Robot do automatycznego załadunku kontenerów, wideo 3D Vision

Automatyczne ładowanie kontenerów: robot 6-osiowy, wizja 3D i optymalizacja przestrzeni

Załadunek kontenerów stanowi wąskie gardło logistyczne dla producentów eksportowych. Ręczny załadunek często oznacza ciężkie kartony, nierównomierne układanie, niskie wykorzystanie przestrzeni i trudną pracę wewnątrz kontenera. Poniższy film przedstawia automatyczny system robota do załadunku kontenerów, zbudowany w oparciu o skanowanie wizyjne 3D, inteligentne algorytmy załadunku i precyzyjne rozmieszczenie robotów sześcioosiowych.

Celem jest nie tylko szybszy ruch robota. Prawdziwą wartością inżynieryjną jest to, czy system potrafi zrozumieć rzeczywiste rozmiary kartonów, wymiary wewnętrzne pojemników, ograniczenia dotyczące układania w stosy oraz limity zasięgu robota, zanim umieści każdy karton. Aby zapoznać się z szerszymi zastosowaniami w zakresie obsługi, zobacz EVSINT. robot obsługujący Bibliografia.

Przepływ procesów systemowych i sprzęt podstawowy

Typowy automatyczny system załadunku kontenerów przebiega według następującego schematu: podawanie kartonów, skanowanie 3D w celu określenia wymiarów, sortowanie buforowe, załadunek robotem i obsługa nieparzystych ilości. System często wykorzystuje układ w kształcie litery U, z pojemnikiem umieszczonym na platformie załadowczej, a robot pracuje od strony platformy.

Podstawowy sprzęt obejmuje sześcioosiowego robota przemysłowego, system wizyjny 3D do skanowania laserowego, chwytak kompozytowy z podciśnieniowym zasysaniem i zaciskiem mechanicznym, wielotorowe przenośniki buforowe do kartonów, platformę do pozycjonowania pojemników oraz oprogramowanie inteligentnego algorytmu załadunku. Zasięg robota musi obejmować strefę odbioru przenośnika i najgłębsze dostępne miejsce wewnątrz pojemnika, dlatego symulacja zasięgu ma znaczenie przed wyborem sprzętu. EVSINT roboty przemysłowe według osi strona może pomóc porównać struktury robotów dla podobnych komórek automatyzacji.

Skanowanie 3D Vision i pozyskiwanie rzeczywistych wymiarów

System wizyjny 3D jest zainstalowany nad przenośnikiem podającym. Gdy kartony przechodzą przez strefę skanowania, system rejestruje dane z chmury punktów i oblicza rzeczywistą długość, szerokość i wysokość. Jest to bardziej przydatne niż poleganie wyłącznie na nominalnych wymiarach kartonów, ponieważ rzeczywiste kartony mogą się wybrzuszać, wgniatać lub różnić się tolerancją produkcyjną.

W przypadku automatycznego załadunku kontenerów, rzeczywiste wymiary stanowią podstawę lepszego wykorzystania przestrzeni. Jeśli algorytm przyjmie wymiary nominalne, robot może pozostawić niepotrzebne luki lub próbować umieszczać kartony, które już się nie mieszczą. Poważnie zdeformowane kartony należy oznaczyć jako NG (nieprawidłowe) i odrzucić przed załadunkiem, ponieważ jeden niestabilny karton może wpłynąć na całą warstwę stosu.

Inteligentny algorytm załadunku i planowanie przestrzeni dla opakowań mieszanych

Algorytm załadunku to inżynierskie zastosowanie trójwymiarowego pakowania w pojemniki. Dane wejściowe obejmują wymiary wewnętrzne pojemnika, wymiary i wagę kartonu, ograniczenia dotyczące układania w stosy, zasady „ciężki pod lekkim”, ograniczenia maksymalnej warstwy oraz wymagania dotyczące stabilności. Dane wyjściowe obejmują współrzędne rozmieszczenia, orientację kartonu i kolejność załadunku.

Algorytm zazwyczaj napełnia od dna kontenera w górę i od najgłębszego miejsca w kierunku drzwi. Duże kartony umieszczane są blisko krawędzi, mniejsze wypełniają luki, a warstwy są łączone ze sobą, gdy jest to możliwe. Załadunek kartonów mieszanych to jeden z najmocniejszych przykładów zastosowania: planowanie różnych rozmiarów kartonów jednocześnie pozwala na zmniejszenie pustej przestrzeni i obniżenie kosztów transportu w przeliczeniu na jedną przesyłkę.

Załadunek robota i planowanie ścieżki

Robot podąża za sekwencją rozmieszczania określoną przez algorytm załadunku. Pobiera kartony z bufora i umieszcza każdy karton w przypisanych współrzędnych i orientacji. Kolejność załadunku powinna być zgodna z zasadami „od wewnątrz na zewnątrz” i „od dołu do góry”, aby ramię robota nie kolidowało z już załadowanymi kartonami ani z ramą drzwi kontenera.

Planowanie ścieżki musi uwzględniać geometrię pojemnika, rozmiar chwytaka, odstęp między kartonami i prędkość. Im głębsza warstwa, tym bardziej złożona może być pozycja robota. Niektóre lokalizacje, które wydają się możliwe w oprogramowaniu, mogą być nieosiągalne w rzeczywistej komórce, dlatego symulacja dostępności dla wszystkich stref docelowych jest niezbędna podczas projektowania.

Pozycjonowanie kontenerów i dostosowywanie specyfikacji

Kontenery są dostarczane ciężarówkami i ustawiane na platformie załadunkowej. Platforma może wymagać hydraulicznego podnoszenia i poziomowania, aby dostosować się do różnych wysokości podwozia i utrzymać podłogę kontenera w poziomie. Laserowe czujniki odległości mogą skanować rzeczywiste wymiary wewnętrzne po ustawieniu kontenera, ponieważ tolerancje produkcyjne kontenera lub odkształcenia podczas transportu mogą zmienić przestrzeń użytkową.

System powinien obsługiwać popularne typy kontenerów, w tym kontenery 20-stopowe, 40-stopowe, kontenery typu high-cube i standardowe. Platforma i algorytm powinny automatycznie przełączać referencje i wymiary poprzez wybór z poziomu HMI. Aby zapewnić pełną integrację linii produkcyjnej z przenośnikami, elementami sterowania i interfejsami magazynowymi, EVSINT system automatyzacji procesów możliwości są istotne.

Obsługa ilości nieparzystych i wyjątki

Gdy ilość zamówienia jest mniejsza niż pełny kontener, system powinien przełączyć się w tryb ilości nieparzystej. W tym trybie stabilność załadunku ma priorytet nad maksymalnym wykorzystaniem. Typowe wyjątki obejmują rozmiar kartonu poza tolerancją, awarię ssania robota, przeszkody wewnątrz kontenera oraz błąd planowania ścieżki.

Praktyczny system wymaga szybkiego odzyskiwania. Interfejsy interwencji manualnej, konserwatywne tryby ścieżki, logika odrzucania kartonów i procedury ponownego uruchamiania powinny być projektowane od samego początku. Jeśli wyjątki wymagają długotrwałego, ręcznego debugowania, system automatyzacji może stracić na wartości w okresach szczytowego eksportu.

Typowe pułapki przed wdrożeniem

Pierwszą częstą pułapką jest optymalizacja wyłącznie wykorzystania, ignorując stabilność transportu. Gęsty ładunek, który zapada się podczas transportu, nie jest skutecznym planem załadunku. Drugą jest ignorowanie rzeczywistych odchyleń wymiarów kartonu. Wymiary zmierzone za pomocą systemu wizyjnego powinny być wykorzystywane jako dane wejściowe dla algorytmu. Trzecią jest niewystarczająca weryfikacja dostępności robota, szczególnie w pobliżu najgłębszych i górnych pozycji pojemników. Czwartą jest słabe planowanie ilości nieparzystych, które przerzuca zbyt wiele pracy na załadunek ręczny.

Potrzebujesz podobnego projektu automatyzacji lub systemu robotycznego? Jeśli planujesz robotyczne ładowanie kontenerów, obsługę kartonów w magazynie, planowanie przestrzeni z wykorzystaniem wizji 3D lub automatyzację logistyki eksportowej, skontaktuj się z EVST. Nasz zespół oferuje wsparcie w zakresie przeglądu procesów, doboru robotów, projektowania chwytaków, planowania układu, projektowania systemów bezpieczeństwa i integracji. Adres e-mail sprzedaż@evsint.com lub skontaktuj się z nami przez Kontakt EVSINT.