Samodejno nalaganje kontejnerjev: 6-osni robot, 3D-vid in optimizacija prostora
Nalaganje kontejnerjev je logistično ozko grlo za izvozne proizvajalce. Ročno nalaganje pogosto pomeni težke kartone, nedosledno zlaganje, nizko izkoriščenost prostora in težavno delo znotraj kontejnerja. Spodnji videoposnetek prikazuje avtomatski robotski sistem za nalaganje kontejnerjev, zgrajen na podlagi 3D-vidnega skeniranja, inteligentnih algoritmov nalaganja in natančnega šestosnega nameščanja robota.
Cilj ni le hitrejše gibanje robota. Prava inženirska vrednost je v tem, ali lahko sistem razume dejanske velikosti kartonov, notranje dimenzije zabojnikov, omejitve zlaganja in omejitve dosega robota, preden namesti vsak karton. Za širše aplikacije ravnanja glejte EVSINT-ovo robot za rokovanje reference.
Pretok procesov sistema in osnovna oprema
Tipičen sistem za avtomatsko nalaganje kontejnerjev sledi temu postopku: dovajanje kartonov, 3D-vizualno skeniranje dimenzij, sortiranje v medpomnilniku, robotsko nalaganje in ravnanje z neenakomernimi količinami. Sistem pogosto uporablja postavitev v obliki črke U, pri čemer je kontejner nameščen na nakladalni ploščadi, robot pa dela s strani ploščadi.
Osnovna oprema vključuje šestosnega industrijskega robota, 3D-sistem laserskega skeniranja, prijemalo za kompozitne materiale z vakuumskim sesanjem in mehanskim vpenjanjem, večpasovne transporterje za shranjevanje kartonov, platformo za pozicioniranje kontejnerjev in programsko opremo za inteligentni algoritem nalaganja. Doseg robota mora pokrivati območje prevzema transporterja in najgloblji dosegljivi položaj znotraj kontejnerja, zato je simulacija dosega pomembna pred izbiro opreme. EVSINT-ov industrijski roboti po oseh stran lahko pomaga primerjati robotske strukture za podobne avtomatizacijske celice.
3D-vizualno skeniranje in pridobivanje dejanskih dimenzij
Sistem 3D-vida je nameščen nad vhodnim transporterjem. Ko kartoni prehajajo skozi območje skeniranja, sistem zajame podatke o oblaku točk in izračuna dejansko dolžino, širino in višino. To je bolj uporabno kot zanašanje le na nominalne dimenzije kartonov, saj se lahko dejanski kartoni izbočijo, udrtijo ali razlikujejo glede na proizvodno toleranco.
Pri avtomatskem nalaganju zabojnikov so dejanske dimenzije osnova za boljši izkoristek prostora. Če algoritem predpostavlja nominalne velikosti, lahko robot pusti nepotrebne vrzeli ali poskuša namestiti škatle, ki ne ustrezajo več. Močno deformirane škatle je treba označiti kot NG in jih pred nalaganjem zavrniti, saj lahko ena sama nestabilna škatla vpliva na celotno plast sklada.
Inteligentni algoritem nalaganja in načrtovanje prostora za mešane kartone
Algoritem nalaganja je inženirska aplikacija tridimenzionalnega pakiranja v zabojnike. Vhodni podatki vključujejo notranje dimenzije zabojnika, dimenzije in težo kartona, omejitve zlaganja, pravila za težko pod lahko težo, omejitve največjega števila plasti in zahteve glede stabilnosti. Izhodni podatki vključujejo koordinate namestitve, orientacijo kartona in zaporedje nalaganja.
Algoritem običajno polni od dna kontejnerja navzgor in od najglobljega položaja proti vratom. Veliki kartoni so nameščeni blizu robov, manjši kartoni zapolnjujejo vrzeli, plasti pa so, kjer je to mogoče, prepletene. Nalaganje mešanih kartonov je eden najmočnejših primerov uporabe: ko so kartoni različnih velikosti načrtovani skupaj, se lahko zmanjša prazen prostor in izboljšajo stroški prevoza na pošiljko.
Nalaganje robotov in načrtovanje poti
Robot sledi zaporedju nalaganja iz algoritma za nalaganje. Iz zalogovnika vzame škatle in vsako škatlo namesti na dodeljeno koordinato in orientacijo. Vrstni red nalaganja mora slediti načeloma od znotraj navzven in od spodaj navzgor, da robotska roka ne trči v že naložene škatle ali okvir vrat zabojnika.
Načrtovanje poti mora upoštevati geometrijo posode, velikost prijemala, prostornino kartona in hitrost. Globlja kot je plast, bolj zapletena je lahko poza robota. Nekatere lokacije, ki so v programski opremi videti možne, so lahko v resnični celici nedosegljive, zato je med načrtovanjem projekta potrebna simulacija dosegljivosti za vse ciljne cone.
Pozicioniranje kontejnerja in prilagoditev specifikacij
Kontejnerji prispejo s tovornjaki in so nameščeni na nakladalni ploščadi. Ploščad lahko potrebuje hidravlično dvigovanje in niveliranje, da se prilagodi različnim višinam šasije in ohrani raven nivo tal kontejnerja. Laserski senzorji razdalje lahko skenirajo dejanske notranje dimenzije po namestitvi kontejnerja, saj lahko proizvodne tolerance kontejnerja ali deformacije med transportom spremenijo uporaben prostor.
Sistem naj bi podpiral običajne tipe kontejnerjev, vključno z 20-metrskimi, 40-metrskimi, visokokakovostnimi in standardnimi kontejnerji. Z izbiro HMI naj bi platforma in algoritem samodejno preklapljala reference in dimenzije. Za popolno integracijo linij okoli tekočih trakov, krmilnikov in skladiščnih vmesnikov EVSINT... sistem za avtomatizacijo procesov zmogljivosti so relevantne.
Obravnavanje lihih količin in izjeme
Ko je količina naročila manjša od polnega zabojnika, mora sistem preklopiti v način za liho količino. V tem načinu ima stabilnost nalaganja prednost pred maksimalno izkoriščenostjo. Pogoste izjeme vključujejo velikost kartona izven tolerance, okvaro robotskega sesanja, ovire v zabojniku in okvaro načrtovanja poti.
Praktičen sistem potrebuje hitro obnovitev. Vmesniki za ročno posredovanje, konzervativni načini poti, logika zavrnitve kartonov in postopki ponovnega zagona morajo biti zasnovani že od samega začetka. Če izjeme zahtevajo dolgotrajno ročno odpravljanje napak, lahko sistem avtomatizacije v času največjega izvoza izgubi svojo vrednost.
Pogoste pasti pred uvedbo
Prva pogosta past je optimizacija samo izkoriščenosti, pri čemer se ignorira stabilnost transporta. Gost tovor, ki se med prevozom zruši, ni uspešen načrt nakladanja. Druga je ignoriranje dejanskega odstopanja dimenzij kartona. Kot vhod algoritma je treba uporabiti dimenzije, izmerjene z vizualnim pregledom. Tretja je nezadostno preverjanje dosegljivosti robota, zlasti v bližini najglobljih in zgornjih položajev zabojnika. Četrta je slabo načrtovanje lihih količin, zaradi česar se preveč dela vrne na ročno nakladanje.
Potrebujete podoben projekt avtomatizacije ali robotski sistem? Če načrtujete robotsko nalaganje kontejnerjev, ravnanje s kartoni v skladišču, načrtovanje prostora s 3D-vidom ali avtomatizacijo izvozne logistike, se obrnite na EVST. Naša ekipa vam lahko pomaga pri pregledu procesov, izbiri robota, načrtovanju prijemal, načrtovanju postavitve, varnostni zasnovi in integraciji. E-pošta prodaja@evsint.com ali nas kontaktirajte preko Kontakt EVSINT.
FAQ
Kaj avtomatizira robotski sistem za avtomatsko nalaganje kontejnerjev?
Avtomatizira skeniranje dimenzij kartonov, sortiranje v medpomnilniku, robotsko komisioniranje, nameščanje kontejnerjev, zlaganje mešanih kartonov, ravnanje z lihimi količinami in odzivanje na izjeme pri nalaganju izvoznih kontejnerjev.
Zakaj je 3D-vid pomemben za robotsko nakladanje kontejnerjev?
3D-vizija meri dejanske dimenzije kartona in notranjost zabojnika, tako da lahko algoritem za nalaganje načrtuje tesnejše zlaganje in se izogne zanašanju le na nominalne velikosti kartona.
Kaj je treba preveriti pred uvedbo avtomatizacije nakladanja kontejnerjev?
Preverite težo in deformacijo kartona, vrste kontejnerjev, doseg robota, odmik od okvirja vrat, stabilnost nalaganja, pravila za mešane kartone, zasnovo medpomnilnika, ročni način dvigovanja in pogoje priklopa v skladišču.