工業(yè)機(jī)器人“進(jìn)軍”食品行業(yè)

在現(xiàn)在的社會(huì)里，機(jī)器人的使用范圍越來(lái)越廣泛，即使在很多的傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域中人們也在努力使機(jī)器人代替人類(lèi)工作，在食品工業(yè)中的情況也是如此。目前人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出的食品工業(yè)機(jī)器人有包裝罐頭機(jī)器人，自動(dòng)午餐機(jī)器人和切割牛肉機(jī)器人等。在這里我們以用機(jī)器人來(lái)切割牛的前半身為例來(lái)對(duì)食品工業(yè)機(jī)器人做一簡(jiǎn)要的介紹。

從設(shè)計(jì)機(jī)器人的角度來(lái)看，切割牛的前半身這個(gè)問(wèn)題不是一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題，要考慮的細(xì)節(jié)十分的復(fù)雜，因?yàn)閺呐５纳眢w結(jié)構(gòu)來(lái)看，每頭牛的肢體雖然大致一樣，但還是有很多不相同的地方。機(jī)器人系統(tǒng)必須要選擇對(duì)每頭牛的最佳切割方法，最大限度的減少牛肉的浪費(fèi)。實(shí)際上，要使機(jī)器人系統(tǒng)能熟練的模仿一個(gè)熟練屠宰工人的動(dòng)作，最終的解決辦法將是把傳感器技術(shù)，人工智能和機(jī)器人制造等多項(xiàng)高技術(shù)集成起來(lái)，使機(jī)器人系統(tǒng)能自動(dòng)適應(yīng)產(chǎn)品加工中的各種變化。

切割牛肉的機(jī)器人將要加工的牛的肢體與數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的以前的牛的肢體的切割信息進(jìn)行比較來(lái)加工每一頭牛，這樣就可以沿著每刀切割所定的初始路線(xiàn)方向來(lái)確定刀的起點(diǎn)和終點(diǎn)，然后用機(jī)器人驅(qū)動(dòng)刀切入牛的身體里面。傳感器系統(tǒng)監(jiān)視切割是所用力量的大小，來(lái)確定刀是否是在切割骨頭，同時(shí)把信息反饋給機(jī)器人控制系統(tǒng)，以控制刀片只沿著骨頭的輪廓移動(dòng)，從而避免損壞刀片。在具體操作時(shí)，每一頭牛的前半身通過(guò)固定裝置送給機(jī)器人屠宰系統(tǒng)，并且由機(jī)器人的視覺(jué)裝置進(jìn)行鑒定。視覺(jué)裝置的圖像數(shù)據(jù)連同存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)里的其它牛的前半身參數(shù)：比如重量，牛的身體結(jié)構(gòu)等，一起送入機(jī)器人的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中進(jìn)行處理，確定與待切割牛的前半身最為相似的初始鑒定數(shù)據(jù)。這樣就可以提供切割的起刀點(diǎn)，起刀方向和初始路線(xiàn)，并利用初始路線(xiàn)來(lái)檢驗(yàn)現(xiàn)在被切割牛的前半身的切割進(jìn)展情況。如果發(fā)現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)中沒(méi)有與之相匹配的數(shù)據(jù)，則機(jī)器人系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)先確定的程序來(lái)確定起刀點(diǎn)，并且存儲(chǔ)這個(gè)數(shù)據(jù)，留待以后使用。當(dāng)每一刀切割完成以后，機(jī)器人系統(tǒng)就自動(dòng)的轉(zhuǎn)移到下一個(gè)起刀點(diǎn)，開(kāi)始下一刀的切割過(guò)程，也就是重復(fù)上面的步驟。當(dāng)最后一刀切割結(jié)束時(shí)，牛的骨頭就被剔出，整個(gè)過(guò)程就處理完畢了，于是裝送裝置自動(dòng)送入下一頭牛的前半身，開(kāi)始新的一輪切割過(guò)程。

現(xiàn)在研制成功的切割牛肉的機(jī)器人能切下占總重量60%的牛肉，人們還在不斷地改進(jìn)它的性能，使它能切下更多的牛肉。