AI赋能机器人首次实现塞拉诺火腿自动化标签注射

长久以来，为塞拉诺火腿贴标签是一项不可或缺却繁重的工作，因为标签决定了火腿在不同熟成和干燥阶段的流转顺序。由于机器人无法识别火腿内部的骨骼位置，人工操作一直是不可替代的环节。

如今，一家西班牙系统集成商开发出一套基于AI的机器人系统，能够自动完成这项任务。该系统使用一台专为食品行业高卫生标准设计的史陶比尔SCARA机器人，每小时最多可完成900个标签的注射操作。

一块美味的西班牙塞拉诺火腿需要经过10至18个月的干燥与熟成，整个过程包含多个步骤。一家中等规模的塞拉诺火腿生产商每天可处理超过5000条火腿，因此在流程初期为每条火腿注射标有周次、年份和批次号的标签，虽是小步骤，却至关重要。

对于人工操作员而言，这项工作不仅体力消耗大，还需要丰富的经验——他们必须准确判断并避开骨骼区域，因为标签注射工具无法穿透骨骼。

自动化改造看似顺理成章，然而尽管塞拉诺火腿行业规模不小，这一目标迟迟未能实现，原因也显而易见：作为天然产品，每条重量在8至12公斤的火腿中，骨骼占总重量的30%至40%，且每条火腿的骨骼位置各不相同。因此，操作员必须凭借经验对每一条火腿做出独立判断。

那么，机器人自动化在这里真的无从实现吗？位于西班牙东部肉类生产重镇奥洛特的自动化专家Timpolot公司，通过将史陶比尔机器人与扣件注射器及AI视觉系统相结合，找到了解决方案。

Timpolot创始人兼总经理乔尔迪·巴索尔斯介绍了这套系统的工作流程："火腿以随机方式被人工放置在传送带上。视觉系统识别每块火腿的位置，并借助AI判断最佳标签注射点，同时规避骨骼区域。"与此同时，打印机生成一枚塑料标签，安装在传送带旁的机器人携带标准气动扣件注射器取标签后，根据摄像头传来的追踪坐标，将注射器针头精准插入火腿。

这条生产线目前由一家产量极高的大型塞拉诺火腿生产商运营。所采用的SCARA机器人为史陶比尔TS2-80 HE型号，每天处理火腿15万至18万公斤，持续运行速率为每小时750条，峰值可达每小时900条，单次作业周期仅需4秒。事实上，机器人本身可以运行得更快，但受限于标签打印速度及前序工序的节拍。

乔尔迪·巴索尔斯表示："通过自动化这项任务，我们实现了多重价值：一方面改善了工作环境，减少了员工因伤病请假的情况，让操作员得以专注于更高价值的工作；另一方面通过将所有IT管理集中于单一节点，实现了更完善的追溯管控。"

Timpolot选用的史陶比尔TS2系列HE（湿润环境）版本机器人专为食品行业设计：表面光滑，外壳能够承受工业清洁剂和中压水的定期清洗，机器人还使用符合食品安全标准的H1级润滑油。

"卫生是所有食品行业流程的关键，史陶比尔确保了客户所要求的可靠性和食品安全性，"乔尔迪·巴索尔斯补充道。

Timpolot选择史陶比尔机器人还有其他原因：VAL3编程系统操作简便，浸油式减速器保障了卓越的机械性能和长使用寿命；通过对多种工业通信协议的全面支持，实现了与PLC的顺畅集成；此外，史陶比尔还在全球范围内提供高质量的售后服务。

乔尔迪·巴索尔斯总结道："整体产品质量是打造稳健解决方案的根本。史陶比尔在工艺精度和机械可靠性方面都有充分保证。我们知道这些机器人能够长年稳定运行、故障极少，这对于确保生产线的长期盈利至关重要。"

在数据与IT层面，摄像头连接至一台运行Timpolot自研软件的PC，图像处理和AI分析均在该PC上完成，坐标数据随后发送至PLC（欧姆龙NX1P2），再通过Ethernet/IP传输给机器人并管理外围设备。PLC在处理输入输出信号的同时，也充当整条生产线设备的核心通信枢纽，并通过HMI界面向操作员提供实时信息。

AI在其中发挥着关键作用。乔尔迪·巴索尔斯解释道："由于火腿形状不规则，算法的部分功能依赖传统视觉技术，而集成AI则能更精准地确定标签注射点，并预测骨骼位置，从而防止扣件注射过程中出现针头断裂的情况。"

该生产线已稳定运行数月，获得了客户的高度认可。其独特之处在于所完成任务的性质——贴标签此前只能由人工完成，因为这是一个复杂的过程。

乔尔迪·巴索尔斯表示："在肉类加工行业，没有两块产品是完全相同的，这使得处理难度大幅提升。机器人必须与外围设备保持顺畅通信，以适应不断变化的状态。同时，它还确保了贴标质量——每条火腿上的标签均位于相同位置，并实现了可靠的产品追溯，帮助客户交付高品质的最终产品。"

对于史陶比尔而言，这个项目既是挑战，也是成功。史陶比尔西班牙公司机器人业务总监何塞普·塞拉表示："我们在食品行业拥有丰富的机器人应用经验，但这套方案并不常见：它是一套高端自动化系统，在满足严苛卫生要求的同时，通过集成AI和Timpolot的定制化编程，实现了对单件产品的精准处理。我们期待与这家富有创新精神的系统集成商共同开展更多新项目。"

Q&A

Q1：Timpolot开发的AI火腿标签系统是如何识别骨骼位置的？

A：该系统结合了传统视觉技术与AI分析。摄像头采集每条火腿的图像后，在连接的PC上进行处理，AI算法能够精准判断最佳标签注射点，并预测骨骼所在位置，从而在扣件注射过程中有效避免针头因碰到骨骼而断裂。这套方案解决了此前机器人无法识别骨骼、必须依赖人工操作的核心难题。

Q2：史陶比尔TS2-80 HE机器人的处理速度和效率如何？

A：史陶比尔TS2-80 HE机器人每天可处理15万至18万公斤火腿，持续运行速率为每小时750条，峰值可达每小时900条，单次作业周期仅需约4秒。机器人本身具备更高速度的潜力，但实际运行节拍受标签打印速度及前序工序限制。

Q3：自动化贴标系统对塞拉诺火腿生产商有哪些具体好处？

A：自动化贴标系统带来了多方面的实际价值：减轻了操作员的体力负担，降低了因工伤导致的病假率，让人员得以专注于更高价值的工作；通过将所有IT管理集中于单一节点，大幅提升了产品追溯能力；同时保证每条火腿的标签位置统一一致，有效提升了最终产品的整体质量与可靠性。