رباتها در بسته بندی

ربات‌ها را مدتهاست كه به عنوان كارگران خستگي ناپذير و دقيق در صنايع مختلف از جمله بسته بندي مي شناسيم. اما مانند هر كارگر ديگري، آن‌ها نيز داراي نواقصي هستند كه در گذشته اغلب شامل مشكلات سرعتي، توان برداشتن بار، سهولت استفاده و البته قيمت بالاي آنها بود. ولي فن‌آوري ساخت ربات‌ها، راه بسيار پر پيچ و خمي را طي نموده تا اين ابزار كارآمد را سريع تر، دقيق‌تر و قوي‌تر توليد كند و البته همه اين مصائب در جهت توجيه اقتصادي بالاي ربات‌ها، قابل تحمل شد. پس اين‌كه ما شاهد رشد روز افزون خريد و فروش ربات‌ها باشيم، چندان جاي تعجبي ندارد. در آمار منتشر شده اتحاديه ربات سازان آمريكاي شمالي، ما شاهد اين حقيقت هستيم كه ربات سازان اين قاره در سال 2011 بيشتر از هر سال ديگري ربات فروخته اند.
ركورد فروش ربات تا پيش از اين سال، متعلق به سال 2005 بود كه 18228 ربات توسط سازندگان آمريكاي شمالي اين ابزار به فروش رفته بود ولي در سال 2011 اين رقم با افزايش بيش از هزار دستگاه، به عدد خيره كننده 19337 ربات به ارزش 17/1 ميليارد دلار رسيد. شايد اين رشد را بايستي مرهون صنعت اتومبيل سازي بدانيم ولي مطابق گزارش منتشر شده توسط RIA، ربات هاي حمل مواد اوليه نيز در سال 2011 با 30% افزايش فروش مواجه بوده اند. كه اين شايد بتواند كمي از تاثير بسته بندي را بر افزايش فروش ربات‌ها به تصوير بكشد. با مشاهده يك دقيقه كار يك ربات مي توان به سادگي به اين حقيقت پي برد كه سرعت رباتها به نسبت 5 سال پيش بسيار بيشتر شده است و ربات‌ها موفق شده اند سرعت خود را هم گام با سامانه هاي اپتيكي كنترل كننده كاملا هماهنگ كرده و در كوتاه‌ترين زمان ممكن به سيگنال‌ها پاسخ بدهند. كارشناسان بازار معتقدند كه استفاده از ربات‌ها طي چند سال اخير در صنايع بسته بندي بسيار گسترش يافته و حضور آنها را به ويژه در بخش هايي كه نيازمند بلند كردن اجسام از سطوح، بسته بندي و پالت سازي باشند، به وضوح مي توان مشاهده نمود.
البته در اين حضور موفق بايستي به سرعت بهينه، قابل اعتماد بودن و انعطاف پذيري به عنوان فاكتورهاي اصلي اشاره داشت. تحقيقات گسترده صنايع رباتيك به ثمر نشسته و هم اكنون ما شاهد ربات‌هايي هستيم كه مجهز به ابزارك هاي بسيار متعدد و متنوع براي برداشتن و جا به جا كردن هر نوع قطعه با هر شكل و اندازه اي مي باشند.
اگر بخواهيم ربات‌ها را با اتوماسيون متداول مقايسه كنيم، قطعا به اين نتيجه مي رسيم كه آنها در وفق دادن خود با فضا، بسيار انعطاف پذير هستند. هم‌چنين با صرف زماني اندك هر ربات آماده انجام كار جديدي است و به سادگي با محصول مورد نظر تطابق پيدا مي كند. يك ربات به طور هم زمان قادر به كار با انواع كيسه ها، بطري‌ها، سطل‌ها و غيره است.
از ذكر اين نكته نيز نبايد غافل شد كه ربات‌ها از مكانيزم نسبتا ساده اي در مقايسه با تجهيزات متداول اتوماسيون برخوردارند كه اين خود تا حد زيادي از بار هزينه اي آنها در نگهداري و هم‌چنين احتمال بروز اشكلات فني، مي كاهد. تجهيزات رباتيك توانايي كار پيوسته براي چندين هزار ساعت بدون ايجاد حداقل مشكلات فني را دارا هستند.

يكي از مديران شركت Motoman زمينه هاي پيشرفت ربات‌ها دربسته بندي را اين‌گونه ارزيابي مي كند:
1- افزايش سرعت و توان ربات‌ها در برداشتن و گذاشتن محصولات
2- افزايش محسوس قدرت ربات‌ها در پالت سازي
3- فزايش حجم كار در عمليات مربوط به نوار نقاله
4- سهولت بيشتر در كار و برنامه‌‌هاي كنترل تصويري
وي هم‌چنين اضافه مي‌كند: افزايش توان در برداشت بار در ربات‌ها اين اجازه را به اپراتور مي دهد تا آنها را در امور پالت سازي لايه لايه كه پيش از اين توسط پالت سازهاي سنتي انجام مي گرفت، به كار بگيرند. هم اكنون ربات‌هاي Delta با توانايي هاي جالبي كه از خود نشان داده اند، در امور بسته بندي اوليه و ثانويه از كاربرد بالايي برخوردارشده اند. هم‌چنين ما با يك سري برنامه هاي كاملاً به روز و مناسب براي آن دسته از ربات‌هايي مواجهيم كه بايد به برنامه تصويري جهت ره‌گيري نوار نقاله مجهز باشند. وي اين‌گونه ادامه مي دهد كه صنايع نوشيدني و غذايي رو به تجهيزات يكپارچه آورده كه در آنها، ربات‌ها اين امكان را دارند تا هم‌چون كنترل كننده‌هاي منطقي عمل نمايند. يكي ديگر از متخصصان اين امر از شركت Universal Robotics معتقد است كه توسعه نرم افزاري نبايستي فراموش شود چرا كه وي معتقد است اين نرم افزارها نقش حياتي در كارايي ربات ايفا مي كنند. يك نرم افزار كارآمد در طي چند دقيقه مي تواند تعريف كار يك ربات را به كلي تغيير دهد حال آن كه اين تغيير مي تواند در چند ساعت اتفاق بيفتد شركت هاي بسته بندي مي توانند ربات ها را براي كارهاي كوتاه مدت به سادگي برنامه ريزي كنند و حتي شرح وظايف آنها را براي هر شيفت كاري مشخص نمايند. يك ربات چند كاره مي تواند به سرعت سرمايه صرف شده براي خريداري خود را به صاحب سرمايه بازگرداند. مدير شركت Fanuc Robotics هم پيشرفت‌هاي ربات‌ها در ايمني كار، شبيه سازي و يك‌پارچه شدن با ديگر پلتفرم‌ها غير قابل انكار مي داند. چنين پيشرفت‌هايي باعث شده، تا ما شاهد حضور ربات‌هايي باشيم كه توان ديد شان وسيع تر از ميدان ديد معمولي است و از طرفي قدرت بازوانشان به حدي افزايش پيدا كرده كه توانايي بلند كردن يك رديف كامل پالت نوشيدني را دارا هستند. وي ادامه مي دهد هم اكنون ساخت ربات‌هاي بينا در دستور كار بسياري از ربات سازان قرار گرفته چرا كه كيفيت كار اين نوع ابزار بسيار بالاتر است.
وقتي شما با يك ربات بينا مواجه باشيد، مي توانيد آن‌را طوري برنامه ريزي كنيد كه به عنوان مثال از ميان انبوه بطري و كيسه، آن اجسامي را كه از نظر ظاهري با تمامي موارد حاضر متفاوت است، انتخاب كرده و عمليات جداسازي را انجام دهد. به نظر مي رسد كه ربات‌ها رفته رفته در نقاط متنوع تري از خطوط توليد جاي خود را باز مي كنند چرا كه شركت Bradman lake اخيرا اقدام به خريد ربات‌هايي نموده و آنها را در نقاط مختلف خط بسته بندي خود نصب و راه اندازي نموده است. نقاطي هم‌چون:
– شناسايي، جداسازي و قرار دادن بسته بندي هاي نيمه كاره در خط بسته بندي اوليه
– جمع آوري و قرار دادن بسته بندي هاي آماده اوليه درون بسته بندي ثانويه هم‌چون كارتن هاي بزرگ يا فيلم
– جمع آوري و قراردادن بسته بندي‌هاي ثانويه آماده درون فيلم‌هاي حرارتي، سيني هاي بزرگ و يا قفس جهت پالت سازي.

اما مدير توسعه تجارت شركت بزرگ ABB پتانسيل استفاده از ربات‌ها را در موارد ذيل محسوس تر مي بيند:
– حركت ربات‌ها به سمت هرچه بيشتر تصويري شدن و حتي بهره بردن از فن آوري سه بعدي تشخيص رنگ‌ها و غيره
– سهولت بيشتر در بهره برداري و كاستن از پيچيدگي برنامه ربات‌ها
– شبيه سازي دقيق براي تمرين عمليات كاري در جهت پيش‌گيري از هرنوع اتفاق ناخوشايند در خلال عمليات واقعي
– ربات‌هايي كه با در نظر گرفتن مسايل كاملا بهداشتي و استريل فعاليت كرده و در تماس با مواد خام و بسته بندي نشده، حداقل آلودگي را به آنها منتقل نسازند.
آخرين مورد در حقيقت نكته اي است كه اغلب متخصصان از آن به عنوان افقي كاملاً جديد پيش روي وظايف ربات‌ها ياد مي كنند. تا 5 سال پيش هر گاه صحبت از ربات‌هاي عاري از ميكروب مي شد، تنها كار ممكن مشمع پيچ كردن ربات بود ولي هم اكنون شركت هاي سازنده ربات هاي پاكيزه، برابر تمامي استانداردها، محصولات خود را مورد گندزدايي كامل قرار داده و آنها را براي تماس مستقيم با انواع گوشت و محصولات لبني آماده مي كنند.
آقاي كوپه از ABB تمامي اين پيشرفت‌ها را مرهون ساخت و طراحي ابزارك هاي جديد براي بازوهاي ربات دانسته و ربات را بدون ابزارك فقط يك بازوي متحر ك مي داند. وي تكامل انبرك هاي سر بازو را مهم‌ترين عامل اين روند پيشرفت مي داند و مي گويد: تا چند سال پيش، دهانه هاي مكنده و انبرك هاي مكانيكي فقط جنس خوبي داشتند كه در كار دوام مي آوردند و خبري از دقت نبود ولي هم اكنون اين انبرك ها از چنان دقتي برخوردارند كه به راحتي يك تكه مرغ يا نان منجمد شده را از سطح برداشته و به مكان مورد نظر انتقال مي دهند. ورود به حيطه مواد غذايي خام نهايت كار ربات‌ها نيست چرا كه به تازگي مسئووليت هاي ظريف‌تري هم‌چون حمل و جاي‌گزاري محصولات شكستني هم به آنها واگذار شده است.
ابزاري كه تا چندي پيش فقط مجاز به لمس كارتن هاي بزرگ و جعبه ها بود، هم اكنون خود را در حال جابه‌جايي بسته بندي هاي فوق انعطاف پذير مي بيند. آقاي پيترز از شركت Universal Robotics دليل اين موفقيت را در استفاده از حس‌گرهاي Real-Time و نرم افزارهاي بسيار پيشرفته مي داند كه با استفاده از آنها ربات‌ها قادرند پر تحرك و محدود با حداكثر انعطاف پذيري فعاليت كنند. وي استفاده از اتوماسيون انعطاف پذير را يكي از نيازهاي مبرم صنايع غذايي در حال حاضر مي داند. در بسياري از مواقع يك خط توليد به انواع مختلف كيسه ها در اندازه هاي مختلف نيازمند است و البته همه آنها را در نهايت به شكل كاملا سالم نياز دارد. حال اگر يك ربات بخواهد كيسه هاي ظريف را سالم جابه‌جا كند، بايستي از حس‌گرهاي بسيار حساسي برخوردار باشد. در گذشته حس‌گرهاي نصب شده در ربات‌ها به صورت كاملا مجزا از يكديگر عمل مي كردند و براي تشخيص ليبل نصب شده روي بسته بندي از محدوديت‌هاي زيادي در رنج بودند. هم اكنون اوضاع به گونه اي بهبود يافته و تغيير كرده كه ربات قادر است در ميان هزاران كيسه، يك كيسه خاص را به سرعت يافته آن‌را برداشته و در مكان مورد نظر قرار دهد. چنين تغيير بنياديني تنها در سايه حسگرهاي پر سرعت و پروتكل‌هاي ارتباطي پر سرعت امكان پذير شده است. اين دقت بالا را مي توان به خوبي در صنايع غذايي و به ويژه اسنك سازي حس كرد. امروزه كارخانه ها در حال توليد بسته هاي كوچك‌تر اسنك و البته مزه هاي بسيار متنوع هستند، پس همه چيز بايد در جهت رفع اين نياز در حركت باشد.
شركت Blue Frint Automation (BPA) درسال 2011 اقدام به عرضه نوع جديد ربات خود نمود كه قادر به برداشتن جابه‌جايي و جاي‌گذاري 120 بسته كوچك يا بزرگ اسنك و يا ديگر انواع بسته بندي هاي هندسي مي باشد. بكته بسيار قابل توجه در مورد اين ربات، توانايي خودكار آن در جهت هماهنگ شدن با محصول مورد بسته بندي است. با چنين امكانات فوق العاده اي بايد ادعا كرد كه مي توان يك فرد عادي را به عنوان اپراتور در كنار ربات به كار گماشت. هيچ نيازي به تلف كردن حتي يك دقيقه براي ايجاد تغييرات نيست و به واقع چنين پيشرفت‌هايي در صنايع اتوماسيون خود را به عنوان محرك بسته بندي مطرح كرده اند. حال به انتهاي خط توليد و بخش انبار داري مي رسيم. انبارداران همواره نگران فضاي كافي براي انبار كردن اجناس بيشتر و يا پيدا كردن اجناس انبار شده در حداقل زمان ممكن مي باشند. همين نگراني و نياز باعث شده ربات سازان به فكر حل مشكلات بيافتند. هم اكنون ساخت ربات‌هايي كه توان بالايي در بازو و انبرك برخوردار بوده و با دقت بالا اجناس را در حداقل فضاي ممكن جابه‌جا كنند، در دستور كار شركت‌هاي فعال در بخش اتوماسيون است. كارشناس شركت Primiertech از زاويه ديگري به موضوع نگاه مي كند. وي معتقد است: شركت هاي بسته بندي پيش از اقدام به خريد تجهيزات جديد بايستي به‌طور كامل از نياز خود آگاه باشند. در بسياري از مواقع ذهينت آنها به گونه اي شكل گرفته كه فقط خطوط با سرعت توليد بالا را نيازمند تجهيزات رباتيك مي دانند اما به محض اين‌كه بازه محصولات بسته بندي شده گسترده مي شود، اين نوع ابزار برايشان از جذابيت خاصي برخوردار مي شود. چرا كه ربات‌ها توان كار با انواع مختلف بسته بندي در شكل هاي گوناگون را دارا هستند. ربات‌ها به واقع اين امكان را به شركت هاي بسته بندي مي دهند تا در مورد نوع فعاليت خود دوباره و البته بيشتر فكر كنند و راه حل‌هاي تازه اي را طراحي نمايند. تمامي اعضا صنعت رباتيك سال جاري را نيز سال خوبي مي دانند چرا كه اگاهي فعالان صنعتي در مورد اين ابزار قدرتمند بسيار بالا رفته است.
شركت توليد كننده Bradman lake اخيراً 3 خط يكپارچه بسته بندي را براي يكي از شركت هاي بزرگ توليد كننده شكلات، نصب و راه اندازي نموده است. اين 3 خط را مي توان جلوه واقعي يكپارچه سازي ربات‌ها در خطوط بسته بندي قلمداد نمود كه بسه بندي اوليه، ثانويه و نهايي در آن تماماً به وسيله ربات‌ها انجام مي پذيرد. اين شركت مواد غذايي پس از نصب اين خطوط فوق پيشرفته به ميزان بالايي در هزينه ها، كيفيت و حجم توليد به نقطه ايده آل نزديك شد. شركتPrimier Tech سامانه رباتيك بسته بندي كيسه ها را براي يكي از مشتريان خود نصب و راه اندزاي نموده كه در واقع نمونه كامل شده بسته بندي نيمه خود كار كيسه اي مي باشد. اين سيستم داراي توان بسته بندي كامل 20 كيسه در دقيقه مي باشد و شركت نام ANDY را براي آن در نظر گرفته است گفتني است كه بسته بندي كيسه هاي بزرگ همواره با مخطراتي براي كارگران همراه بوده است كه با استفاده از ANDY اين خطرات به طور كامل مرتفع مي شوند.