅在歐洲、亞洲、非洲和南美洲擁有數(shù)家子公司，還在全球100余個國家設(shè)有70多個海外業(yè)務(wù)代表處，慕尼黑博覽集團面向全球，著眼世界。