Konstrukce paletizační buňky nad rámec robotického ramene

Projekt paletizace je často prezentován jako nákup robota, robot je však pouze jedním prvkem systému toku materiálu. Prezentace produktů, koncové nástroje, zásobování prázdnými paletami, manipulace s proklady, stabilizace nákladu, ochranné prvky, odsun hotových palet a obnova po poruchách obvykle rozhodují o tom, zda buňka dosáhne slíbené rychlosti.

Výběr by proto měl začít u produktů a výrobních dat, nikoli u nosnosti robota. Kartony, pytle, tácy, kbelíky a otevřené nádoby reagují na zrychlení odlišně. Směs různých SKU mění těžiště, tření, limity stlačení, vzory vrstev i četnost přestaveb.

Model na úrovni celé buňky odhalí omezení, která zmizí, když návrh začne pouze dosahem a jmenovitou nosností.

Definujte trvalou průchodnost ještě před maximální rychlostí robota

Model cyklu by měl zahrnovat přísun produktů, indexování, potvrzení uchopení, pohyb robota, ukládání, přechody mezi vrstvami, výměnu palet, prokladové archy, vyřazené produkty a uvolnění do následného procesu. Maximální počet uchopení za minutu popisuje krátký interval. Trvalá průchodnost závisí na každém přerušení a na tom, zda akumulace před buňkou dokáže výkyvy absorbovat.

Používejte reprezentativní rozestupy produktů a rychlost dopravníku. Pokud dorazí dva kartony současně nebo se jeden otočí, řídicí systém je musí oddělit, změnit jejich orientaci, vyřadit nebo zastavit. Každá oprava spotřebuje čas. Vyrovnávací zásobník bez stanoveného maxima může pouze přesunout zablokování proti proudu, zatímco nedostatečná akumulace nutí rychlého robota čekat na produkt.

U smíšených produktů vypočítejte nejhorší platný cyklus, nikoli průměr snadných a náročných SKU. Těžší nebo nestabilní položka může vyžadovat nižší zrychlení. Vysoká stohovaná paleta může vynutit delší svislou dráhu. Změny vzoru mohou přidat otáčení nástroje a ověřovací kroky.

Prezentace produktu vytváří podmínky pro uchopení

Opakovatelné uchopení vyžaduje řízenou polohu, orientaci, rozestupy a časování přísunu. Pevné kartony mohou vyžadovat pouze vodicí prvky a doraz. Pružné pytle mohou potřebovat usazení, vyrovnání, vytvarování nebo kamerový systém, protože jejich povrch a těžiště se cyklus od cyklu mění. Otevřené tácy mohou omezovat zrychlení, aby se jejich obsah neposouval.

Senzory by měly rozlišovat mezi „produkt přítomen“ a „produkt připraven k uchopení“. Stav připravenosti může zahrnovat polohu, orientaci, zastavení dopravníku, volný prostor pro chapadlo a potvrzení, že kód produktu odpovídá aktivní receptuře. Pokud se používá kamerový systém, definujte reakci na nízkou míru jistoty, zakrytí, odlesky nebo produkt mimo kalibrovaný pracovní prostor.

Koncový nástroj je subsystémem procesu

Vakuové nástroje musí udržet uchopení i přes porézní karton, švy, prach, deformované povrchy a částečně zakrytou přísavku. Navrhujte podle dostupného průtoku vakua a úniku, nikoli pouze podle statické síly přísavky. Po uchopení a během pohybu sledujte úroveň nebo tlak vakua. Nádrž může překlenout krátký únik, neměla by však dlouhodobě skrývat zhoršující se stav přísavky.

Upínací nástroje musí mít dostatečnou sílu, aby odolaly zrychlení, aniž by obal rozdrtily. Vidlicové nebo nabírací nástroje mohou podepřít těžké či deformovatelné produkty, vyžadují však řízenou prezentaci a dostatečný volný prostor. Vícenásobné uchopení může zvýšit rychlost, avšak vyšší hmotnost a setrvačnost snižují výkon robota a zvyšují energii při kolizi.

Zohledněte hmotnost nástroje, hmotnost produktu, posunutí těžiště, moment zápěstí, setrvačnost, pneumatické hadice a pohyb kabelového svazku. Samotný údaj o nosnosti robota nedokazuje, že zápěstí zvládne každou polohu a zrychlení. Ověřte kompletní diagram zatížení pro zvoleného robota.

Logistika palet může robota připravit o zásobu nebo jej zablokovat

Prázdné palety musí dorazit dříve, než se aktivní paleta naplní. Způsob zásobování může zahrnovat zásobník, dopravník, vysokozdvižný vozík nebo autonomního mobilního robota. Každý z nich vytváří jiné blokovací podmínky a rizika při přístupu. Důležitý je také stav palet: poškozená prkna, vyčnívající hřebíky, rozměrové odchylky nebo nesprávná paleta mohou zabránit přesnému ukládání.

Doplňování palet je součástí výrobního cyklu a musí být zahrnuto do zkoušek průchodnosti i obnovy po poruchách.

Následné balení fólií, páskování, označování, vážení, kontrola a odsun musí mít odpovídající kapacitu. Hotová paleta, která nemůže odjet, zablokuje výrobu, i když je robot připraven. Definujte akumulaci, předávání odpovědnosti za přesun a komunikační sekvence mezi paletizátorem a skladovým zařízením.

Kvalita vrstvy závisí na vzoru a chování produktu

Geometrický vzor, který se vejde na paletu, může být přesto nestabilní. Zvažte přesah, nedosah, provázání vrstev, mezery, pevnost v tlaku, výšku nákladu, rozložení hmotnosti a zrychlení při přepravě. Pytle se mohou po uložení usadit. Kartony mohou ve vlhkých podmínkách nebo při dlouhém skladování ztratit pevnost.

Ověřujte vzory se skutečnými produkty a zamýšlenou metodou balení či stabilizace. Potvrďte, že spodní vrstva unese náklad a že horní vrstvy nevytvoří příliš vysoký stoh s těžištěm nahoře. Data receptury by měla obsahovat rozměry palety, vzor vrstvy, orientaci, výšku ukládání, nastavení nástroje a povolené varianty produktu.

Ochranná opatření vycházejí z kompletní mapy rizik

Posouzení rizik musí zahrnovat robota, chapadlo, upuštěný náklad, dopravníky, zásobník palet, ovinovací stroj, nahromaděnou pneumatickou energii a interakci s vozidly. Označení kolaborativního robota samo o sobě nečiní těžký paletizační náklad v blízkosti lidí bezpečným. Požadované ochranné kryty, skenery, blokování, bezpečné rychlosti, odstupové vzdálenosti a místa resetu určuje konkrétní aplikace.

Přístup pro odstraňování zaseknutí a údržbu by měl být navržen ještě před definitivním umístěním oplocení. Obsluha potřebuje bezpečný způsob, jak odstranit poškozený karton, vyměnit přísavky, vyčistit paletu a obnovit provoz po upuštění produktu. Místo resetu musí poskytovat dostatečný výhled a nesmí umožnit restart pohybu osobě uvnitř chráněného prostoru.

Dostupnost určuje návrh obnovy po poruchách

Dobrá buňka hlásí fyzický důvod zastavení: nízké vakuum, neúspěšné uchopení, produkt není připraven, paleta není k dispozici, nesoulad vzoru, zablokovaný výstup, otevřené bezpečnostní zařízení nebo porucha robota. PLC a robot by měly uchovat dostatek stavu sekvence pro řízené opakování nebo vyřazení, aniž by bylo nutné vyprázdnit celou buňku.

Definujte obnovu pro nejednoznačné stavy. Pokud vypadne napájení ve chvíli, kdy je karton uchopen, musí systém určit, zda produkt zůstal v chapadle, spadl nebo jej ručně odstranila obsluha. Pokud paleta odjede před potvrzením, nesmí další uložení pokračovat podle zastaralého stavu. Obnova by měla vycházet z údajů senzorů a pokynů pro obsluhu.

Řídicí hardware linky najdete v části PLC & PAC Systems, zatímco robotické a servopohony jsou uspořádány v části Drives & Motion Control.

Ověřte systém pomocí výrobních údajů

Přejímací zkoušky ve výrobním závodě by měly používat reprezentativní produkty, palety, receptury a scénáře poruch. Měřte trvalou rychlost během smysluplně dlouhého provozu, nikoli při demonstraci s dokonalým přísunem. Sledujte neúspěšná uchopení, opakování, dobu výměny palety, dobu blokování, dobu obnovy a vady kvality.

Nejlepší architektura závisí na směsi produktů. Kloubové roboty jsou vhodné pro různé vzory a více přívodů. Systémy pro tvorbu vrstev nebo portálové systémy mohou u pravidelných produktů dosahovat vyššího výkonu. Správná volba vyvažuje trvalou průchodnost, přestavby, půdorysné nároky, servisní možnosti a náklady na odstávky.

Úspěšný paletizátor je systém toku materiálu, jehož součástí je robot. Projekty, které před objednáním hardwaru ověří chování produktů, rezervy nástroje, logistiku palet, ochranná opatření a obnovu po poruchách, mají mnohem větší šanci zajistit požadovanou rychlost i snadnou údržbu.