文/ 张颂明
达意隆，长期从事整线设备的研制与销售，主要产品包括全自动旋转式PET瓶吹瓶机、全自动灌装生产线、黏流体灌装机、全自动旋转式PET 瓶吹灌旋一体机、桶装水吹灌旋一体机及后段包装设备等，是液态食品包装细分行业唯一的上市公司。
工业机器人因其高自由度和高柔性化在近年工业4.0 概念的传播中成为了焦点，并成为替代人工的最佳解决方案。
深耕工业机器人细分领域
食品包装机械行业经过近30 年的发展，涌现出一大批食品包装机械供应商。在这些供应商引进消化吸收和自主创新的推动下，目前国内液态食品包装所需要的“专机”设备自动化程度已非常高，如目前代表行业发展趋势的全自动吹灌旋一体机，单机可实现理胚—加热—吹瓶—灌装—旋盖等功能，但在整线的运行中，依然有部分工位需要人工操作，如黏流体灌装生产线中的理瓶等对于柔性化需要较大的工位目前均无法摆脱人工操作。医药、食品、家电等行业也同样存在此类问题。这些工位对于柔性化程度要求很高，已不在行业本身通用设备可以解决的范畴之内了。
正是基于下游企业对于自动化柔性生产的需求，达意隆开始涉足于工业机器人领域。2009 年开始研发“并联机器人”，2014 年正式成立工业自动化事业部，专注于基于机器人的非标柔性化自动化方案的解决。
从应用角度，传递给用户的机器人价值很清晰。第一，标准化产品，这意味着产品的高可靠性和低故障率，很容易集成使用、节省大量非标结构设计和加工制造的成本和周期。第二，六自由度的柔性，这使得机器人可以完成复杂的多任务作业，即使生产线改变，机器人也可重复利用其他作业工艺，譬如原来用作后段包装搬运的机器人可以转做机床上下料管理。第三，改善作业环境，机器人可以适应各种不适宜人工的恶劣、严苛的作业环境，譬如高温高粉尘、无尘洁净室等。
机器人作为工业领域综合技术实力的一个典型代表，也是打造国家工业竞争力的关键点之一。因此近两年国家出台了很多政策扶持机器人产业。在机器人技术强大的日本，软银集团负责人孙正义正期望通过更大量的投资机器人来重振日本制造业的全球竞争力。
此外，机器人系统集成应用的辐射带动作用极强。通过强大的机器人系统的集成应用，所带动的上下游产业链远远超出机器人所带动的上下游产业链。机器人的零部件根据机型和配置不同数量非常有限，而一个系统集成所涵盖的设备、设施、技术则远远超出了机器人本身，若将这些系统拆散为部件，更是机器人所无法比拟的。
产业链的“轻”与“重”
目前，国内工业机器人发展呈现出一定误区，主要表现在“重”核心零部件的研发，“轻”应用集成。有关数据显示，目前国内从事机器人行业的企业近4000 家，且众多国内机器人厂商自创立伊始便推出从大到小全系列的机器人产品，各种型号、各个区间的载荷、臂展半径等机器人应有尽有，十分壮观。但其中存在着一定的过度投资和产能过剩问题。
环顾欧美、日本等工业机器人强国，真正从事机器人产品的企业数量非常有限，更多的是各行各业、大大小小的机器人集成商在推动整个机器人产业做大做强，深入各个区域和行业，从而让机器人产业从基础研发、核心部件、本体设计制造到应用集成的整个产业链都得以专业性分工，并健康有序地发展。
目前在国内工业机器人纷繁复杂的背景下，机器人的销售通路成为打通整个机器人产业链的关键问题。更为凸显的问题是，众多国内机器人厂商研发基础不扎实，产品可靠性差，存在产业化隐患。
归根结底，机器人是一个很关键也很实用的自动化“工具”，是自动化生产线的一个重要部件，工业机器人产品无法单独使用，必须由系统集成企业结合应用企业的生产工艺进行开发后，应用在相应的生产环节上。简单而言，就是用户需要的是一套完整的解决方案，而不是一个工具或部件。
由于认识上的误差，我们忽视了更为重要的现实应用问题：机器人造出来了，卖给谁？如何卖？我们经常看到一些知名企业导入的机器人自动化系统不能达到实际生产要求而成为“鸡肋投资”。这个过程中涉及方案规划和系统集成能力，这是目前国内机器人行业普遍缺乏的。
正是对于国内外工业机器人现状的清晰认识，达意隆必须找准自身的优势，遵循达意隆液态食品包装整线解决方案的发展思路，不盲目跟风。在机器人定位上，坚持做系统集成的方案解决商，用成功应用的案例去开拓市场。
目前，达意隆已研发出1 公斤、3 公斤、6 公斤和10 公斤四款不同的并联型工业机器人，最高速度节拍可达每分钟180 次循环节拍。该产品采用国内领先的高精度传输带跟踪技术、第四轴伺服电机直驱技术和视觉定位系统，拥有全球最完整的并联机器人机型系列，可广泛应用于食品、饮料、医药、日化、电子等生产领域的分拣、装箱、检测、装配等作业环节。产品问世一年来，达意隆已经与宝洁、蓝月亮、伊利、格力、美泰等企业展开合作。
传统行业借机器人升级
目前，我国工业机器人主要集中应用于汽车、电子信息等行业，而在传统的食品饮料、日化及家电行业却应用较少。但随着竞争的加剧，这些行业也面临着制造业转型升级的压力，急需进行智能化改造。
以日化行业为例，以瓶装洗发水、洗手液、洗洁精为主要包装形式的日化行业的竞争日趋激烈，企业必须通过提升生产效率来维持利润。然而消费者日趋个性化的需求又使生产线必须具备小批量、多品种的柔性生产特点。厂商需要设计出各种不同的瓶型去吸引消费者眼球，于是超市货架上就出现了圆形、椭圆形、波浪形、弧形等各种个性化瓶型。
日化产品的塑料瓶一般外包生产，然后运送至灌装生产线由人工把空塑料瓶逐一整齐摆放到输送线上对接灌装机。这种人工理瓶的方式，一方面使作业人员长期从事单调重复的体力劳动，容易引起关节炎等职业病；另一方面作业人员喝水、如厕等生理需求，使生产线产能存在不稳定因素；同时随着瓶型日益多样化、复杂化，人工作业可能产生错误，增加停产隐患。且随着灌装速度的快速提升，生产线需要增加人手，这样就使得单位时间的停产损失更加巨大。即使采用传统自动化理瓶机也存在兼容性问题，很难适应越来越频繁变换的瓶型。在这种背景下，机器人自动理瓶线就成为极具针对性的通用型解决方案。
产线上的解决方案
一般来讲，人工理瓶作业的动作分解为：批量瓶坯输入→人工捡取→人工把瓶子竖立定位于输送线上。人工可以有效应对多种瓶型的关键是人眼的识别和定位功能、人手臂的搬运动作执行功能和人手指对各种瓶型抓取的适应功能。而机器人理瓶线正是基于同样的原理设计：散乱的瓶坯批量倒在料仓内，经传输带提升后向灌装机传输，在传输过程中，视觉系统替代人眼对瓶坯进行识别与定位，然后机器人完成人手的搬运动作执行功能，机器人定制设计的夹具替代人手指完成对瓶子的抓取。一旦瓶型变换，整个系统只用更换夹具以及调整部分程序来实现，而每套夹具可兼容抓取多种瓶型。其他视觉系统、输送线和机器人等硬件一般无需任何调整。
目前国内宝洁和蓝月亮等一线品牌已经采用并推广这种由达意隆提供的新型自动化化解决方案，以应对未来快速变化和日趋激烈的市场竞争。
机器人插手卤豆腐块
即便在极为传统的卤豆腐块行业，也面临着同样的机器人自动化改造的需求。国内某知名卤豆腐块厂商近期也在业内首次引入了达意隆机器人解决方案。
按照传统作业模式，卤豆腐块成品由人工把产品逐一放入塑料托盘格内，然后对接包装机。卤豆腐块的产线速度要求约每分钟140 块，每班需要2-3 人，每天2 班需要4-6人。人工作业一方面需戴手套、口罩等防护产生成本，即便如此，仍存在安全卫生隐患。
另一方面长期接触卤料中的盐分会腐蚀人手，造成职业病。人工喂料也同样存在产能不稳定的差能损失。
在导入机器人自动分拣系统后，通过视觉系统识别和传输带跟踪抓取技术，机器人可以稳定地实现每分钟约144 块卤豆腐的高速包装要求，节省约6 名作业员工，同时消除了安全、卫生隐患，增强了公司的品牌形象和消费者的信心。该项技术也将被客户大量推广。
包装行业需求多
食品行业的快速发展离不开包装机械行业的助力。食品安全问题频发，消费者对食品包装提出了更高要求。而机器人在食品包装中的应用，避免了食品的二次污染，在提升生产效率的同时降低了企业成本，符合包装行业自动化趋势的需求，同时也推动了包装行业自动化水平的进一步提高。
机器人技术在包装行业中的应用飞速发展，在过去的5 年中从9.5% 增加到17.4%。机器人几乎出现在所有包装功能领域，尤其在搬运、码垛、装箱领域的应用最为普遍，但在柔性化程度较高的工位上机器人的使用率仍较低。
另外，食品产品已趋向于精致化和多元化发展，单品种大批量的产品越来越少，而多品种小批量的产品日益成为主流。在大环境的变化趋势下，多元化、具有多种切换功能、可适应多种包材和模具更换的机器人能够适应市场需求。除传统意义的食品医药产品外，包装在家电行业、家具、玩具等行业也有广泛应用，但自动化程度普遍较低。虽然包装市场广阔，但能够提供自动化解决方案的企业却寥寥无几。
虽然，包装行业对于机器人的需求在不断上升，但行业缺乏技术全面、实践经验丰富的系统集成人才和企业，这需引起足够重视。