Роботталған паллеттеу жүйелері: PLC, робот және ЖИ басқаруының арасынан таңдау

Өндіріс процесі аяқталып, өнімдер таратуға дайын болған кезде, оларды әдетте паллеттерге жинау қажет болады. Дәстүрлі түрде бұл жұмыс көп қол еңбегін талап етіп, жұмысшылардың жарақат алуына және эргономикалық мәселелерге әкелетін. Автоматтандырылған паллеттеу бұл физикалық жүктемені жояды, жиналу желісінде елеулі еңбек үнемдеуді қамтамасыз етеді.

Алайда, тиімділікті барынша арттыру үшін дұрыс басқару архитектурасын таңдау өте маңызды. Өнеркәсіп сарапшысы ретінде мен сізге шешім қабылдау процесін жүргіземін, қатты автоматтандыру, PLC логикасы, роботтық есептеу және жасанды интеллекттің пайда болу рөлін салыстырамын.

Қашан қатты автоматтандыру жеткілікті?

Паллеттеу үшін әрдайым роботтар қажет емес. Кейбір процестерде «қатты автоматтандыру» қолданылады, яғни буындалған қолдар емес. Мысалы, цемент немесе дәнді қаптар сияқты ауыр жүктемелерді көбінесе көлденең сырғитын есіктер мен қозғалмалы конвейерлік жолақтар арқылы өңдейді.

Осы қарапайым жүйелер үшін стандартты PLC немесе реле басқару жүйесі жеткілікті. Бұл тәсіл өлшемі мен жинау үлгісі өзгермейтін тұрақты өнім ағынымен жұмыс істегенде тиімді. Алайда, бұл шешім икемді емес; ол қатты және механикалық қайта баптаусыз өзгерістерге бейімделе алмайды.

Роботтық икемділіктің қажеттілігі

Әртүрлі жинау үлгілері немесе аралас өнімдермен жұмыс істегенде күрделілік айтарлықтай артады. Мұндай жағдайларда роботтық автоматтандыру қажет болады. Робот бағдарламаланған ақпаратқа немесе сыртқы сенсор деректеріне негізделе отырып, өнімді орналастыруды динамикалық түрде өзгерте алады.

Сонымен қатар, роботтар құралдар арқылы көп функциялылық ұсынады. Бірнеше өнім конфигурациясын өңдей алатын қыстырғышпен жабдықталған робот өндірушілерге желіні тоқтатпай әртүрлі SKU-ларды паллеттеуге мүмкіндік береді. Бұл икемділік роботтардың дәстүрлі қатты автоматтандыру жүйелеріне қарағанда басты артықшылығы болып табылады.

1-сурет. Өндірістегі жылдам өзгерістерге арналған мобильді роботтық паллеттеу шешімі. Control компаниясының рұқсатымен пайдаланылған сурет.

Қозғалыс пен тиімділікті оңтайландыру

Паллеттеу процесін басқаратын бағдарламалау тиімділіктің негізгі тірегі болып табылады. Жақсы оңтайландырылған жүйе бос уақытты қосымша тапсырмаларға пайдаланып, тоқтап қалуды азайтады. Мысалы, келесі өнім партиясын күтіп тұрған кезде робот паллетке сырғу қағазын орналастыра алады.

Тиімділік жүйе орналасуына да байланысты. T-кар жүйелері роботтарға бірнеше өндіріс жолын бір уақытта жинауға мүмкіндік береді. Мұндай жүйелерде бағдарламалау паллеттерді дайындауға және бос уақытты азайтуға бағытталуы тиіс, бұл жұмыс ағынындағы тармақталуларды болдырмайды. Қозғалыс жоспарлауда үнемделген әр миллисекунд цикл уақытын қысқартады.

Қателерді қалпына келтіруде HMI рөлі

Қазіргі паллеттеу жүйелеріндегі маңызды жетістік – HMI (Адам-Машина Интерфейсі) арқылы Орналастыру Санының Қолмен Өзгертілуін енгізу. Бұл мүмкіндік операторларға нақты жолдардағы есептерді сандық түрде қайта орнатуға мүмкіндік береді.

Мысалы, егер End of Arm Tool (EoAT) құралынан қорап құлап кетсе, оператор сенсорлы экранда орналастыру санын түзете алады. Бұл физикалық жинақты роботтың ішкі есебімен сәйкестендіру үшін ұяшық ішіне қолмен араласуды қажет етпейді. Бұл тапсырманы жеңілдетіп қана қоймай, оператордың қауіпсіздігін арттырады, себебі физикалық қайта орнату қажеттілігін азайтады.

2-сурет. Роботтық паллеттеу жеке қораптар мен пакеттерге арналған арнайы қыстырғыштарды қамтиды. Control компаниясының рұқсатымен пайдаланылған сурет.

PLC мен робот басқаруы: өңдеу айырмашылығы

PLC мен робот басқару логикасының айырмашылығын түсіну жүйе жобалау үшін маңызды. PLC-лер баспалдақ логикасын қатарынан, жол-жолымен орындайды. Бұл оларды бүкіл өндіріс желісінің логикалық ағынын басқаруда, мысалы паллеттеу циклінен кейін өнімді дайындау сигналын беру сияқты, тамаша етеді.

Оған қарағанда, роботтар әдетте құрылымдық мәтін тілдерін пайдаланады. Жинау процесінде роботтар айтарлықтай артықшылыққа ие. Олар келесі қабаттың орнын есептеуді, сырғу қағаздарын бақылауды және координаттарды фондық режимде жазуды қатар жүргізе алады, қатал реттілікке тәуелді болмайды. Бұл параллель өңдеу қабілеті жиі тиімдірек жинау операциясын қамтамасыз етеді.

Жасанды интеллект есептеу жүйелерінің пайда болуы

Кейбір жетілдірілген операциялар робот контроллері мен сыртқы PLC-лерді айналып өтеді. Оның орнына олар камералар мен сканерлерден деректер жинайтын орталық компьютерді пайдаланады. Жиі жасанды интеллектке негізделген тиімді алгоритмдерді қолдана отырып, бұл жүйелер қозғалыс жолдарын және мақсат нүктелерін нақты уақытта есептейді.

Негізгі артықшылығы – бейімделгіштік. Аралас SKU жүктемелері немесе тұрақсыз өнімдер үшін AI жүйесі ең жылдам жолды үнемі есептеп отырады. Бұл өнім өзгерістері жиі болғанда да цикл уақытын минималды ұстап, дәстүрлі бағдарламалаумен салыстырғанда жоғары деңгейдегі оңтайландыруды қамтамасыз етеді.

3-сурет. Робот және бағдарламалық қамтамасыз ету компанияларының серіктестігі қозғалыс жолдарын оңтайландырып, цикл уақытын азайтуға көмектеседі. Control компаниясының рұқсатымен пайдаланылған сурет.

Жылдамдық, қауіпсіздік және ең жақсы шешім

Ең жақсы паллеттеу жүйелері міндетті түрде ең жылдамдары емес екенін есте ұстаған жөн. Оптималды шешім негізгі тапсырманы жоғарғы және төменгі процестерге әсер ететін минималды тоқтау уақытымен орындайды. Көптеген заманауи кәсіпорындар өз өнімдерінің аралас түріне ең жақсы жұмыс ағынын жасау үшін басқару жүйелерін біріктіретін гибридті тәсілді қолданады.

Автордың пікірі: Автоматтандыру маманы ретінде мен клиенттердің жылдамдық үшін артық жобалау жасайтынын жиі көремін. Менің кеңесім – икемділік пен қауіпсіздікті басымдыққа алу. Өнім өзгерістерін (HMI немесе AI арқылы) өңдей алатын және операторларды қауіпсіздікте ұстайтын (қате түзетулері арқылы) жүйе ұзақ мерзімде жылдам жұмыс істейтін, бірақ үнемі қолмен түзетуді қажет ететін жүйеден жақсы қайтарым береді.

Автор туралы

Жан Цяо – PLC, DCS, TSI және қуат қорғау жүйелері саласында 15 жылдан астам тәжірибесі бар өнеркәсіптік автоматтандыру маманы. Өз мансабында Жан әлемдік жетекші автоматтандыру өндірушілері үшін техникалық құжаттамалар мен жаңалық мақалаларын жазып, күрделі басқару инженерлік мәселелеріне терең техникалық түсінік берді.