رباتها در بسته بندی

ربات‌ها را مدتهاست که به عنوان کارگران خستگی ناپذیر و دقیق در صنایع مختلف از جمله بسته بندی می شناسیم. اما مانند هر کارگر دیگری، آن‌ها نیز دارای نواقصی هستند که در گذشته اغلب شامل مشکلات سرعتی، توان برداشتن بار، سهولت استفاده و البته قیمت بالای آنها بود. ولی فن‌آوری ساخت ربات‌ها، راه بسیار پر پیچ و خمی را طی نموده تا این ابزار کارآمد را سریع تر، دقیق‌تر و قوی‌تر تولید کند و البته همه این مصائب در جهت توجیه اقتصادی بالای ربات‌ها، قابل تحمل شد. پس این‌که ما شاهد رشد روز افزون خرید و فروش ربات‌ها باشیم، چندان جای تعجبی ندارد. در آمار منتشر شده اتحادیه ربات سازان آمریکای شمالی، ما شاهد این حقیقت هستیم که ربات سازان این قاره در سال ۲۰۱۱ بیشتر از هر سال دیگری ربات فروخته اند.
رکورد فروش ربات تا پیش از این سال، متعلق به سال ۲۰۰۵ بود که ۱۸۲۲۸ ربات توسط سازندگان آمریکای شمالی این ابزار به فروش رفته بود ولی در سال ۲۰۱۱ این رقم با افزایش بیش از هزار دستگاه، به عدد خیره کننده ۱۹۳۳۷ ربات به ارزش ۱۷/۱ میلیارد دلار رسید. شاید این رشد را بایستی مرهون صنعت اتومبیل سازی بدانیم ولی مطابق گزارش منتشر شده توسط RIA، ربات های حمل مواد اولیه نیز در سال ۲۰۱۱ با ۳۰% افزایش فروش مواجه بوده اند. که این شاید بتواند کمی از تاثیر بسته بندی را بر افزایش فروش ربات‌ها به تصویر بکشد. با مشاهده یک دقیقه کار یک ربات می توان به سادگی به این حقیقت پی برد که سرعت رباتها به نسبت ۵ سال پیش بسیار بیشتر شده است و ربات‌ها موفق شده اند سرعت خود را هم گام با سامانه های اپتیکی کنترل کننده کاملا هماهنگ کرده و در کوتاه‌ترین زمان ممکن به سیگنال‌ها پاسخ بدهند. کارشناسان بازار معتقدند که استفاده از ربات‌ها طی چند سال اخیر در صنایع بسته بندی بسیار گسترش یافته و حضور آنها را به ویژه در بخش هایی که نیازمند بلند کردن اجسام از سطوح، بسته بندی و پالت سازی باشند، به وضوح می توان مشاهده نمود.
البته در این حضور موفق بایستی به سرعت بهینه، قابل اعتماد بودن و انعطاف پذیری به عنوان فاکتورهای اصلی اشاره داشت. تحقیقات گسترده صنایع رباتیک به ثمر نشسته و هم اکنون ما شاهد ربات‌هایی هستیم که مجهز به ابزارک های بسیار متعدد و متنوع برای برداشتن و جا به جا کردن هر نوع قطعه با هر شکل و اندازه ای می باشند.
اگر بخواهیم ربات‌ها را با اتوماسیون متداول مقایسه کنیم، قطعا به این نتیجه می رسیم که آنها در وفق دادن خود با فضا، بسیار انعطاف پذیر هستند. هم‌چنین با صرف زمانی اندک هر ربات آماده انجام کار جدیدی است و به سادگی با محصول مورد نظر تطابق پیدا می کند. یک ربات به طور هم زمان قادر به کار با انواع کیسه ها، بطری‌ها، سطل‌ها و غیره است.
از ذکر این نکته نیز نباید غافل شد که ربات‌ها از مکانیزم نسبتا ساده ای در مقایسه با تجهیزات متداول اتوماسیون برخوردارند که این خود تا حد زیادی از بار هزینه ای آنها در نگهداری و هم‌چنین احتمال بروز اشکلات فنی، می کاهد. تجهیزات رباتیک توانایی کار پیوسته برای چندین هزار ساعت بدون ایجاد حداقل مشکلات فنی را دارا هستند.

یکی از مدیران شرکت Motoman زمینه های پیشرفت ربات‌ها دربسته بندی را این‌گونه ارزیابی می کند:
۱- افزایش سرعت و توان ربات‌ها در برداشتن و گذاشتن محصولات
۲- افزایش محسوس قدرت ربات‌ها در پالت سازی
۳- فزایش حجم کار در عملیات مربوط به نوار نقاله
۴- سهولت بیشتر در کار و برنامه‌‌های کنترل تصویری
وی هم‌چنین اضافه می‌کند: افزایش توان در برداشت بار در ربات‌ها این اجازه را به اپراتور می دهد تا آنها را در امور پالت سازی لایه لایه که پیش از این توسط پالت سازهای سنتی انجام می گرفت، به کار بگیرند. هم اکنون ربات‌های Delta با توانایی های جالبی که از خود نشان داده اند، در امور بسته بندی اولیه و ثانویه از کاربرد بالایی برخوردارشده اند. هم‌چنین ما با یک سری برنامه های کاملاً به روز و مناسب برای آن دسته از ربات‌هایی مواجهیم که باید به برنامه تصویری جهت ره‌گیری نوار نقاله مجهز باشند. وی این‌گونه ادامه می دهد که صنایع نوشیدنی و غذایی رو به تجهیزات یکپارچه آورده که در آنها، ربات‌ها این امکان را دارند تا هم‌چون کنترل کننده‌های منطقی عمل نمایند. یکی دیگر از متخصصان این امر از شرکت Universal Robotics معتقد است که توسعه نرم افزاری نبایستی فراموش شود چرا که وی معتقد است این نرم افزارها نقش حیاتی در کارایی ربات ایفا می کنند. یک نرم افزار کارآمد در طی چند دقیقه می تواند تعریف کار یک ربات را به کلی تغییر دهد حال آن که این تغییر می تواند در چند ساعت اتفاق بیفتد شرکت های بسته بندی می توانند ربات ها را برای کارهای کوتاه مدت به سادگی برنامه ریزی کنند و حتی شرح وظایف آنها را برای هر شیفت کاری مشخص نمایند. یک ربات چند کاره می تواند به سرعت سرمایه صرف شده برای خریداری خود را به صاحب سرمایه بازگرداند. مدیر شرکت Fanuc Robotics هم پیشرفت‌های ربات‌ها در ایمنی کار، شبیه سازی و یک‌پارچه شدن با دیگر پلتفرم‌ها غیر قابل انکار می داند. چنین پیشرفت‌هایی باعث شده، تا ما شاهد حضور ربات‌هایی باشیم که توان دید شان وسیع تر از میدان دید معمولی است و از طرفی قدرت بازوانشان به حدی افزایش پیدا کرده که توانایی بلند کردن یک ردیف کامل پالت نوشیدنی را دارا هستند. وی ادامه می دهد هم اکنون ساخت ربات‌های بینا در دستور کار بسیاری از ربات سازان قرار گرفته چرا که کیفیت کار این نوع ابزار بسیار بالاتر است.
وقتی شما با یک ربات بینا مواجه باشید، می توانید آن‌را طوری برنامه ریزی کنید که به عنوان مثال از میان انبوه بطری و کیسه، آن اجسامی را که از نظر ظاهری با تمامی موارد حاضر متفاوت است، انتخاب کرده و عملیات جداسازی را انجام دهد. به نظر می رسد که ربات‌ها رفته رفته در نقاط متنوع تری از خطوط تولید جای خود را باز می کنند چرا که شرکت Bradman lake اخیرا اقدام به خرید ربات‌هایی نموده و آنها را در نقاط مختلف خط بسته بندی خود نصب و راه اندازی نموده است. نقاطی هم‌چون:
– شناسایی، جداسازی و قرار دادن بسته بندی های نیمه کاره در خط بسته بندی اولیه
– جمع آوری و قرار دادن بسته بندی های آماده اولیه درون بسته بندی ثانویه هم‌چون کارتن های بزرگ یا فیلم
– جمع آوری و قراردادن بسته بندی‌های ثانویه آماده درون فیلم‌های حرارتی، سینی های بزرگ و یا قفس جهت پالت سازی.

اما مدیر توسعه تجارت شرکت بزرگ ABB پتانسیل استفاده از ربات‌ها را در موارد ذیل محسوس تر می بیند:
– حرکت ربات‌ها به سمت هرچه بیشتر تصویری شدن و حتی بهره بردن از فن آوری سه بعدی تشخیص رنگ‌ها و غیره
– سهولت بیشتر در بهره برداری و کاستن از پیچیدگی برنامه ربات‌ها
– شبیه سازی دقیق برای تمرین عملیات کاری در جهت پیش‌گیری از هرنوع اتفاق ناخوشایند در خلال عملیات واقعی
– ربات‌هایی که با در نظر گرفتن مسایل کاملا بهداشتی و استریل فعالیت کرده و در تماس با مواد خام و بسته بندی نشده، حداقل آلودگی را به آنها منتقل نسازند.
آخرین مورد در حقیقت نکته ای است که اغلب متخصصان از آن به عنوان افقی کاملاً جدید پیش روی وظایف ربات‌ها یاد می کنند. تا ۵ سال پیش هر گاه صحبت از ربات‌های عاری از میکروب می شد، تنها کار ممکن مشمع پیچ کردن ربات بود ولی هم اکنون شرکت های سازنده ربات های پاکیزه، برابر تمامی استانداردها، محصولات خود را مورد گندزدایی کامل قرار داده و آنها را برای تماس مستقیم با انواع گوشت و محصولات لبنی آماده می کنند.
آقای کوپه از ABB تمامی این پیشرفت‌ها را مرهون ساخت و طراحی ابزارک های جدید برای بازوهای ربات دانسته و ربات را بدون ابزارک فقط یک بازوی متحر ک می داند. وی تکامل انبرک های سر بازو را مهم‌ترین عامل این روند پیشرفت می داند و می گوید: تا چند سال پیش، دهانه های مکنده و انبرک های مکانیکی فقط جنس خوبی داشتند که در کار دوام می آوردند و خبری از دقت نبود ولی هم اکنون این انبرک ها از چنان دقتی برخوردارند که به راحتی یک تکه مرغ یا نان منجمد شده را از سطح برداشته و به مکان مورد نظر انتقال می دهند. ورود به حیطه مواد غذایی خام نهایت کار ربات‌ها نیست چرا که به تازگی مسئوولیت های ظریف‌تری هم‌چون حمل و جای‌گزاری محصولات شکستنی هم به آنها واگذار شده است.
ابزاری که تا چندی پیش فقط مجاز به لمس کارتن های بزرگ و جعبه ها بود، هم اکنون خود را در حال جابه‌جایی بسته بندی های فوق انعطاف پذیر می بیند. آقای پیترز از شرکت Universal Robotics دلیل این موفقیت را در استفاده از حس‌گرهای Real-Time و نرم افزارهای بسیار پیشرفته می داند که با استفاده از آنها ربات‌ها قادرند پر تحرک و محدود با حداکثر انعطاف پذیری فعالیت کنند. وی استفاده از اتوماسیون انعطاف پذیر را یکی از نیازهای مبرم صنایع غذایی در حال حاضر می داند. در بسیاری از مواقع یک خط تولید به انواع مختلف کیسه ها در اندازه های مختلف نیازمند است و البته همه آنها را در نهایت به شکل کاملا سالم نیاز دارد. حال اگر یک ربات بخواهد کیسه های ظریف را سالم جابه‌جا کند، بایستی از حس‌گرهای بسیار حساسی برخوردار باشد. در گذشته حس‌گرهای نصب شده در ربات‌ها به صورت کاملا مجزا از یکدیگر عمل می کردند و برای تشخیص لیبل نصب شده روی بسته بندی از محدودیت‌های زیادی در رنج بودند. هم اکنون اوضاع به گونه ای بهبود یافته و تغییر کرده که ربات قادر است در میان هزاران کیسه، یک کیسه خاص را به سرعت یافته آن‌را برداشته و در مکان مورد نظر قرار دهد. چنین تغییر بنیادینی تنها در سایه حسگرهای پر سرعت و پروتکل‌های ارتباطی پر سرعت امکان پذیر شده است. این دقت بالا را می توان به خوبی در صنایع غذایی و به ویژه اسنک سازی حس کرد. امروزه کارخانه ها در حال تولید بسته های کوچک‌تر اسنک و البته مزه های بسیار متنوع هستند، پس همه چیز باید در جهت رفع این نیاز در حرکت باشد.
شرکت Blue Frint Automation (BPA) درسال ۲۰۱۱ اقدام به عرضه نوع جدید ربات خود نمود که قادر به برداشتن جابه‌جایی و جای‌گذاری ۱۲۰ بسته کوچک یا بزرگ اسنک و یا دیگر انواع بسته بندی های هندسی می باشد. بکته بسیار قابل توجه در مورد این ربات، توانایی خودکار آن در جهت هماهنگ شدن با محصول مورد بسته بندی است. با چنین امکانات فوق العاده ای باید ادعا کرد که می توان یک فرد عادی را به عنوان اپراتور در کنار ربات به کار گماشت. هیچ نیازی به تلف کردن حتی یک دقیقه برای ایجاد تغییرات نیست و به واقع چنین پیشرفت‌هایی در صنایع اتوماسیون خود را به عنوان محرک بسته بندی مطرح کرده اند. حال به انتهای خط تولید و بخش انبار داری می رسیم. انبارداران همواره نگران فضای کافی برای انبار کردن اجناس بیشتر و یا پیدا کردن اجناس انبار شده در حداقل زمان ممکن می باشند. همین نگرانی و نیاز باعث شده ربات سازان به فکر حل مشکلات بیافتند. هم اکنون ساخت ربات‌هایی که توان بالایی در بازو و انبرک برخوردار بوده و با دقت بالا اجناس را در حداقل فضای ممکن جابه‌جا کنند، در دستور کار شرکت‌های فعال در بخش اتوماسیون است. کارشناس شرکت Primiertech از زاویه دیگری به موضوع نگاه می کند. وی معتقد است: شرکت های بسته بندی پیش از اقدام به خرید تجهیزات جدید بایستی به‌طور کامل از نیاز خود آگاه باشند. در بسیاری از مواقع ذهینت آنها به گونه ای شکل گرفته که فقط خطوط با سرعت تولید بالا را نیازمند تجهیزات رباتیک می دانند اما به محض این‌که بازه محصولات بسته بندی شده گسترده می شود، این نوع ابزار برایشان از جذابیت خاصی برخوردار می شود. چرا که ربات‌ها توان کار با انواع مختلف بسته بندی در شکل های گوناگون را دارا هستند. ربات‌ها به واقع این امکان را به شرکت های بسته بندی می دهند تا در مورد نوع فعالیت خود دوباره و البته بیشتر فکر کنند و راه حل‌های تازه ای را طراحی نمایند. تمامی اعضا صنعت رباتیک سال جاری را نیز سال خوبی می دانند چرا که اگاهی فعالان صنعتی در مورد این ابزار قدرتمند بسیار بالا رفته است.
شرکت تولید کننده Bradman lake اخیراً ۳ خط یکپارچه بسته بندی را برای یکی از شرکت های بزرگ تولید کننده شکلات، نصب و راه اندازی نموده است. این ۳ خط را می توان جلوه واقعی یکپارچه سازی ربات‌ها در خطوط بسته بندی قلمداد نمود که بسه بندی اولیه، ثانویه و نهایی در آن تماماً به وسیله ربات‌ها انجام می پذیرد. این شرکت مواد غذایی پس از نصب این خطوط فوق پیشرفته به میزان بالایی در هزینه ها، کیفیت و حجم تولید به نقطه ایده آل نزدیک شد. شرکتPrimier Tech سامانه رباتیک بسته بندی کیسه ها را برای یکی از مشتریان خود نصب و راه اندزای نموده که در واقع نمونه کامل شده بسته بندی نیمه خود کار کیسه ای می باشد. این سیستم دارای توان بسته بندی کامل ۲۰ کیسه در دقیقه می باشد و شرکت نام ANDY را برای آن در نظر گرفته است گفتنی است که بسته بندی کیسه های بزرگ همواره با مخطراتی برای کارگران همراه بوده است که با استفاده از ANDY این خطرات به طور کامل مرتفع می شوند.