小型家電パレタイジングロボットの動画

小型家電製品の複合パレタイジング：ロボット1台、ライン2本、パレットハンドリング

小型家電製品の包装ラインでは、カートンサイズ、重量、出荷優先順位が異なる多数のSKUが生産されることがよくあります。炊飯器、電気ケトル、IHクッキングヒーターなどの箱入り製品は、同じ倉庫フローを共有する場合がありますが、積み重ねパターンやグリッパーの設定が異なる場合があります。以下のビデオでは、複合パレタイジングワークステーションの背後にあるエンジニアリングのアイデアを示しています。1台のロボットが2つのコンベアラインとパレットステーションをカバーし、スケジューリングロジックを使用して、入荷したカートンをパレタイジングするか、空のパレットを処理するかを決定します。

従来の設計では、各ラインに専用のパレタイジングロボットが設置され、別の作業員が空のパレットを配置します。これは高速な単一製品ラインには適していますが、低速な小型機器ラインではロボットの時間を無駄にする可能性があります。複合レイアウトでは、ロボットのアイドル時間をセル内に計画することで、より効率的に作業できます。関連するロボットアプリケーションオプションについては、EVSINT を参照してください。 パレタイジングロボット カテゴリ。

駅のプロセスフローと主要設備

小型家電製品の複合パレタイジングステーションは、以下のような流れで動作します。複数ラインのカートン投入、製品モデルまたはサイズの確認、パレットパターンの選択、ロボットによるピックアップ、動的パレタイジング、パレット交換、そして包装または倉庫への搬送への排出。ステーションはアイランド型レイアウトを採用している場合があり、その場合は2つ以上の投入コンベア、パレット配置場所、および安全柵が1つのロボット作業エリアの周囲に配置されます。

コア機器には通常、6軸パレタイジングロボット、リーチ要件が大きい場合は移動軸または延長ベース、カートンコンベア、パレットマガジン、調整可能なエンドオブアームツール、クイックチェンジインターフェース、安全PLC、バーコードまたはビジョン確認、パレットパターンソフトウェアが含まれます。完全な生産ライン統合のために、EVSINTの プロセス自動化システム ロボットセルは、上流の梱包、下流の包装、および倉庫の流れと連携する必要があるため、その機能は重要です。

3Dビジョン認識と製品分類

SKUのバリエーションが多い場合、ステーションは手動で選択された固定レシピだけに頼るべきではありません。3Dビジョンシステムやバーコード確認ステップにより、ロボットがカートンをピックアップする前に、製品モデル、カートンサイズ、向き、高さを識別できます。構造化光3Dビジョンは、カートンの色が似ていても寸法が異なる場合に特に有効です。

実際の運用においては、反射フィルム、変形したカートン、位置のずれ、混合バッチなどを考慮する必要があります。ビジョンシステムがエッジを見落としたり、高さの読み取りが間違っていたりすると、パレットパターンが不安定になる可能性があります。実用的なシステム構成では、ビジョン、バーコードまたは上流のレシピデータ、および許容誤差範囲を組み合わせることで、システムがパレット積載サイクルに入る前に不確実なカートンを排除できるようにします。

インテリジェントなスタック生成と安定性

スタック生成アルゴリズムは、パレットが省スペースかつ輸送安定性に優れているかどうかを判定します。入力データには、カートンの長さ、幅、高さ、重量、パレットサイズ、許容オーバーハング、最大スタック高さ、製品の圧縮限界、および顧客の配送ルールが含まれます。出力データには、レイヤーパターン、配置座標、製品の向き、および積み重ね順序が含まれます。

一般的な戦略は、層状に製品を積み重ね、互いに連結させる配置です。各層はまずパレットの角と端を埋め、次に次の層がパターンを回転またはずらして安定性を向上させます。混合パレットの場合、アルゴリズムは重い製品を軽い製品の下に配置したり、壊れやすい包装材を集中荷重の下に置かないようにしたりする必要もあります。パレットパターンが生成された後、ロボットの到達可能性を確認する必要があります。理論的には高密度に積み重ねられたパレットでも、グリッパーが安全に配置することができない場合があるためです。

2つの生産ラインと1つのパレットステーションにおけるロボットスケジューリング

このレイアウトの利点はスケジューリングにあります。ロボットは単に1つのコンベアで待機するのではなく、ラインバッファ、パレットの状態、現在のパレット完了状態を監視し、優先順位ルールに従って次のタスクを選択します。両方の供給ラインにカートンが準備できている場合は、注文の優先順位またはバッファの圧力に応じてパレット化を行います。いずれかのラインがアイドル状態で、パレットステーションに新しいパレットが必要な場合は、ロボットはパレット処理に切り替えることができます。

優れた制御戦略は、不安定な切り替えを回避します。PLCまたはセルコントローラは、キューの優先順位、最小バッファしきい値、パレット切り替えタイミング、および上流ラインが停止した場合の復旧動作を定義する必要があります。ここでは、ロボットの速度よりもエンジニアリング作業が重要になります。スケジューリングが不適切だと、1台のロボットがボトルネックのように動作する可能性がありますが、適切に設計されたスケジューリングでは、1台のロボットが複数の低速サイクル位置を安定した稼働率でカバーできます。

動的パレタイジングとグリッパーの適応

ロボットはパレットパターンソフトウェアによって生成された座標に従って移動し、現在のパレットの状態に基づいて経路を更新します。動的パレタイジングでは、既存のスタック、パレットの端、フェンス、コンベア、およびアーム先端ツールとの衝突チェックが必要です。ロボットが急激に動くと家電製品のカートンが変形したり滑ったりする可能性があるため、スムーズな加速が重要です。

グリッパーは、製品とパレットのハンドリング要件の両方に適合する必要があります。カートンの強度とパレットの重量に応じて、調整可能なサイドクランプグリッパー、真空アシストグリッパー、フォーク式パレットグリッパー、または複合ツールを使用できます。標準のクイックチェンジインターフェースにより、ロボットは長い手動ダウンタイムなしに、カートンハンドリングツールとパレットハンドリングツールを切り替えることができます。より広い動作とペイロードの選択については、EVSINTの 軸別産業用ロボット このページは、6軸ロボットのファミリーを比較するのに役立ちます。

マルチラインコンバージェンスとバッファ設計

複数の供給ラインがあると、ロボットがカートンをピックアップする前にカートン同士が衝突するリスクと、上流工程のいずれかが一時停止した際にロボットがカートン不足に陥るリスクの2つが生じます。コンベアのレイアウトには、各ピックアップゾーンに蓄積バッファ、間隔制御、ガイドレール、センサーを設ける必要があります。カートンが近すぎると、ロボットのピックアップウィンドウが安定しない可能性があります。バッファが小さすぎると、上流工程の変動がロボットのアイドル時間につながります。

SKUの切り替えが頻繁な小型家電工場では、バッファ容量は少なくとも1回の短い上流工程の中断に対応できる必要があります。また、セルは各ラインのバッファ状態、現在のレシピ、次のパレット位置、および例外理由を明確に表示するHMIビューを提供する必要があります。オペレーターは、ロボットロジックを書き換えることなく、カートンの欠落、SKUの間違い、またはパレットの詰まりから復旧できる必要があります。

導入前に陥りやすい落とし穴

いくつかの問題点は見過ごされがちです。まず、モデルライブラリの学習に使用したサンプル数が少なすぎると、画像認識の精度が低下する可能性があります。次に、パレットパターンはソフトウェア上では良好に見えても、カートンの強度やスタックの連結がテストされていないために、搬送後に不具合が生じる可能性があります。さらに、製品のパッケージ変更後、グリッパーの調整範囲が不十分になる場合があります。また、収束コンベアではピックアップ直前にカートンの姿勢が変化する可能性があり、視覚的なずれや不安定な把持につながる可能性があります。

生産リリース前に、プロジェクトではオフラインパレットパターン検証、ロボット到達範囲チェック、グリッパー力テスト、カートン圧縮テスト、安全ゾーン検証、および実際のSKUバリエーションを使用した試作を実施する必要があります。関連するマテリアルハンドリング自動化のために、EVSINTはさらに以下の機能も提供しています。 ハンドリングロボット アプリケーションの参照情報。

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