Video van een robot voor het palletiseren van kleine huishoudelijke apparaten

Palletiseren van samengestelde kleine huishoudelijke apparaten: één robot, twee lijnen en palletafhandeling

Verpakkingslijnen voor kleine huishoudelijke apparaten produceren vaak veel verschillende SKU's met uiteenlopende doosformaten, gewichten en verzendprioriteiten. Rijstkokers, waterkokers, inductiekookplaten en andere producten in dozen kunnen weliswaar dezelfde magazijnstroom doorlopen, maar vereisen verschillende stapelpatronen en grijperinstellingen. De onderstaande video laat het technische principe zien achter een gecombineerd palletiseerstation: één robot bedient twee transportbanden plus een palletstation en gebruikt vervolgens planningslogica om te bepalen of binnenkomende dozen gepalletiseerd moeten worden of dat lege pallets verwerkt moeten worden.

Bij een traditioneel ontwerp krijgt elke productielijn een eigen palletiseerrobot, terwijl een andere operator de lege pallets plaatst. Dit werkt goed voor snelle productielijnen met één product, maar kan leiden tot verspilling van robottijd op langzamere lijnen voor kleine huishoudelijke apparaten. Een gecombineerde lay-out kan efficiënter zijn als de inactieve momenten van de robot in de celplanning worden meegenomen. Zie EVSINT voor meer informatie over gerelateerde robottoepassingsmogelijkheden. palletiserende robot categorie.

Processtroom en kernapparatuur van het station

Een typisch palletiseerstation voor kleine huishoudelijke apparaten volgt deze workflow: invoer van meerdere kartonnen dozen, bevestiging van productmodel of -formaat, selectie van palletpatroon, robotopname, dynamisch palletiseren, palletwisseling en afvoer naar de verpakkingsafdeling of het magazijn. Het station kan een eilandopstelling hebben, waarbij twee of meer invoerbanden, palletposities en veiligheidshekken rondom één robotwerkgebied zijn geplaatst.

De kernuitrusting omvat doorgaans een zesassige palletiseerrobot, een verrijdbare as of een verlengde basis voor grotere reikwijdtes, kartontransportbanden, een palletmagazijn, verstelbare gereedschappen aan het uiteinde van de robotarm, een snelwisselinterface, een veiligheids-PLC, barcode- of beeldherkenning en palletpatroonsoftware. Voor volledige integratie in de productielijn biedt EVSINT de volgende oplossingen: procesautomatiseringssysteem De mogelijkheden zijn relevant omdat de robotcel moet samenwerken met het inpakproces voorafgaand aan de robot, het inpakproces daarna en de magazijnstroom.

3D-beeldherkenning en productclassificatie

Bij een grote variatie aan SKU's mag het station niet alleen afhankelijk zijn van handmatig geselecteerde vaste recepten. Een 3D-zichtssysteem of een barcodecontrole kan het productmodel, de afmetingen van de doos, de oriëntatie en de hoogte identificeren voordat de robot de doos oppakt. 3D-zicht met gestructureerd licht is met name nuttig wanneer dozen vergelijkbare kleuren maar verschillende afmetingen hebben.

Bij de daadwerkelijke implementatie moet rekening worden gehouden met reflecterende folie, vervormde dozen, scheve posities en gemengde batches. Als het vision-systeem een ​​rand mist of een onjuiste hoogte meet, kan het palletpatroon instabiel worden. Een praktische configuratie combineert vision, barcode- of upstream receptgegevens en toelaatbare tolerantiemarges, zodat het systeem onzekere dozen kan afwijzen voordat ze de palletiseercyclus ingaan.

Intelligente stapelgeneratie en stabiliteit

Het algoritme voor het genereren van stapels bepaalt of de pallet ruimtebesparend en transportstabiel is. Inputparameters zijn onder andere de lengte, breedte, hoogte en het gewicht van de doos, de palletgrootte, de toegestane overhang, de maximale stapelhoogte, de limieten voor productbeschadiging en de leveringsregels van de klant. Outputparameters zijn het laagpatroon, de plaatsingscoördinaten, de productoriëntatie en de stapelvolgorde.

De gebruikelijke strategie is het vullen van lagen in combinatie met het in elkaar grijpen van de producten. Elke laag vult eerst de hoeken en randen van de pallet, waarna de volgende laag het patroon roteert of verschuift om de stabiliteit te verbeteren. Bij het palletiseren van gemengde producten moet het algoritme er ook voor zorgen dat zware producten onder lichtere producten worden geplaatst en dat kwetsbare verpakkingen niet onder geconcentreerde ladingen komen te liggen. De bereikbaarheid van de robot moet worden gecontroleerd nadat het palletpatroon is gegenereerd, omdat een theoretisch dichte stapel mogelijk nog steeds niet veilig door de grijper kan worden geplaatst.

Robotplanning voor twee productielijnen en één palletstation

De waarde van deze lay-out zit hem in de planning. De robot wacht niet zomaar bij één transportband. Hij houdt de buffers van de lijnen, de palletstatus en de huidige voltooiingsstatus van de pallets in de gaten en kiest vervolgens de volgende taak op basis van prioriteitsregels. Als beide aanvoerlijnen dozen klaar hebben, palletiseert hij op basis van orderprioriteit of bufferdruk. Als een lijn stilstaat en het palletstation een nieuwe pallet nodig heeft, kan de robot overschakelen naar palletverwerking.

Een goede besturingsstrategie voorkomt instabiele schakelingen. De PLC of celcontroller moet de prioriteit van de wachtrij, minimale bufferdrempels, de timing van palletwisselingen en herstelacties definiëren wanneer een bovenliggende lijn uitvalt. Dit is waar het engineeringwerk belangrijker is dan de robotsnelheid. Een slechte planning kan ervoor zorgen dat één robot als een knelpunt fungeert; een goed ontworpen planning kan ervoor zorgen dat één robot meerdere posities met een lage cyclussnelheid met een stabiele benutting kan bedienen.

Dynamisch palletiseren en aanpassing van de grijper

De robot volgt de coördinaten die door de palletpatroonsoftware worden gegenereerd en past de paden aan op basis van de huidige palletstatus. Dynamisch palletiseren vereist botsingscontroles met de bestaande stapel, palletranden, afschermingen, transportbanden en het gereedschap aan het uiteinde van de robotarm. Een soepele acceleratie is belangrijk, omdat dozen met apparaten kunnen vervormen of verschuiven als de robot te abrupt beweegt.

De grijper moet voldoen aan zowel de eisen van het product als de palletverwerking. Afhankelijk van de stevigheid van de dozen en het gewicht van de pallets kunnen verstelbare zijklemgrijpers, vacuümgrijpers, vorkgrijpers of gecombineerde gereedschappen worden gebruikt. Een standaard snelwisselinterface maakt het mogelijk dat de robot zonder lange handmatige stilstandtijd kan schakelen tussen gereedschappen voor het hanteren van dozen en pallets. Voor een bredere keuze aan bewegingen en laadvermogens biedt EVSINT... industriële robots van Axis Deze pagina kan helpen bij het vergelijken van families van zesassige robots.

Multi-lijnconvergentie en bufferontwerp

Meerdere aanvoerlijnen brengen twee risico's met zich mee: botsingen tussen dozen voordat de robot ze oppakt, en het uitblijven van werk voor de robot wanneer een van de processen stroomopwaarts stilvalt. De lay-out van de transportband moet bufferzones, afstandsregeling, geleiderails en sensoren bij elke oppakzone bevatten. Als dozen te dicht op elkaar aankomen, heeft de robot mogelijk geen stabiel oppakvenster. Als de bufferzones te klein zijn, leidt variatie in het proces stroomopwaarts tot stilstand van de robot.

Voor kleine fabrieken die huishoudelijke apparaten produceren en waar regelmatig van SKU wordt gewisseld, moet de buffercapaciteit ten minste één korte onderbreking in het productieproces kunnen opvangen. De productielijn moet ook een duidelijke HMI-weergave bieden van de bufferstatus van elke lijn, het huidige recept, de positie van de volgende pallet en de reden van een uitzondering. Operators moeten in staat zijn om ontbrekende dozen, verkeerde SKU's of palletblokkades te verhelpen zonder de robotlogica te hoeven herschrijven.

Veelvoorkomende valkuilen vóór de implementatie

Verschillende problemen worden gemakkelijk onderschat. Ten eerste kan de nauwkeurigheid van de beeldherkenning laag zijn als de modelbibliotheek met te weinig voorbeelden is getraind. Ten tweede kunnen palletpatronen er in de software goed uitzien, maar na transport falen omdat de sterkte van de dozen en de onderlinge vergrendeling van de stapels niet zijn getest. Ten derde kan het verstelbereik van de grijper onvoldoende zijn na veranderingen in de productverpakking. Ten vierde kunnen convergerende transportbanden de positie van de dozen vlak voor het oppakken veranderen, wat visuele afwijkingen en een instabiele grijper tot gevolg kan hebben.

Vóór de productierelease moet het project offline palletpatroonverificatie, robotbereikcontroles, grijperkrachttests, kartoncompressietests, veiligheidszonevalidatie en proefproductie met daadwerkelijke SKU-variaties uitvoeren. EVSINT biedt ook gerelateerde oplossingen voor materiaalverwerkingsautomatisering. hanterende robot toepassingsreferenties.

Heeft u een vergelijkbaar automatiseringsproject of robotsysteem nodig? Als u van plan bent kleine apparaten te palletiseren, een robotgestuurd systeem met twee productielijnen te implementeren, pallets te hanteren of flexibele kartonlogistiek te realiseren, neem dan contact op met EVST. Ons team kan u ondersteunen bij procesanalyse, robotselectie, grijperontwerp, lay-outplanning, veiligheidsontwerp en integratie. sales@evsint.com of neem contact met ons op via EVSINT-contact.