机器人帮助养活世界

世界食品生产商赌注很高。根据Plunket Research的数据，全球食品行业占世界GDP的近8万亿美元或约10％。然而，劳动力短缺，工人安全和食源性疾病威胁着折叠。生活水平上升和改变发展中国家压力能力和吞吐量的饮食习惯。

消费者想要更多选择，更方便，他们希望它新鲜，快速，价格实惠。从个体零食包和即食派对托盘，对忙碌的人的健康选择和快速餐，定制和可变性在历史新高。食品生产者必须跟上趋势，同时试图预测未来。但是难以知道菜单上的内容往往很难。灵活的自动化是票。

“自动化可以为食品工业做它在70年代为汽车工业做的事情，”Carl Vause说，他是Soft Robotics Inc.的首席执行官，Soft Robotics Inc.是马萨诸塞州剑桥市的一家软驱动自适应夹持器技术制造商它可以将这个行业提升到一个新的水平。驱动质量，驱动一致性。确保他们能够扩大规模和增长，满足市场的需求，在这种情况下，养活世界。”

机器人满足劳动力困境
事实证明，随着人口老龄化和劳动力成本上升，养活世界的难度逐年加大。创新的自动化解决方案有助于解决繁琐但必要的工作。

“我们正在看到客户心态的重大转变，安全成为大多数客户的首要任务，”JMP Automation，Inc。的客户经理Keith Allen说RIA认证机器人集成商在伦敦，安大略省，加拿大。“优先事项是让人们摆脱不安全的任务。在案例包装，纸箱装载和码垛等任务中存在重大的人体工学挑战。“

他引用了一个在快速移动的输送带装载冰淇淋棒的工人弯曲的情况。这项工作是如此征税，即工作人员每15分钟必须每次旋转到另一个任务。即便如此，他们也带着颈部和背部菌株走开了。

“这不是可持续的，”艾伦说。“所以很多食品公司正在转向像我们这样的公司，以帮助他们解决他们最符合人体工程学的挑战。我们专注于我们在食品和CPG（消费品包装商品）市场中所谓的智能机器人。“

在冰淇淋酒吧的情况下，三个拾取机器人与客户夹带设备绑定的机器人是解决方案。

除了工人安全问题外，艾伦还指出了劳动力短缺和衰老的劳动力作为挑战。他说，许多千禧一代没有看到制造业作为可行的职业生涯。在食品加工和包装中典型的快节奏，通常是极端温度的环境中尤其如此。

Vause说，虽然卫生实践总是最重要的，主要痛点是劳动力。

“如果你的劳动力在流失，或者你没有训练有素的人，或者你没有机会接触训练有素的劳动力，那么你就有卫生问题。作为一个从事医疗器械行业的人，我可以告诉你，进入加利福尼亚州的农产品包装厂，那里的卫生准备和安全装备水平比手术室要高。

“这食品安全现代化法案（FSMA）他还提高了对这些包装和加工商的卫生要求你有这两大趋势，劳工和金融稳定管理局。公司正试图同时解决这两个问题。这是一个自动化能够真正发挥作用的领域。”

机器人的新食品卫生标准
机器人自动化正在以新的标准获得一条腿。制作五年来，基于机器人的自动化系统的3-A卫生标准，103-00号，于2016年10月13日生效。RBAS标准解决了主要食品处理和包装中使用的机器人设备。有关更多信息，请查看此新闻公告。

“3-A标准是地球上的一些最严格的标准，”负责编写标准和行业先驱的工作组的文件领导者，在实施基于机器人的自动化中的食品加工应用程序的工作组的文件领导者表示，“鲍勃罗谢尔。“这些标准是达到奶制品植物级别的食品加工设备的国家和联邦法规的标准。”

Rochelle表示，新标准适用于机器人和机器人和机器人相关的辅助设备以及这些系统的集成商的制造商。它为机器人和辅助机器人设备的设计，材料，制造和安装建立了最低卫生卫生要求，包括机器人基础，武器端部件（eoat），工具换衣器和机器人敷料。

对于他对工作组的志愿者工作，Rochelle于2016年下一代颁发，该奖项授予一家授予3-一个标准开发活动的个人不到五年，并对标准开发过程表现出重大贡献。他目前是Ann Arbor，密歇根州Ann Arbor的机器人龙门制造商Güdel公司的领土销售经理。，密歇根州，并将继续在3委员会上服务。

与机器人行业协会合作开发，RBAS标准首次汇集了机器人和食品加工卫生世界。机器人供应商和集成商，食品加工商和几个卫生调节机构，包括USDA和FDA，共同开发。

“在食品科学世界中，这绝对是一个就职时刻，”标准和认证总监Eric Sc​​hweitzer说3-A Satity标准，Inc。，弗吉尼亚州麦克莱恩。“没有工艺设备标准，通知机器人自动化系统的制造商如何设计可清洁性和无视力。”（直到现在。）

“近几十年来，该行业一直在进步自动化，”Schweitzer说。“它似乎正在进步更快，因为劳动力相对昂贵，机器人变得不那么昂贵。机器人没有病假，并且可以在没有任何休息的情况下更有效地操作。“

传统上，机器人和食品加工的收敛性，特别是在直接食物接触的情况下，存在问题。

“你正在处理关节和执行者，以及动态移动的事情，”Schweitzer说。“不是一块非常容易设计为卫生的机器。你拥有这些细菌和其他微生物可以港口的所有这些裂缝和裂缝。“

根据Schweitzer的说法，产品接触表面定义为暴露于产品的所有表面，并且从中溅出的产品，液体或土壤可以排出，下降，弥漫或被吸入产品或与产品接触接触的表面上包装材料的表面。这款3-A标准解决了这些方案，并确保了自动化系统的构建可清洁，可防止的，并满足FDA级别巴氏杀菌牛奶条例的目的。

RBAS标准是自愿的，但寻求参加快节奏食品加工行业的任何机器人供应商或集成商都应肯定会努力。Schweitzer表示，3-A不赞成或批准任何设备。在不以营利为目的编写的标准，然后授权使用已检查由第三方评估，并显示是否符合3-A卫生标准设备的注册商标符号。

蛋糕，锥体和玉米狗
JMP的客户经理表示，FSMA（现在为3-A）正在引人注目的食物空间来看看他们的流程以及它们如何设计其设备。有信任的系统集成商在食品工业中具有专业知识，准备帮助加工商和包装商提高效率和卫生。

“一分钟产品从炸锅或冰箱中出来，或者已经处理过，这是客户正在转向JMP寻求帮助和支持的地方，”Allen说。“我们的实力在于与客户合作设计全系列包装集成。我们正在考虑产品质量，流量和浪涌等物品。这些在为客户设计交钥匙解决方案方面尤为重要。我们的系统必须符合FDA和AMI（美国肉类学院）标准。“

艾伦说，他们建造的95%的系统都被运送到美国的客户手中。除了RIA认证外，JMP是FANUC授权的集成商，而且Premier Rockwell自动化解决方案合作伙伴。Allen表示，与客户植物中的现有系统相结合的供应商合作很重要，并且在内部维护人员很容易支持。

JMP设计了设计，内置和集成的机器人系统，用于处理有趣的食品阵列，包括冰淇淋锥（如图），果仁棕色，玉米狗，蛋糕和袋装食品。该视频显示了各种机器人食品处理应用程序。

“无论是玉米狗还是鸡蛋卷，还是双咬棕色或蛋糕，都有各种方式可以处理产品，”艾伦说。“它真的归功于与最终客户合作，以​​确保您正在解决他们的担忧。

“今天绝大多数客户想知道你是否已经处理了他们的产品，”他继续。“答案往往是否定的，因为在食物空间里有很多不同的独特产品。无论是新鲜还是冷冻，或烘焙食品，大多数系统集成商都无法处理所有这些不同的产品是不可能的。但是，您可以将其绑定到类似的形状和尺寸，以及适用的环境。“

挑选产品，晚上自我清洁
JMP还开发了一种创新的机器人洗涤解决方案，用于选择性清洁应用。专利申请系统不仅使用机器人来清洗输送机和周围设备，还彼此。观看JMP的机器人冲洗细胞。

白天，FANUC M-430iA机器人正在以起泡的速度挑选和包装产品。到了晚上，他们会清洗自己的机器人同事和工作间，为下一班做好准备。现在，这是聪明和卫生。

这些不是唯一玩水的机器人。Waterjet技术已被用来削减来自泡菜，奶酪甚至的一切弦乐芹菜金属，石头和玻璃。夫妻与机器人技术，你有锦上添花。更稍后的更多。

软机器人符合生产包装
另一位创新在食品空间中加入狂欢评论是基于Whiteides Research Group在哈佛大学开发的软机器人技术的独特抓斗。了解软机器人自适应夹具的工作原理。

“我们的口头禅是大小，形状和重量的东西，或者很容易损坏，”软机器人CEO Carl Vause说。

已经在工业包装和电子商务及物流空间中获得了粉丝，软机器人正在发出自适应夹具自动化2015年4月，一位观众问他们是否可以用食物做点什么。

“自动化是一个可能的流域活动，可能是一个可能的流域活动，”Vaese说，并指出展位访客提到一个名为United Fresh的新鲜农产品展览，这可能拥有一些潜力。“那是2015年6月，所以我们迅速建造了一个生产的演示系统，将它发布到United Fresh，并展示了一个机器人处理草莓和西红柿在展厅。”

那是软机器人达到北美最大的蔬菜生产商之一的加利福尼亚州萨利诺斯泰勒农场。种子被种植，伙伴关系增长。泰勒农场，第三代家族企业与首席执行官布鲁斯泰勒在掌舵，现在都是客户和一个通过投资子公司Taylor Ventures投资软机器人。

“布鲁斯·泰勒在这个行业被视为一个巨大的创新者，”瓦斯说多年来，他一直是中央山谷的领导者，并致力于推动新鲜农产品产业的发展。他非常关心劳动问题和安全问题。他认为，农产品行业需要开始研究先进技术。”

我们拿7美元的苹果开玩笑，瓦斯说。但在现实中，水果和蔬菜可能变得如此困难和昂贵，以生产和跟上世界范围的需求，他们成为稀缺和过于昂贵的大众。

泰勒农场制作了这个视频在6月举行的福布斯AgTech峰会上，这款软机器人手爪能够很好地处理各种包装产品。再加上视觉引导机器人，如视频中显示的ABB Robotics IRB 360 FlexPicker，软机器人手爪既擅长初级包装（直接或附带食物接触）又擅长二次包装。

“例如，在塑料袋中拿一个罗贝因莴苣的头。我们能够以比传统吸盘更高的速度和可靠性更高的速度和可靠性的箱子进行二次包装，而不是传统的吸盘，“Vaest。“当你在考虑移动可能潮湿的东西或对它们上有颗粒物质的时候，或者在吸盘不能得到良好的掌握的地方，那就是我们的技术的运作良好的地方。

“那么如果你有不同尺寸的东西，就像在同一包装线上的小，中等和大芹菜一样，我们可以做所有没有任何工具变化器的那样，”他补充道。

敏感水果的软触摸
软机器人夹具也被用来自动化番茄分类，传统的劳动密集型过程。

“任何人使用西红柿的人都必须定期对它们进行排序，以找到与其客户的成熟程度相同的成熟程度，”Vaest。“它们按大小和颜色排序。所有这一切都是用手完成的。我们已经能够表明我们可以以可靠性的可靠性以速度与机器人系统一起处理这些西红柿。“

西红柿不是唯一的敏感食品的挑选。软机器人越来越深入供应链。

我们现在正在和浆果农民交谈，“Vaest。“由于劳动力短缺，在过去两年中，加利福尼亚州的草莓作物中的20％已留在境地。所以有两三个不同公司试图自动化收获挑战。我们正在与他们合作以获得不同的技术方法。我认为这是一个很好的机会。“

柔软的机器人夹具由所有FDA批准的材料制成，根据Vaese，因此它符合食品安全可清洁性标准。手指由食品级聚合物材料制成，末端效应器中没有机电装置，使洗涤易。

面包店自动化
从包装线上的新鲜农产品到现场的新鲜水果中，软机器人在比一个人的方式分支。直到谷物的食品行业呼吁，这并不久。

“面包店自动化有一个巨大的机会，”Vaest。“我们发现它适合我们的口头禅，这些东西在大小，形状或体重变化，并且很容易损坏。我们继续发现这种自动化的适应性如此重要，我们可以帮助人们。“

帮助他们确实如此，特别是在原始面团处理时，烘焙行业的长期自动化挑战。看看这个视频在哪里软机器人遇到柔软的面团。

软面团处理
面包店自动化行业已成为软机器人夹具的证明。其中一个早期的采用者是ABI Ltd，这是加拿大安大略省Concord的自动面包店设备的全球集成商。

“我们是持续的斗争，为柔软的面团产品寻找良好，可靠的解决方案，”ABI Ltd的销售和通信协调员亚伦布克说“When you’re dealing with soft dough products, particularly proofed dough products (dough that has been allowed to rise), they have to be handled very gently, otherwise you can end up leaving impressions in the dough, or you could deflate the dough or malform the product.”

Burke表示，他们只是在U.K的大型披萨公司发货。现在正在为他们的第二个系统工作，都使用软机器人夹具。ABB机器人首选合作伙伴，ABI Ltd开发了一个四个机器人系统，从圆角挑选原料披萨面团，并将其放入托盘中。

“在旧的采摘和摆放方法中，我们使用的是针形工具或吸盘，或某种金属工具。他们都有失败的经历。”

软机器人手爪能够处理不同大小的面团球与一个工具。再加上一个灵活的机器人和三维视觉，确定位置和大小的面团球，你有一个完整的解决方案，不需要更换工具。

“你必须有一个工具来处理一个150克的面团球，就像它处理一个50克的面团球一样，”伯克解释说它必须能够打开和关闭可变抓地力的产品，而不是把太多的压力。

“我们能够提出一个有五个手指的配置，”他继续。“手指宽敞地围绕着最大的面团球的全尺寸，但当系统认识到它是一个较小的面团球时，它会挤压一点（基于流入夹具的气压量）。我们能够找到一种可以处理具有相同工具的三种或四种不同尺寸的产品的组合。“

机器人waterjet切割带蛋糕
ABI Ltd正在为面包店自动化空间带来其他创新。Waterjet技术已被用于食品行业多年来，但现在机器人将其带到新的创造力和效率水平。

Katana机器人水射流切割系统与一个灵活的机器人纯水射流系统三维视觉技术用于大批量蛋糕和糕点的切割。下面是它的工作原理。

首先，3D激光扫描仪确定蛋糕的存在和位置，然后将其映射出产品的排版。软件缩回视觉系统收集的数据，以确定预编程切割图案的机器人参数。然后，配备有水射流喷嘴的机器人在极高的压力下使用非常窄的水流，以在指定的图案中通过蛋糕切片。易于使用的触摸屏界面允许您手动绘制或进口新设计。

观看Katana机械手水射精蛋糕切割系统的行动。在这种情况下，水射流挥舞机械手是ABB IRB 140六轴机器人。

没有两个蛋糕完全相同，所以集成的视觉系统非常重要，特别是当你在蛋糕内筑巢形状时。该系统映射在特定产品中如何将这些形状装配在一起，以最小化切割过程中的浪费。

Burke表示，该系统可与新鲜，半冷冻或深冷冻产品一起使用。

“水射流泵在来自0.05毫米孔口的60,000 psi的压力下有很多切割力量，”他说。“但我们发现了在半冻结状态下的最佳结果。这往往是甜蜜的地方，因为你在该温度下有很多产品的结构完整性。还有含有夹杂物的产品，如水果和坚果，没问题。“

如视频中所见，传统的切割方法经常限制饼干与磨损的刀片切割成直线切割。凭借六轴机器人的灵活性，您可以用直线刀片切割不可成熟的圆形图案。Burke表示，他们将一切从海岸和心中切到枫叶和圣诞树出来的蛋糕。

“历史上，对于那种你不得不去某种类型的模切系统，你必须把你的形状踩入蛋糕。使用这样的专用工具，您进入转换，您有潜在的交叉污染。你必须确保他们很干净。“

在食品工业中，机器人喷水切割只使用纯过滤水。这使得它既卫生又环保。

“蛋糕和糕点是这类系统的主要用途，但它们几乎可以切割任何东西，”伯克说我们还为米脆饼方块和能量棒集成了水射流切割，通常从长床单开始，然后切割成碎片。”

Abi Ltd正在利用视野引导的机器人进行蛋糕装饰和3D超声波评分面包大面包和椒盐脆饼。机器人自动化也用于蛋糕和松饼脱丹，羊角面包弯曲和捏，以及板蛋糕盒装载。看看这些面包店机器人在工作中。

对于世界上的食品生产商来说，问题不再是是否自动化，而是多久才能自动化。

RIA成员在本文中有：
Güdel，Inc。
JMP Automation，Inc。
软机械公司