Проектиране на клетка за палетизиране отвъд роботизираната ръка

Проектът за палетизиране често се представя като покупка на робот, но роботът е само един елемент от система за материален поток. Подаването на продуктите, инструментът в края на рамото, подаването на празни палети, обработката на разделителни листове, стабилизирането на товара, защитните ограждения, отвеждането надолу по линията и възстановяването след неизправности обикновено определят дали клетката ще постигне обещаната производителност.

Затова изборът трябва да започне с продуктите и производствените данни, а не с товароносимостта на робота. Картонените кутии, торбите, тавите, кофите и отворените контейнери реагират различно на ускорението. Смесените SKU променят центъра на тежестта, триенето, ограниченията за компресия, схемите на подреждане и честотата на пренастройване.

Моделът на ниво клетка разкрива ограниченията, които остават незабелязани, когато проектирането започне само от работния обсег и номиналната товароносимост.

Определете устойчива производителност преди максималната скорост на робота

Моделът на цикъла трябва да включва пристигането на продукта, индексирането, потвърждението на захващането, движението на робота, поставянето, преходите между слоевете, смяната на палетите, разделителните листове, отхвърлените продукти и освобождаването надолу по линията. Максималният брой захващания в минута описва кратък интервал. Устойчивата производителност зависи от всяко прекъсване и от това дали натрупването нагоре по линията може да го поеме.

Използвайте представителни разстояния между продуктите и скорост на конвейера. Ако две кутии пристигнат едновременно или едната се завърти, системата за управление трябва да ги раздели, преориентира, отхвърли или да спре линията. Всяка корекция отнема време. Буфер без определен максимален капацитет може просто да премести задръстването нагоре по линията, докато недостатъчното натрупване принуждава бързия робот да чака продукт.

При смесени продукти изчислявайте най-лошия валиден цикъл, вместо да осреднявате лесните и трудните SKU. По-тежък или нестабилен артикул може да изисква по-ниско ускорение. Висок стек може да наложи по-дълъг вертикален ход. Промените в схемата могат да добавят завъртане на инструмента и стъпки за проверка.

Подаването на продуктите създава условието за захващане

Надеждното захващане изисква контролирани позиция, ориентация, разстояние и време на пристигане. При твърди картонени кутии може да са достатъчни само водачи и стопер. Гъвкавите торби могат да изискват улягане, изправяне, оформяне или машинно зрение, тъй като повърхността и центърът им на тежест се променят от цикъл до цикъл. Отворените тави могат да налагат ограничения на ускорението, за да не се размести съдържанието.

Сензорите трябва да различават „продуктът е наличен“ от „продуктът е готов за захващане“. Условието за готовност може да включва позиция, ориентация, спряно състояние на конвейера, свободно пространство около захващача и потвърждение, че кодът на продукта съвпада с активната рецепта. Ако се използва машинно зрение, определете реакцията при ниска увереност, закриване, отблясъци или продукт извън калибрираната работна зона.

Инструментът в края на рамото е подсистема на процеса

Вакуумните инструменти трябва да запазват захвата въпреки порестия картон, шевовете, праха, деформираните повърхности и частично блокираната вакуумна чашка. Проектирайте според наличния вакуумен дебит и течовете, а не само според статичната сила на чашката. Следете вакуумното ниво или налягането след захващане и по време на движението. Резервоарът може да компенсира кратък теч, но не бива неограничено да прикрива влошаването на чашката.

Захващачите със скоби трябва да осигуряват достатъчна сила, за да устоят на ускорението, без да смачкват опаковката. Виличните или лопатовидните инструменти могат да поддържат тежки или деформируеми продукти, но изискват контролирано подаване и достатъчно свободно пространство. Многопозиционният инструмент може да увеличи производителността, макар че по-голямата маса и инерция намаляват ефективността на робота и увеличават енергията при сблъсък.

Вземете предвид теглото на инструмента, теглото на продукта, отместването на центъра на тежестта, въртящия момент на китката, инерцията, пневматичните линии и движението на кабелния пакет. Само номиналната товароносимост на робота не доказва, че китката може да поеме всяка поза и ускорение. Потвърдете пълната товарова диаграма за избрания робот.

Логистиката на палетите може да остави робота без работа или да блокира системата

Празните палети трябва да пристигат, преди активният палет да бъде завършен. Методът за подаване може да бъде магазин за палети, конвейер, мотокар или автономен мобилен робот. Всеки вариант създава различни блокировки и опасности при достъп. Състоянието на палета също е важно: счупени дъски, стърчащи пирони, отклонения в размерите или неправилен палет могат да попречат на точното поставяне.

Зареждането на палети е част от производствения цикъл и трябва да бъде включено в тестовете за производителност и възстановяване.

Опаковането със стреч фолио надолу по линията, стягането с ленти, етикетирането, претеглянето, инспекцията и отвеждането трябва да разполагат със съвместим капацитет. Завършен палет, който не може да бъде изведен, блокира производството дори когато роботът е готов. Определете натрупването, отговорността за трансфера и обмена на сигнали между палетизатора и складовото оборудване.

Качеството на слоя зависи от схемата и поведението на продукта

Геометрична схема, която се побира върху палета, все още може да бъде нестабилна. Вземете предвид надвеса, недостига спрямо ръба, взаимното застъпване, пролуките, якостта на натиск, височината на товара, разпределението на теглото и ускорението при транспортиране. Торбите могат да улегнат след поставянето. Картонените кутии могат да загубят якост при влажни условия или продължително съхранение.

Валидирайте схемите с реални продукти и предвидения метод за опаковане или стабилизиране. Потвърдете, че долният слой поддържа товара и че горните слоеве не създават прекалено висок и нестабилен стек. Данните за рецептата трябва да включват размерите на палета, схемата на слоя, ориентацията, височината на поставяне, настройките на инструмента и допустимите варианти на продукта.

Защитата следва пълната карта на опасностите

Оценката на риска трябва да обхваща робота, захващача, изпуснатия товар, конвейерите, магазина за палети, машината за стреч фолио, съхранената пневматична енергия и взаимодействието с превозни средства. Класификацията на колаборативен робот не прави тежък товар за палетизиране безопасен в близост до хора. Приложението определя необходимите ограждения, скенери, блокировки, безопасни скорости, безопасни разстояния и места за нулиране.

Достъпът за отстраняване на задръствания и поддръжка трябва да бъде проектиран, преди оградите да бъдат фиксирани. Операторите се нуждаят от безопасен начин да отстранят повредена кутия, да сменят чашки, да освободят палет и да възстановят системата след изпуснат продукт. Мястото за нулиране трябва да осигурява достатъчна видимост и да не позволява на човек вътре в защитеното пространство да рестартира движението.

Проектирането на възстановяването определя наличността

Добрата клетка съобщава физическата причина за спирането: нисък вакуум, пропуснато захващане, продуктът не е готов, няма палет, несъответствие на схемата, блокирано отвеждане, отворено защитно устройство или неизправност на робота. PLC и роботът трябва да запазват достатъчно състояние на последователността за контролирано повторение или отхвърляне, без да се налага изпразване на цялата клетка.

Определете възстановяването при нееднозначни състояния. Ако захранването прекъсне, докато роботът държи кутия, системата трябва да установи дали продуктът все още е в захващача, паднал е или е бил отстранен ръчно. Ако палетът бъде изведен преди потвърждението, следващото поставяне не бива да се извършва въз основа на остаряло състояние. Данните от сензорите и указанията към оператора трябва да насочват възстановяването.

Хардуерът за управление на линията може да бъде прегледан в PLC и PAC системи, а роботизираното и сервооборудването е организирано в Задвижвания и управление на движението.

Валидирайте системата с производствени данни

Приемането във фабриката трябва да използва представителни продукти, палети, рецепти и сценарии за неизправности. Измервайте устойчивата производителност за значим период, а не демонстрация с идеално пристигащи продукти. Проследявайте пропуснатите захващания, повторните опити, времето за смяна на палета, продължителността на блокиранията, времето за възстановяване и дефектите по качеството.

Най-добрата архитектура зависи от продуктовия микс. Шарнирните роботи са подходящи за разнообразни схеми и множество входове. Системите за формиране на слоеве или портални системи могат да осигурят по-висока производителност при стандартни продукти. Правилният избор балансира устойчивата производителност, пренастройването, заеманата площ, възможностите за сервиз и цената на престоя.

Успешният палетизатор е система за материален поток с робот в нея. Проектите, които валидират поведението на продукта, резервите на инструмента, логистиката на палетите, защитата и възстановяването преди поръчването на оборудването, имат много по-голяма вероятност да осигурят както необходимата производителност, така и добра поддръжка.