7、利用机器人技术实现纸箱包装的可重构自动化

利用机器人技术实现纸箱包装的可重构自动化

1. 引言

在竞争激烈的食品市场中，从物流和营销的角度来看，各种各样的纸箱被用于包装，它们具有吸引人的形式、醒目的形状和多样的结构。这些频繁的变化需要创新的包装。因此，对于一些复杂样式的纸箱，如折纸纸箱和小批量产品的纸箱，大多数糖果公司不得不依靠人工操作，这是一个成本更高的过程，会增加最终产品的成本，特别是在需要昂贵的季节性劳动力供应时。这条手动操作线必须经过昂贵的入职培训计划，以教导员工如何竖起纸箱。

目前的机器仅用于相同的通用样式，或者是专门为特定类型的纸箱设计的，所有新的纸箱都需要为这些机器开发和制造新的工具。每种不同的包装尺寸和格式也需要新的工具。这种工具的开发和制造可能非常昂贵，并增加了制造商将新产品推向市场的前置时间，从而降低了制造商适应消费者需求变化的能力。当从一种包装格式转换到另一种包装格式时，工具更换也会增加制造商的成本。为小批量生产制造专用机器是不经济的。因此，在这个高度季节性和竞争激烈的市场中，制造商需要一种灵活且可重构的机器，以应对其产品的多样性和复杂性，从而吸引客户。

近年来，机器人技术和自动化技术的迅速发展推动了包装行业中机器人的发展。尽管拾取和放置机器人已被广泛使用，但折叠和关闭折纸类型纸箱的复杂任务仍然依赖手动操作，这对机器人技术提出了挑战。

一些研究人员探索了与纸箱折叠相关的领域，例如通过弯曲将金属板坯料制成三维金属零件的问题，为该领域的探索提供了起点。他们在讨论折叠顺序时基于目标函数，包括一个确定弯曲顺序的高级规划器和多个用于单个动作的低级规划器。在计算生物学中，蛋白质折叠是将一维氨基酸链折叠成三维蛋白质结构的重要问题，也有相关的研究方法。

2. 折纸纸箱的等效