Automatické nakládání kontejnerů: 6osý robot, 3D vidění a optimalizace prostoru
Nakládání kontejnerů je pro exportní výrobce logistickým úzkým hrdlem. Ruční nakládání často znamená těžké kartony, nekonzistentní stohování, nízké využití prostoru a obtížnou práci uvnitř kontejneru. Video níže ukazuje automatický robotický systém pro nakládání kontejnerů, který je postaven na 3D skenování, inteligentních algoritmech nakládání a přesném šestiosém umístění robota.
Cílem není jen rychlejší pohyb robota. Skutečnou inženýrskou hodnotou je, zda systém dokáže rozpoznat skutečné velikosti kartonů, vnitřní rozměry kontejnerů, omezení stohování a limity dosahu robota předtím, než jednotlivé kartony umístí. Širší manipulační aplikace naleznete v dokumentu EVSINT. manipulační robot Reference.
Tok procesů systému a základní zařízení
Typický automatický systém nakládání kontejnerů se řídí tímto postupem: podávání kartonů, 3D skenování rozměrů pomocí vizuální technologie, třídění do vyrovnávací paměti, robotické nakládání a manipulace s lichým množstvím. Systém často používá uspořádání ve tvaru U, kde je kontejner umístěn na nakládací plošině a robot pracuje ze strany plošiny.
Mezi klíčové vybavení patří šestiosý průmyslový robot, 3D laserový skenovací kamerový systém, kompozitní chapadlo s vakuovým sáním a mechanickým upnutím, vícepruhové dopravníky na kartony, plošina pro polohování kontejnerů a software pro inteligentní algoritmus nakládání. Dosah robota musí pokrýt zónu uchopení dopravníku a nejhlubší dosažitelnou pozici uvnitř kontejneru, takže simulace dosahu je důležitá před výběrem zařízení. EVSINT průmyslové roboty podle osy Stránka může pomoci porovnat struktury robotů pro podobné automatizační buňky.
3D skenování a získávání skutečných rozměrů
Systém 3D vidění je instalován nad vstupním dopravníkem. Jakmile kartony procházejí skenovací zónou, systém zachycuje data z mračna bodů a vypočítává skutečnou délku, šířku a výšku. To je užitečnější než spoléhat se pouze na nominální rozměry kartonů, protože skutečné kartony se mohou vyboulit, promáčknout nebo se lišit v závislosti na výrobní toleranci.
Pro automatické nakládání kontejnerů jsou skutečné rozměry základem pro lepší využití prostoru. Pokud algoritmus předpokládá nominální velikosti, robot může zanechat zbytečné mezery nebo se pokusit umístit kartony, které se již nevejdou. Silně deformované kartony by měly být označeny jako NG a před nakládáním vyřazeny, protože jeden nestabilní karton může ovlivnit celou vrstvu stohu.
Inteligentní algoritmus nakládání a plánování prostoru pro smíšené kartony
Algoritmus nakládání je inženýrská aplikace trojrozměrného balení do přihrádek. Vstupy zahrnují vnitřní rozměry kontejneru, rozměry a hmotnost kartonů, omezení stohování, pravidla pro těžké pod lehkými materiály, maximální limity vrstev a požadavky na stabilitu. Výstupy zahrnují souřadnice umístění, orientaci kartonů a pořadí nakládání.
Algoritmus obvykle plní od dna kontejneru nahoru a od nejhlubší pozice směrem ke dveřím. Velké kartony se umisťují blízko okrajů, menší kartony vyplňují mezery a vrstvy se prolínají, kde je to možné. Nakládání smíšených kartonů je jedním z nejsilnějších případů použití: když se plánují kartony různých velikostí společně, lze zmenšit prázdný prostor a zlepšit náklady na přepravu na jednu zásilku.
Nakládání robotů a plánování trasy
Robot se řídí sekvencí umisťování z algoritmu nakládání. Vybírá kartony z vyrovnávací paměti a umisťuje každý karton na jeho přiřazenou souřadnici a orientaci. Pořadí nakládání by mělo dodržovat principy zevnitř ven a zdola nahoru, aby se rameno robota nekolidovalo s již naloženými kartony nebo rámem dveří kontejneru.
Plánování trasy musí zohledňovat geometrii kontejneru, velikost chapadla, prostor pro karton a rychlost. Čím hlubší je vrstva, tím složitější může být pozice robota. Některá místa, která se v softwaru jeví jako možná, mohou být v reálné buňce nedosažitelná, proto je během návrhu projektu nezbytná simulace dosažitelnosti pro všechny cílové zóny.
Umístění kontejneru a přizpůsobení specifikací
Kontejnery přijíždějí kamionem a jsou umisťovány na nakládací plošinu. Plošina může vyžadovat hydraulické zvedání a nivelační funkce, aby se přizpůsobila různým výškám podvozku a udržela podlahu kontejneru v rovině. Laserové senzory vzdálenosti mohou skenovat skutečné vnitřní rozměry po umístění kontejneru, protože výrobní tolerance kontejneru nebo deformace při přepravě mohou změnit využitelný prostor.
Systém by měl podporovat běžné typy kontejnerů, včetně 20stopých, 40stopých, high-cube a standardních kontejnerů. Prostřednictvím výběru z HMI by platforma a algoritmus měly automaticky přepínat reference a rozměry. Pro úplnou integraci linky kolem dopravníků, řídicích prvků a rozhraní skladu by EVSINT... systém automatizace procesů schopnosti jsou relevantní.
Zpracování lichého množství a výjimky
Pokud je množství objednávky menší než plný kontejner, systém by se měl přepnout do režimu lichého množství. V tomto režimu má stabilita nakládání přednost před maximálním využitím. Mezi běžné výjimky patří velikost kartonu mimo toleranci, selhání robotického sání, překážky uvnitř kontejneru a selhání plánování trasy.
Praktický systém vyžaduje rychlé obnovení. Rozhraní pro manuální zásahy, konzervativní režimy tras, logika odmítnutí kartonů a postupy restartu by měly být navrženy od samého začátku. Pokud výjimky vyžadují dlouhé manuální ladění, automatizační systém může během období špičkového exportu ztratit svou hodnotu.
Časté úskalí před nasazením
Prvním častým úskalím je optimalizace pouze využití a zároveň ignorování stability přepravy. Hustý náklad, který se během přepravy hroutí, není úspěšným plánem nakládání. Druhým je ignorování skutečné odchylky rozměrů kartonu. Jako vstup algoritmu by měly být použity rozměry naměřené vizuálními měřeními. Třetím je nedostatečné ověření dosažitelnosti robota, zejména v blízkosti nejhlubších a horních poloh kontejneru. Čtvrtým je slabé plánování lichého množství, které přesouvá příliš mnoho práce zpět na ruční nakládání.
Potřebujete podobný automatizační projekt nebo robotický systém? Pokud plánujete robotické nakládání kontejnerů, manipulaci s kartony ve skladu, plánování prostoru pomocí 3D vidění nebo automatizaci exportní logistiky, kontaktujte EVST. Náš tým vám může pomoci s kontrolou procesů, výběrem robota, návrhem chapadel, plánováním rozvržení, návrhem bezpečnosti a integrací. E-mail sales@evsint.com nebo nás kontaktujte prostřednictvím Kontakt EVSINT.
Nejčastější dotazy
Co automatizuje robotický systém pro automatické nakládání kontejnerů?
Automatizuje skenování rozměrů kartonů, třídění do vyrovnávací paměti, robotické vychystávání, umisťování kontejnerů, stohování smíšených kartonů, manipulaci s lichým množstvím a reakci na výjimky při nakládání exportních kontejnerů.
Proč je 3D vidění důležité pro robotické nakládání kontejnerů?
3D vidění měří skutečné rozměry kartonů a skutečný vnitřek kontejneru, takže algoritmus nakládání může plánovat hustší stohování a vyhnout se spoléhání se pouze na nominální velikosti kartonů.
Co je třeba zkontrolovat před nasazením automatizace nakládky kontejnerů?
Zkontrolujte hmotnost a deformaci kartonů, typy kontejnerů, dosah robota, vzdálenost od zárubně, stabilitu při nakládání, pravidla pro smíšené kartony, návrh vyrovnávacích pamětí, režim ručního vyprošťování a podmínky dokování ve skladu.