不是你祖父的传送带!

侧边栏:机器人处理程序跨线自动引导车辆智能传送带增加灵活性

当我坐在机场窗外，看着行李搬运工从一架不怎么大型的喷气式飞机的腹部卸下行李时，我震惊地发现，行李处理系统是多么落后于时代。我们看到一个人在用小拖拉机把移动传送带上的包裹拖到飞机上。他还拖着两到三辆双层行李拖车，就像迪斯尼乐园里的小玩具火车。这种设备是在20世纪50年代开发的，是你的祖父应该很熟悉的运动技术。

我将它与我去年在德国纽伦堡的西门子机场技术开发设施看到的技术进行了比较，以及自那以后我在六个地方看到的类似系统。物料搬运技术已经在美国和世界各地的许多设施中使用，这使得我一直在看的东西让我想起了《星际迷航》(Star Trek)早期一集中斯波克先生(Mr. Spock)关于“石刀和熊皮”的评论。

“机电一体化”一词正在进入物料搬运技术领域。供应商现在正在开发的物料处理系统速度快，功能强大，最重要的是高度自动化。它们有各种大小和形状，在轮子、轨道、滚轮上运行，甚至在磁场上运行。不管是什么任务，你都可以找到比人工操作更快、更安全、更可靠、更便宜的工具。

这些技术可分为三大类:机器人、自动导航车辆(agv)和智能传送带。大多数材料处理应用都是混合系统，其设计人员在正确的位置部署了正确的技术来完成工作。因此，诀窍在于将技术与工作相匹配。

(请向下滚动查看表格和更多文章。)

技术
优势
缺点

机器人

关节杆
*高适应性*可以操纵工作*协调可能*多轴*可重构
*固定安装*缓慢*有限的重量容量*低吞吐量*无流动性

δ
*多轴*非常快*可重新配置
*有限的重量容量*没有流动性*有限的吞吐量

自由格式的
*高适应性*多轴*快速*无限容量
*复杂*难以重新配置*低吞吐量*无移动性

自动引导车辆

叉车
*高度移动*快速*长途*大容量*无限路径
*安全隐患*昂贵

车
*高度移动*非常大的容量*提供工作面*长距离*无限路径
*不提供夹持器*昂贵*必须保持负载*有限的适应性

拖拉机
*无限容量*高度移动*廉价拖车*无限路径*长距离
*不提供夹具*有限的适应性

聪明的输送机

所有
*非常快*高吞吐量
*难以重新配置*不提供夹具*有限的重量容量*有限的固定路径*有限的距离

作者信息

C.G. Masi是机器控制主题的高级编辑，网址是charlie.masi@reedbusiness.com。

机器人操作人员越界

机器人是将货物从一辆车转移到另一辆车的绝佳选择。例如，当将物品从传送带移动到托盘时，或者从几个其他托盘中挑选物品在托盘上组成订单时。Egemin自动化解决方案和产品支持副总裁Yves Gazin说:“机器人是一种非常棒的设备，可以坐在一个地方，将可用的产品组合到一个单独的负载中。”

“当需要改变特定包裹的方向时，我们通常会使用机器人，”FKI Logistex系统销售总监保罗·摩尔(Paul Moore)报告说。“对于直接运输来说，机器人从一个点移动到另一个点并不是一种经济有效的手段，但如果你确实需要定位产品，从传送带上取下产品并将其放入机器中，从机器中取出产品，或者将其放入箱子中，机器人是非常好的。”

机器人从我们习惯在汽车装配线上看到的经典铰接臂模型开始。虽然这些系统已经长出了眼睛、大脑和协同工作的能力，但更多功能的是自由形式的系统，其结构和动态完全符合手头任务的需要。大多数情况下，这些结构是由两个在平行轨道上移动的轮子或“转向架”组成的龙门架的形状，这些转向架支撑着一个大型的横向“桥”，上面有第三个转向架，为机器人提供第二自由度。悬挂在桥梁转向架上的起重机提供了第三个空间自由度。

摩尔还指出，在过去的五年中，有一种趋势是通过在伺服驱动的轨道上安装关节臂机器人来扩展机器人的范围，这样它就可以到达更多的位置。一个例子是看管多台机器或将码垛放到多个位置，这些都不适合传统的机器人工作范围。

Delta机器人有一个类似蜘蛛的结构，利用巧妙的几何结构以小质量提供刚度，使它们又轻又快。它们仍然有有限的空间范围和有效载荷能力，但在这个范围内以惊人的速度和灵活性移动这些载荷。

自动制导车辆

自动引导车辆(agv)是一种自动推进和自动引导的车辆，可以拾取、携带或拖拽它们的货物从它们所在的地方到它们需要去的地方。为了执行这些功能，AGV需要相当大的车载智能和显著的感知能力。当然，由于agv根据定义是自由漫游的，因此它们比其他材料搬运技术存在更大的安全问题。AGV的大部分感官能力和智能都致力于降低这种风险。

Egemin Automation负责解决方案和产品支持的副总裁Yves Gazin表示:“两种主要的AGV类型之间有明显的区别:一种是经典的叉车式AGV(无论是有叉还是夹钳，多叉还是单叉……基本上是叉车操作员驾驶的任何东西);更像是平板推车的风格。它们之间最大的区别是前者可以从地板上捡起重物，而后者不能。”

于是空间就成了决定性因素。货物要移动多远?如果货物要移动很长的距离(几百英尺)，某种自动车辆通常是最经济的运输方式。然而，让AGV拾取负载移动15英尺不太可能具有成本效益。因此，传送带更有意义。

另一个重要的考虑因素是时间。货物到达目的地后停留多久?如果要直接放到卡车上运输，那么AGV叉车可能是最好的选择。然而，如果负载将在仓库中停留一段时间，您希望将其丢弃并将AGV从那里取出。在这种情况下，AGV叉车可能是也可能不是正确的选择，这取决于负载中有多少材料。

无论是人工驾驶还是电脑驾驶，叉车一次只能承载有限的货物，即使这个数量相当大。当很多东西要去某个地方，然后坐很长一段时间，最好的选择可能是使用AGV拖车。大量的材料，没有合理大小的叉车可以装载到一个平板拖车，然后由AGV牵引。

更重要的是，拖车可以像火车上的汽车一样串联起来，然后由AGV牵引。拖车可能比叉车贵，但比动力车辆便宜得多——尤其是有大脑的动力车辆。

当货物需要经常从一个站点移动到另一个站点，并且在每个站点停留的时间相对较短时，杰维斯B.韦伯公司的高级副总裁兼首席运营官布莱恩·斯图尔特(Brian Stewart)引用了一个完全不同的概念:“SmartCart是一种极低成本、高度可靠、非常灵活的运输或制造方法。”从本质上讲，其中一辆车是AGV拖船，上面装有负载支撑框架。拖船与框架和负载保持在一起，形成一个可移动的单元。

“通常情况下，”FKI Logistex系统销售总监保罗·摩尔(Paul Moore)说，“我们在需要长途运输和/或多个位置的重型货物的集成系统中发现了引导车辆的用途。这是一个数学计算，以确定什么是最划算的。如果是非常不频繁的长距离移动，运行agv具有巨大的经济意义。”

智能输送机增加了灵活性

智能传送带已经很少有皮带了。通常，他们通过电脑控制的滚轮来驱动货物，这些滚轮可以加速、减速，甚至引导包裹在正确的时间到达正确的地点。

Egemin自动化解决方案和产品支持副总裁Yves Gazin说:“当物料在很短的距离内移动且吞吐量极高时，使用输送机系统要好得多。大量车辆来回移动会造成拥堵，这使得agv不切实际。另一方面，如果距离太小，你就不会用叉车，而是用一段传送带。”

同样，如果距离超出了机器人的移动范围，安装机器人只是为了把东西从a点移到B点，在经济上是没有意义的。你可以在输送带的每一端都安装一个机器人处理器，但不仅仅是为了穿越中间的空间。

“在过去的五年里，”FKI Logistex系统销售总监保罗·摩尔(Paul Moore)说，“我们看到了智能输送机的巨大增长。这些传送带通常由24v的滚筒供电，非常灵活。”

客户喜欢使用它们有几个原因。当有人在场时，这种滚筒输送机本质上更安全。有一系列的小马达内置于三英尺中心的滚轮组中。一个滚轮被驱动，其他的滚轮被驱动。在本地控制器的命令下，辊子组的电机分别通电。

这个系统提供了许多优点。由于有许多相对较小的独立驱动电机，而不是一个巨大的怪物推动整个输送机，安全性得到了提高。如果一个人与输送机纠缠在一起，小电机驱动一个滚筒组可以造成相对较小的损害。该系统只有在有东西要开的时候才会开车，从而节省能源。在个别负载之间，一段的滚筒可以断电以节省能源。

另一个优点是更容易重新配置。当一条传送带被建造成一条大传送带时，这条传送带必须运行一定的距离，而通过在中间引入一个新的转弯处来改变路线，则需要建造一条全新的传送带。由于动力辊段较短，只需拉出一段即可安装导流设备。

维修更容易，因为机械或电气故障只涉及一小部分，比整个输送机更容易拆卸和更换。

最后，这些计算机控制的传送带线可以实时转移包裹。现在可以合并和分割材料流，将不同的项目发送到不同的目的地，并将来自不同来源的项目聚集到一个目的地。

使这一切成为可能的是单独识别和跟踪包裹的能力，以及复杂的仓库管理软件。

“我们最近推出的新产品之一，”全经联的摩尔说，“是一个软件包，它可以让我们把箱子非常紧密地放在分拣机里。我们可以将多条生产线合并成一条流，以每分钟高达400箱的速度为高速分选机提供服务。”

试试带式输送机吧!

“在精益生产中，每个人都有主动性，每个人都想减少输送机的数量，但它们仍然是将产品从一个点转移到另一个点的最具成本效益的方式，”摩尔说。

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