Úplně automatický systém paletizace vaky: Integrované robotické řešení

I. Přehled řešení​

Toto řešení má za cíl poskytnout vysokoefektivní, plně automatizovaný přenosový systém pro pytlací položky. Tradiční ruční operace nebo poloautomatizované robotické metody trpí problémy jako nízká efektivita, vysoké nároky na pracovní sílu, množství bezpečnostních rizik a vysoké náklady na správu. Integrací inovativních dopravníků a inteligentní robotické technologie toto řešení navrhuje propojený systém složený z fází "Obraceč pytlů - Vyrovnávač - Zpomalení a zastavení - Čekání na paletování - Robotické chytání". Tím se dosahuje plné automatizace a inteligentního přenosu pytlacích položek od výstupu balícího zařízení k určenému místo skladování, což výrazně zvyšuje výrobní efektivitu a bezpečnost.

​II. Technický background & Cíle návrhu​

1. ​Technický background & Stávající problémy​

V současnosti stále mnoho továren na přenos pytlacích položek silně spoléhá na ruční práci nebo poloautomatizované zařízení s vlastními nedostatky. Tradiční proces obvykle vyžaduje, aby pracovníci nesli zaplacené pytle na dopravník, a poté pracovníci nebo roboty je uvolňují a nakládají na cílovém místě. Tento přístup má následující klíčové nedostatky:

• ​Nízká míra automatizace:​​ Klíčové fáze stále vyžadují ruční zásah, což brání plné automatizaci celého procesu.
• ​Nedostatek jednotného umístění a pozice:​​ Pytle jsou umisťovány na dopravník pod různými úhly, což činí přesné zachycení následujícími roboty obtížným a vedoucí k chaotickému nakládání.
• ​Nerovnoměrná forma položek:​​ Nerovnoměrné rozložení materiálu učtených pytlů činí přímé nakládání náchylné k zhroucení. K zajištění stability je často nutné ruční uspořádání v klíčových stanovištích, což zvyšuje náklady na práci a obtížnost správy.
• ​Rizika spojená s bezpečností a efektivitou:​​ Ruční práce blízko dopravníků a robotických paží představuje bezpečnostní rizika. Navíc doba výrobního cyklu není stabilní, což komplikuje zlepšení celkové efektivity.
1. ​Cíle návrhu​

K řešení výše uvedených bolestných míst jsou cílem tohoto řešení následující:

• ​Vysoká míra automatizace:​​ Vytvoření logicky strukturovaného, plně automatizovaného přenosového systému, který nevyžaduje přímou ruční operaci.
• ​Přesné umístění a ovládání pozice:​​ Zajištění, aby pytle dorazily k bodu sběru s jednotnou, stabilní pozicí a orientací, což je základem pro přesnou robotickou operaci.
• ​Zvýšení efektivity a bezpečnosti:​​ Výrazné zlepšení efektivity přenosu prostřednictvím optimalizovaných procesů a koordinovaného řízení a kompletní odstranění osob z nebezpečných pracovních prostředí.
• ​Snížení celkových nákladů:​​ Drastické snížení nároků na pracovní sílu, což vedou k nižším přímým nákladům na práci a následným nákladům na správu.

​III. Struktura systému & Klíčové komponenty​

Systém používá modulární návrh, kde jsou komponenty postupně propojeny, aby tvořily kompletní uzavřený pracovní tok.

• ​Celkové rozvržení:​​ Systém postupně tvoří ​Obraceč pytlů, ​Vyrovnávač, ​Zpomalení a zastavení a ​Čekání na paletování. Na konci dopravníku pro čekání na paletování je nastaven vysokovýkonný průmyslový robot (robotická paže). Procesní cesta je: Obraceč pytlů → Vyrovnávač → Zpomalení a zastavení → Čekání na paletování → Robotické chytání a nakládání.
• ​Podrobnosti komponent:​​
1. ​Obraceč pytlů​
• ​Funkce:​​ Přijímá vertikálně položené pytle od balícího/zapínacího mechanismu a dokončuje změnu jejich polohy z "vertikální" na "ležatou".
• ​Klíčové komponenty:​​
• ​Upravitelná bariéra:​​ Nainstalována nad dopravníkem, nastavena na preferovaný úhel 60° k povrchu pásu, upravitelná výška, slouží k kontaktu a vedení pytlů k otočení.
• ​Podložka:​​ Umístěna na straně, spolupracuje s bariérou pro přijetí otočených pytlů.
• ​Vodicí válečky:​​ Umístěny za bariérou, pomáhají s úpravou směru pytlů, zajistí hladký přechod do další fáze.
2. ​Vyrovnávač​
• ​Funkce:​​ Točí pytle k redistribuci interního materiálu, aby byl rovnoměrný, zabránil lokálním výběžkům a připravil je pro stabilní nakládání.
• ​Klíčové komponenty a vlastnosti:​​
• ​Čtvercové přenosové válečky:​​ Unikátní návrh způsobuje, že pytle se točí během přenosu, což podporuje rovnoměrné rozložení materiálu a snižuje skluz.
• ​Upravitelné vodicí okraje:​​ Výškově upravitelné okraje na obou stranách dopravníku efektivně brání odchylce pytlů.
• ​Nízkorychlostní provoz:​​ Řízeno samostatným frekvenčním motorem, jeho rychlost je výrazně nižší než u Obraceče, což zajišťuje dostatečný čas pro vyrovnání.
3. ​Zpomalení a zastavení​
• ​Funkce:​​ Buferuje a snižuje rychlost přenosu pytlů, stabilizuje cyklus přenosu a vytváří stabilní stav čekání pro robotické sběr.
• ​Klíčové komponenty:​​ Je také vybaven upravitelnými vodicími okraji na obou stranách, aby se zabránilo odchylce.
4. ​Čekání na paletování​
• ​Funkce:​​ Slouží jako "krmitel" robota, přesně přenáší předzpracované pytle na stanoviště sběru.
• ​Klíčové komponenty:​​ Vybaven upravitelnými vodicími okraji, aby zajistil přesné centrování. Jeho konec je spojen s průmyslovým robotem.
5. ​Průmyslový robot (robotická paže)​​
• ​Funkce:​​ Umístěn na konci dopravníku pro čekání. Používá vlastní koncovou část (např. vakuumové sáčky nebo mechanické chytáky) k spolehlivému zachycení pytlů a přesnému umístění na určená místa (např. palety, police, vozidla) podle přednastaveného programu.
6. ​Pohon a řídicí systém​
• ​Samostatné pohony:​​ Každý dopravník je vybaven samostatným frekvenčním motorem, což umožňuje přesné řízení rychlosti.
• ​Souřadované řízení:​​ Centrální řídicí systém upravuje frekvenci každého motoru, nastavuje a sjednocuje rychlosti jednotlivých částí dopravníku a robota, aby zajistil hladký a souřadovaný provoz bez zaseknutí nebo čekání.

​IV. Pracovní tok systému​

1. ​Automatické nahrávání a obrácení pytlů:​​ Zaplacené pytle ve vertikální poloze vstupují do Obraceče pytlů. Během pohybu vpřed kontaktní upravitelnou bariéru a přirozeně se otočí na bokovou podložku, přecházejí do ležatého stavu.
2. ​Vyrovnávání materiálu:​​ Pytle vstupují do Vyrovnávače. Pod nízkorychlostním provozem a díky točení čtvercovými válečky se interní materiál redistribuuje, stává se rovnoměrným a plochým.
3. ​Zpomalení a pozicionování:​​ Pytle vstupují do Zpomalení a zastavení, kde jejich rychlost je dále snížena, dosahují hladkého zpomalení a přesného pozicionování.
4. ​V pozici, čekají na sběr:​​ Pytle vstupují do dopravníku pro čekání na paletování a plynule se pohybují k určenému bodu sběru na jeho konci.
5. ​Robotické chytání a nakládání:​​ Průmyslový robot identifikuje polohu pytle, provede akci chytání, přenese ho a přesně ho umístí na přednastavené místo pro nakládání nebo transportní vozidlo.
6. ​Cyklický provoz:​​ Celý proces běží nepřetržitě a automaticky v cyklu, dokud úkol není dokončen.

​V. Klíčové výhody řešení​

• ​Celková automatizace, snížení nákladů a zvýšení efektivity:​​ Dosahuje plné automatizace celého procesu od "nahrávání - uspořádání - přenos - paletování", výrazně snižuje ruční zásah, přímo snižuje náklady na práci a správu, zajišťuje stabilní výrobní cykly a výrazně zvyšuje výrobní efektivitu.
• ​Přesné řízení procesu, spolehlivá kvalita:​​ Specializované návrhy pro obrácení, vyrovnávání a zpomalení zajišťují jednotnou polohu pytlů, rovnoměrné rozložení materiálu a přesné pozicionování, což zásadně řeší problémy s zachycením a nestabilitou nakládání, což zlepšuje kvalitu přenosu.
• ​Revoluční zlepšení bezpečnosti:​​ Kompletně eliminuje riziko, kdy pracovníci operují poblíž mechanických přenosových komponent, což poskytuje základní ochranu osobní bezpečnosti.
• ​Vysoká flexibilita, inteligentní řízení:​​ Každý modul je nezávisle poháněn frekvenčními motory. Spolu s inteligentním řídicím systémem synchronizovaným s robotem lze snadno upravovat parametry provozu systému, aby odpovídaly různým specifikacím pytlů nebo požadavkům na výrobní tempo, což nabízí silnou flexibilitu.