Paletyzacja kompozytowa małych urządzeń AGD: jeden robot, dwie linie i obsługa palet
Linie pakowania małych urządzeń AGD często produkują wiele jednostek magazynowych (SKU) o różnych rozmiarach kartonów, wadze i priorytetach wysyłki. Urządzenia do gotowania ryżu, czajniki, kuchenki indukcyjne i inne produkty w opakowaniach zbiorczych mogą być obsługiwane w tym samym przepływie magazynowym, ale wymagają różnych schematów składowania i ustawień chwytaków. Poniższy film przedstawia koncepcję inżynieryjną stanowiska do paletyzacji kompozytowej: jeden robot obsługuje dwie linie przenośników i stanowisko paletowe, a następnie wykorzystuje logikę harmonogramowania, aby zdecydować, czy paletyzować przychodzące kartony, czy obsługiwać puste palety.
W tradycyjnym projekcie każda linia może otrzymać własnego robota paletyzującego, podczas gdy inny operator umieszcza puste palety. To rozwiązanie sprawdza się w przypadku szybkich linii do produkcji pojedynczych produktów, ale może marnować czas robota na wolniejszych liniach do produkcji małych urządzeń. Układ złożony może być bardziej wydajny, gdy okna bezczynności robota są zaplanowane w komórce. Powiązane opcje zastosowań robotów można znaleźć w dokumentacji EVSINT. robot paletyzujący kategorii.
Przepływ procesu na stacji i sprzęt podstawowy
Typowa stacja paletyzacji małych urządzeń AGD przebiega według następującego schematu: wieloliniowe podawanie kartonów, potwierdzenie modelu lub rozmiaru produktu, wybór wzoru palet, odbiór przez robota, dynamiczna paletyzacja, zmiana palet oraz rozładunek do pakowania lub transferu do magazynu. Stacja może mieć układ wyspowy, dzięki czemu wokół jednego obszaru roboczego robota rozmieszczone są dwa lub więcej przenośników podających, stanowiska paletowe i ogrodzenia zabezpieczające.
Podstawowy sprzęt zazwyczaj obejmuje sześcioosiowego robota paletyzującego, oś jezdną lub przedłużoną podstawę, gdy wymagany zasięg jest duży, przenośniki kartonów, magazynek palet, regulowane oprzyrządowanie na końcu ramienia, interfejs szybkiej wymiany, sterownik PLC bezpieczeństwa, system potwierdzania kodem kreskowym lub wizyjnym oraz oprogramowanie do wzorców palet. Aby zapewnić pełną integrację z linią produkcyjną, EVSINT system automatyzacji procesów możliwości są istotne, ponieważ komórka robota musi skoordynować swoje działania z procesem pakowania, pakowania i przepływu towarów w magazynie.
Rozpoznawanie wizji 3D i klasyfikacja produktów
Gdy zmienność SKU jest duża, stacja nie powinna polegać wyłącznie na stałych recepturach wybieranych ręcznie. System wizyjny 3D lub etap potwierdzenia kodu kreskowego może zidentyfikować model produktu, rozmiar kartonu, jego orientację i wysokość, zanim robot go podniesie. Wizja 3D ze strukturą światła jest szczególnie przydatna, gdy kartony mają podobne kolory, ale różne wymiary.
Rzeczywiste wdrożenie powinno uwzględniać folię odblaskową, zdeformowane kartony, przekrzywione pozycje i mieszane partie. Jeśli system wizyjny ominie krawędź lub zmierzy nieprawidłową wysokość, wzór palety może stać się niestabilny. Praktyczna konfiguracja łączy system wizyjny, kod kreskowy lub dane z receptury z wcześniejszego etapu produkcji oraz dopuszczalne zakresy tolerancji, dzięki czemu system może odrzucić niepewne kartony przed ich wejściem do cyklu paletyzacji.
Inteligentne generowanie stosu i stabilność
Algorytm generowania stosu określa, czy paleta jest optymalnie wykorzystana pod względem przestrzeni i stabilna w transporcie. Dane wejściowe obejmują długość, szerokość, wysokość, wagę, rozmiar palety, dopuszczalny nawis, maksymalną wysokość stosu, limity zgniatania produktu oraz zasady dostawy do klienta. Dane wyjściowe obejmują układ warstw, współrzędne ułożenia, orientację produktu i kolejność układania.
Powszechną strategią jest wypełnianie warstwami i układanie ich w sposób blokujący. Każda warstwa najpierw wypełnia narożniki i krawędzie palety, a następnie kolejna obraca lub przesuwa wzór, aby poprawić stabilność. W przypadku paletyzacji mieszanej algorytm musi również utrzymywać ciężkie produkty pod lżejszymi i unikać umieszczania delikatnych opakowań pod skoncentrowanym obciążeniem. Po wygenerowaniu wzoru palety należy sprawdzić dostępność robota, ponieważ teoretycznie gęsty stos może nadal być niemożliwy do bezpiecznego ułożenia przez chwytak.
Harmonogramowanie robotów dla dwóch linii i jednej stacji paletowej
Wartość tego układu wynika z harmonogramu. Robot nie tylko czeka przy jednym przenośniku. Monitoruje bufory linii, status palet i aktualny stan ich zapełnienia, a następnie wybiera kolejne zadanie zgodnie z priorytetami. Jeśli obie linie podające mają gotowe kartony, paletyzuje je zgodnie z priorytetem zamówienia lub ciśnieniem bufora. Jeśli jedna linia jest nieużywana, a stanowisko paletowe potrzebuje nowej palety, robot może przełączyć się na obsługę palet.
Dobra strategia sterowania pozwala uniknąć niestabilnego przełączania. Sterownik PLC lub kontroler komórki powinien definiować priorytet kolejki, minimalne progi bufora, czas zmiany palet oraz działania naprawcze w przypadku zatrzymania jednej z linii poprzedzających. W tym przypadku praca inżynieryjna jest ważniejsza niż prędkość robota. Niewłaściwe planowanie może sprawić, że jeden robot będzie działał jak wąskie gardło; dobrze zaprojektowane planowanie może sprawić, że jeden robot będzie obsługiwał wiele pozycji o wolnym cyklu, zapewniając stabilne wykorzystanie.
Dynamiczna paletyzacja i adaptacja chwytaka
Robot podąża za współrzędnymi generowanymi przez oprogramowanie do zarządzania paletami i aktualizuje ścieżki na podstawie aktualnego stanu palety. Dynamiczna paletyzacja wymaga kontroli kolizji z istniejącym stosem, krawędziami palet, barierami, przenośnikami i narzędziami na końcu ramienia. Płynne przyspieszenie jest ważne, ponieważ kartony z urządzeniami mogą się odkształcać lub przesuwać, jeśli robot porusza się zbyt agresywnie.
Chwytak powinien być dostosowany zarówno do wymagań produktu, jak i obsługi palet. W zależności od wytrzymałości kartonu i masy palety można zastosować regulowane chwytaki z zaciskiem bocznym, chwytaki wspomagane podciśnieniem, chwytaki paletowe w kształcie widły lub narzędzia łączone. Standardowy interfejs szybkiej wymiany pozwala robotowi przełączać się między narzędziami do obsługi kartonów i palet bez długich przestojów. Aby zapewnić szerszy zakres ruchu i udźwigu, EVSINT roboty przemysłowe według osi strona może pomóc porównać rodziny robotów sześcioosiowych.
Projektowanie konwergencji wieloliniowej i buforów
Wiele linii podających stwarza dwa zagrożenia: kolizje kartonów przed ich pobraniem przez robota oraz brak możliwości pracy robota w przypadku zatrzymania jednego z procesów poprzedzających. Układ przenośnika powinien obejmować bufory akumulacyjne, kontrolę odstępów, szyny prowadzące i czujniki w każdej strefie odbioru. Jeśli kartony docierają zbyt blisko siebie, robot może nie mieć stabilnego okna pobierania. Jeśli bufory są zbyt małe, wahania na początku linii przełożą się na przestoje robota.
W fabrykach małych urządzeń AGD z częstą zmianą SKU, pojemność buforowa powinna obejmować co najmniej jedną krótką przerwę w procesie produkcyjnym. Komórka powinna również zapewniać przejrzysty podgląd stanu bufora każdej linii, aktualnej receptury, pozycji następnej palety i przyczyny wyjątku za pomocą interfejsu HMI. Operatorzy powinni mieć możliwość odzyskania danych w przypadku brakujących kartonów, błędnych SKU lub zacięć palet bez konieczności przepisywania logiki robota.
Typowe pułapki przed wdrożeniem
Kilka kwestii łatwo zbagatelizować. Po pierwsze, dokładność rozpoznawania obrazu może być niska, gdy biblioteka modeli jest trenowana na zbyt małej liczbie próbek. Po drugie, wzory palet mogą wyglądać dobrze w oprogramowaniu, ale nie działać po transporcie, ponieważ nie przetestowano wytrzymałości kartonów i ich wzajemnego zazębiania się. Po trzecie, zakres regulacji chwytaka może być niewystarczający po zmianie opakowania produktu. Po czwarte, przenośniki konwergentne mogą zmieniać położenie kartonu tuż przed odbiorem, powodując odchylenia obrazu i niestabilny chwyt.
Przed rozpoczęciem produkcji projekt powinien zostać poddany weryfikacji wzoru palet offline, kontroli zasięgu robota, testom siły chwytaka, testom kompresji kartonów, walidacji strefy bezpieczeństwa oraz próbnej produkcji z rzeczywistymi zmianami SKU. W zakresie automatyzacji transportu materiałów, EVSINT oferuje również robot obsługujący odniesienia aplikacyjne.
Potrzebujesz podobnego projektu automatyzacji lub systemu robotycznego? Jeśli planujesz paletyzację małych urządzeń, obsługę robotów na dwóch liniach, obsługę palet lub elastyczną logistykę kartonów, skontaktuj się z EVST. Nasz zespół oferuje wsparcie w zakresie przeglądu procesów, wyboru robota, projektowania chwytaków, planowania układu, projektowania systemów bezpieczeństwa i integracji. Adres e-mail sprzedaż@evsint.com lub skontaktuj się z nami przez Kontakt EVSINT.
FAQ
Czym jest stanowisko do paletyzacji kompozytowej małych urządzeń?
To zrobotyzowana komórka paletyzująca, która może obsługiwać wiele linii podających urządzenia i stanowisk paletowych zamiast dedykować jednego robota do jednej linii. System łączy w sobie ruch robota, przenośniki, obsługę palet, logikę harmonogramowania i wymianę chwytaków.
Dlaczego warto używać jednego robota do dwóch linii produkcyjnych urządzeń?
Gdy każda linia ma wolniejszy cykl, pojedynczy robot na odpowiednio zaprojektowanej osi ruchu może zwiększyć wykorzystanie linii, ograniczyć inwestycje w powielone roboty i wspomóc obsługę palet w okresach przestoju linii.
Co należy sprawdzić przed wdrożeniem elastycznej paletyzacji urządzeń?
Sprawdź zmienność rozmiarów SKU, wytrzymałość kartonu, stabilność wzoru palet, zasięg robota, skok osi ruchu, zakres regulacji chwytaka, buforowanie linii, zasady priorytetowego planowania, strefy bezpieczeństwa oraz integrację danych MES lub WMS.