Роботтандырылған паллеттеу жүйелері: PLC, робот және AI басқару жүйелерінің бірін таңдау

Өндірістік процесс аяқталып, өнімдер таратуға дайын болғаннан кейін, оларды әдетте паллеттерге жинақтау қажет. Дәстүрлі түрде бұл жұмыс айтарлықтай қол еңбегін талап етіп, көбіне жұмысшылардың жарақат алуына және эргономикалық мәселелерге әкелетін. Автоматтандырылған паллеттеу бұл физикалық ауыртпалықты жойып, құрастыру желісінде еңбек шығынын едәуір азайтады.

Алайда тиімділікті барынша арттыру үшін басқару архитектурасын дұрыс таңдау өте маңызды. Сала сарапшысы ретінде мен сізге шешім қабылдау үдерісінде бағыт-бағдар беріп, қатаң автоматтандыруды, PLC логикасын, роботтық есептеулерді және жасанды интеллекттің пайда болып келе жатқан рөлін салыстырамын.

Қатаң автоматтандыру қашан жеткілікті?

Паллеттеу үшін роботтар әрдайым қажет емес. Кейбір процестерде буынды манипуляторлардың орнына «қатаң автоматтандыруды» пайдалануға болады. Мысалы, цемент немесе астық қаптары сияқты ауыр жүктер көбіне көлденең жылжымалы есіктер мен жылжымалы конвейер науалары арқылы өңделеді.

Мұндай қарапайым жүйелер үшін стандартты PLC немесе релелік басқару жүйесі жеткілікті. Бұл тәсіл өлшемі немесе жинақтау үлгісі өзгермейтін, өнім ағыны тұрақты болған жағдайда тиімді жұмыс істейді. Алайда мұндай шешім икемді емес: ол қатаң құрылымға ие және механикалық қайта баптаусыз өзгерістерге бейімделе алмайды.

Роботтық икемділік қажеттілігі

Жинақтау үлгілері әртүрлі немесе өнімдер аралас болған кезде күрделілік айтарлықтай артады. Мұндай жағдайларда роботтық автоматтандыру қажет болады. Робот бағдарламаланған ақпаратқа немесе сыртқы сенсор деректеріне сүйене отырып, өнімнің орналасуын динамикалық түрде өзгерте алады.

Сонымен қатар роботтар құрал-саймандарының арқасында әмбебаптық ұсынады. Роботты бірнеше өнім конфигурациясын өңдей алатын қысқышпен жабдықтау арқылы өндірушілер желіні тоқтатпай-ақ әртүрлі SKU өнімдерін паллеттей алады. Дәл осы икемділік роботтардың дәстүрлі қатаң автоматтандыру жүйелерінен басты артықшылығы болып табылады.

1-сурет. Өндірісті жылдам өзгертуге арналған мобильді роботтық паллеттеу шешімі. Сурет Control компаниясының рұқсатымен пайдаланылды.

Қозғалыс пен тиімділікті оңтайландыру

Паллеттеу процесін басқаратын бағдарламалау тиімділіктің негізгі факторы болып табылады. Жақсы оңтайландырылған жүйе қосалқы тапсырмаларды орындау үшін бос уақытты пайдаланып, тоқтап тұру уақытын азайтады. Мысалы, өнімдердің келесі партиясын күтіп тұрған кезде робот паллетке аралық төсем орналастыра алады.

Тиімділік жүйенің орналасуына да байланысты. T-cart жүйелері роботтарға бірнеше өндірістік желіні бір уақытта жинақтауға мүмкіндік береді. Мұндай қондырғыларда бағдарламалау паллеттерді алдын ала дайындауға және бос тұру уақытын азайтуға бағытталуы керек, сонда жұмыс үдерісінде тар орындар пайда болмайды. Қозғалысты жоспарлау кезінде үнемделген әрбір миллисекунд цикл уақытын қысқартуға ықпал етеді.

Қателерді қалпына келтірудегі HMI рөлі

Заманауи паллеттеу жүйелеріндегі маңызды жетістіктердің бірі — HMI (адам-машина интерфейсі) арқылы орналастыру санын қайта анықтау функциясының интеграциялануы. Бұл мүмкіндік операторларға белгілі бір желілердегі санау мәндерін цифрлық түрде қайта орнатуға жағдай жасайды.

Мынадай жағдайды қарастырайық: егер қорап қолдың ұшындағы құралдан (EoAT) құлап кетсе, оператор сенсорлық экран арқылы орналастыру санын түзете алады. Осылайша физикалық жинақ роботтың ішкі санау мәніне сәйкес келуі үшін ұяшықтың ішіне кіріп, қолмен әрекет етудің қажеті болмайды. Бұл жұмысты жеңілдетіп қана қоймай, физикалық қайта орнату қажеттілігін азайту арқылы оператор қауіпсіздігін айтарлықтай арттырады.

2-сурет. Роботтық паллеттеу жеке қораптар мен орамдарға арналған арнайы қысқыштарды пайдалануды қамтиды. Сурет Control компаниясының рұқсатымен пайдаланылды.

PLC мен роботты басқару: өңдеу айырмашылығы

Жүйені жобалау үшін PLC мен роботты басқару логикасының айырмашылығын түсіну өте маңызды. PLC контроллерлері баспалдақты логиканы жолдан жолға ретімен орындайды. Бұл оларды бүкіл өндірістік желінің логикалық ағынын басқаруға, мысалы, паллеттеу циклі аяқталғаннан кейін қосымша өнімді алдын ала дайындау туралы белгі беруге өте қолайлы етеді.

Ал роботтар әдетте құрылымдалған мәтін тілдерін пайдаланады. Жинақтау процесінде роботтардың айқын артықшылығы бар. Олар қатаң реттілікке сүйенбей-ақ, келесі қабаттың орнын бір уақытта есептеп, аралық төсемдердің орналасуын бақылап және координаттарды фондық режимде тіркей алады. Мұндай параллель өңдеу мүмкіндігі көбіне жинақтау процесінің тиімдірек болуына әкеледі.

Жасанды интеллектке негізделген есептеу жүйелерінің пайда болуы

Кейбір озық операциялар робот контроллерін де, сыртқы PLC контроллерлерін де айналып өтеді. Оның орнына камералар мен сканерлерден дерек жинайтын орталық компьютер пайдаланылады. Көбіне жасанды интеллектке негізделген тиімді алгоритмдердің көмегімен мұндай жүйелер қозғалыс бағыттары мен мақсатты нүктелерді нақты уақыт режимінде есептейді.

Мұндағы басты артықшылық — бейімделгіштік. SKU өнімдері аралас немесе өнімдер пішіні дұрыс емес болған жағдайда, жасанды интеллект жүйесі ең жылдам бағытты үздіксіз есептей алады. Бұл өнім сипаттамалары жиі өзгерсе де, цикл уақытының барынша аз болып қалуын қамтамасыз етеді және дәстүрлі бағдарламалау қол жеткізуге қиналатын оңтайландыру деңгейін ұсынады.

3-сурет. Робот және бағдарламалық жасақтама компаниялары арасындағы серіктестік қозғалыс бағыттарын оңтайландырып, цикл уақытын қысқартуға көмектеседі. Сурет Control компаниясының рұқсатымен пайдаланылды.

Жылдамдық, қауіпсіздік және ең үздік шешім

Ең үздік паллеттеу жүйелері жеке-дара алғанда міндетті түрде ең жылдам бола бермейтінін есте ұстаған жөн. Оңтайлы шешім негізгі тапсырманы жоғары және төменгі ағындардағы процестерге әсер ететін тоқтап тұру уақытын барынша азайтып орындайды. Қазіргі заманғы нысандардың көпшілігі өздерінің нақты өнім қоспасына арналған ең тиімді жұмыс үдерісін құру үшін бірнеше басқару жүйесін біріктіретін гибридті тәсілді қолданады.

Автор пікірі: Автоматтандыру сарапшысы ретінде клиенттердің жылдамдық үшін жүйелерді шамадан тыс күрделендіріп жіберетінін жиі байқаймын. Менің кеңесім — икемділік пен қауіпсіздікке басымдық беру. Өнім өзгерістерін HMI немесе жасанды интеллект арқылы өңдей алатын әрі қателерді қайта анықтау функциялары арқылы операторларды қауіпсіз ұстайтын жүйе ұзақ мерзімді перспективада жай ғана жылдам жұмыс істеп, үнемі қолмен түзетуді қажет ететін жүйеге қарағанда инвестиция қайтарымын жақсырақ қамтамасыз етеді.

Автор туралы

Zhang Qiao — PLC, DCS, TSI және қуатты қорғау жүйелері саласында 15 жылдан астам тәжірибесі бар өнеркәсіптік автоматтандыру жөніндегі білікті маман. Өз мансабы барысында Zhang жетекші әлемдік автоматтандыру өндірушілеріне арналған техникалық құжаттар мен жаңалық мақалаларын жазып, күрделі басқару инженериясы мәселелері бойынша терең техникалық сараптама ұсынды.