在現(xiàn)在的社會里,機(jī)器人的使用范圍越來越廣泛,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)器人代替人類工作,在食品工業(yè)中的情況也是如此。目前人們已經(jīng)開發(fā)出的食品工業(yè)機(jī)器人有包裝罐頭機(jī)器人,自動午餐機(jī)器人和切割牛肉機(jī)器人等。在這里我們以用機(jī)器人來切割牛的前半身為例來對食品工業(yè)機(jī)器人做一簡要的介紹。
從設(shè)計(jì)機(jī)器人的角度來看,切割牛的前半身這個問題不是一個簡單的問題,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)能熟練的模仿一個熟練屠宰工人的動作,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,使機(jī)器人系統(tǒng)能自動適應(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)庫中存儲的以前的牛的肢體的切割信息進(jìn)行比較來加工每一頭牛,這樣就可以沿著每刀切割所定的初始路線方向來確定刀的起點(diǎn)和終點(diǎn),然后用機(jī)器人驅(qū)動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,來確定刀是否是在切割骨頭,同時把信息反饋給機(jī)器人控制系統(tǒng),以控制刀片只沿著骨頭的輪廓移動,從而避免損壞刀片。在具體操作時,每一頭牛的前半身通過固定裝置送給機(jī)器人屠宰系統(tǒng),并且由機(jī)器人的視覺裝置進(jìn)行鑒定。視覺裝置的圖像數(shù)據(jù)連同存儲在數(shù)據(jù)庫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,并利用初始路線來檢驗(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)庫中沒有與之相匹配的數(shù)據(jù),則機(jī)器人系統(tǒng)可以根據(jù)預(yù)先確定的程序來確定起刀點(diǎn),并且存儲這個數(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)就自動的轉(zhuǎn)移到下一個起刀點(diǎn),開始下一刀的切割過程,也就是重復(fù)上面的步驟。當(dāng)最后一刀切割結(jié)束時,牛的骨頭就被剔出,整個過程就處理完畢了,于是裝送裝置自動送入下一頭牛的前半身,開始新的一輪切割過程。
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。