سیستم پالت‌سازی کاملاً خودکار کیسه: راه حل رباتیک یکپارچه

I. مروری بر راه‌حل​

این راه‌حل هدف دارد تا سیستم انتقال بهینه و کاملاً خودکار برای کیسه‌های پر شده ارائه دهد. عملیات دستی معمول یا روش‌های نیمه‌خودکار رباتیک با مشکلاتی مانند کارایی پایین، نیاز بالا به نیروی انسانی، خطرات ایمنی زیاد و هزینه‌های مدیریتی بالا مواجه هستند. با یکپارچه‌سازی خطوط نقاله‌ای نوآورانه و فناوری ربات هوشمند، این راه‌حل یک سیستم به صورت پیوسته شامل مراحل "برگرداندن کیسه - تخت کردن - توقف آرام - صف‌بندی برای پالت‌بندی - گرفتن توسط ربات" طراحی می‌کند. در نهایت، این راه‌حل انتقال کامل و هوشمندانه کیسه‌های پر شده از نقطه بسته‌بندی تا نقطه تجمع مشخص را به دست می‌آورد و به طور قابل توجهی کارایی و ایمنی تولید را افزایش می‌دهد.

​II. پیش‌زمینه فنی و اهداف طراحی​

1. ​پیش‌زمینه فنی و مشکلات موجود​

در حال حاضر، فرآیند انتقال کیسه‌های پر شده در بسیاری از کارخانجات هنوز به طور گسترده‌ای به نیروی انسانی یا تجهیزات نیمه‌خودکار متکی است که معایب ذاتی دارند. فرآیند سنتی معمولاً نیاز دارد که کارگران کیسه‌های بسته شده را روی نقاله بگذارند و سپس کارگران یا ربات‌ها آن‌ها را در مقصد خارج کرده و توده‌بندی کنند. این رویکرد دارای معایب اصلی زیر است:

• ​درجه خودکاری پایین:​​ مراحل کلیدی هنوز نیاز به مداخله دستی دارند که منجر به خودکاری کامل فرآیند نمی‌شود.
• ​عدم یکپارچگی موقعیت و وضعیت:​​ کیسه‌ها به طور تصادفی در زاویه‌های مختلف روی نقاله قرار می‌گیرند که می‌تواند منجر به انحراف شود و گرفتن دقیق توسط ربات‌های بعدی را سخت می‌کند و باعث توده‌بندی نامرتب می‌شود.
• ​ناهمگونی شکل محصول:​​ توزیع نامتعادل مواد داخل کیسه‌های پر شده باعث می‌شود که توده‌بندی مستقیم آن‌ها آسان نباشد و ممکن است منجر به فروپاشی شود. برای تضمین ثبات، معمولاً نیاز به ترتیب دادن دستی در ایستگاه‌های کلیدی وجود دارد که هزینه نیروی انسانی و دشواری مدیریت را افزایش می‌دهد.
• ​خطرات ایمنی و کارایی:​​ کار دستی نزدیک به نقاله‌ها و بازوی رباتیک خطرات ایمنی را افزایش می‌دهد. علاوه بر این، دوره‌های تولید ناپایدار هستند که افزایش کارایی کلی را دشوار می‌کند.
1. ​اهداف طراحی​

برای حل نقاط دردناک فوق، اهداف طراحی این راه‌حل به شرح زیر است:

• ​خودکاری بالا:​​ ایجاد یک سیستم انتقال کاملاً خودکار با ساختار منطقی که نیازی به مداخله دستی مستقیم ندارد.
• ​کنترل دقیق موقعیت و وضعیت:​​ تضمین رسیدن کیسه‌ها به نقطه گرفتن با وضعیت و موقعیت یکنواخت و ثابت، که پایه‌ای برای عملکرد دقیق ربات است.
• ​افزایش کارایی و ایمنی:​​ به طور قابل توجهی افزایش کارایی انتقال از طریق بهینه‌سازی فرآیندها و کنترل هماهنگ، و کاملاً حذف کارکنان از محیط‌های کار خطرناک.
• ​کاهش هزینه‌های کلی:​​ کاهش چشمگیر نیاز به نیروی انسانی، که باعث کاهش هزینه‌های نیروی انسانی مستقیم و هزینه‌های مدیریتی بعدی می‌شود.

​III. ساختار سیستم و مولفه‌های کلیدی​

سیستم از طراحی ماژولی استفاده می‌کند و مولفه‌ها به صورت متوالی به هم متصل می‌شوند تا یک چرخه کاری کامل را تشکیل دهند.

• ​طرح کلی:​​ سیستم به ترتیب شامل ​نقاله برگرداندن کیسه, ​نقاله تخت کردن, ​نقاله توقف آرام, و ​نقاله صف‌بندی برای پالت‌بندی می‌باشد. یک ربات صنعتی (بازوی رباتیک) با کارایی بالا در انتهای نقاله صف‌بندی برای پالت‌بندی تنظیم شده است. مسیر فرآیند به شرح زیر است: نقاله برگرداندن کیسه → نقاله تخت کردن → نقاله توقف آرام → نقاله صف‌بندی برای پالت‌بندی → گرفتن و توده‌بندی توسط ربات.
• ​جزئیات مولفه‌ها:​​
1. ​نقاله برگرداندن کیسه​
• ​وظیفه:​​ دریافت کیسه‌های پر شده در وضعیت ایستاده از مکانیسم بسته‌بندی/بسته‌سازی و تغییر وضعیت آن‌ها از "ایستاده" به "دراز کشیده."
• ​مولفه‌های کلیدی:​​
• ​باریکه تنظیم‌پذیر:​​ روی نقاله نصب شده و به طور مطلوب در زاویه ۶۰ درجه نسبت به سطح نوار نقاله تنظیم شده و ارتفاع‌پذیر است که برای تماس و هدایت کیسه‌ها برای برگرداندن استفاده می‌شود.
• ​صفحه پشتیبان:​​ در کنار نقاله قرار دارد و با باریکه همکاری می‌کند تا کیسه‌های برگردانده شده را دریافت کند.
• ​غلتان‌های هدایت:​​ در عقب باریکه قرار دارند و کمک می‌کنند تا جهت کیسه‌ها تنظیم شود و ورود آن‌ها به مرحله بعدی را هموار کنند.
2. ​نقاله تخت کردن​
• ​وظیفه:​​ غلتان کیسه‌ها برای توزیع مجدد مواد داخلی آن‌ها، که آن‌ها را تخت و یکنواخت می‌کند و آن‌ها را برای توده‌بندی ثابت آماده می‌کند.
• ​مولفه‌ها و ویژگی‌های کلیدی:​​
• ​غلتان‌های انتقال مربعی:​​ طراحی منحصر به فرد که باعث می‌شود کیسه‌ها در حین انتقال غلتان کنند و توزیع یکنواخت مواد را تقویت کند و لغزش را کاهش دهد.
• ​لبه‌های هدایت تنظیم‌پذیر:​​ لبه‌های قابل تنظیم ارتفاع در دو طرف نقاله که به طور موثری از انحراف کیسه‌ها جلوگیری می‌کنند.
• ​عملکرد با سرعت پایین:​​ کنترل شده توسط موتور فرکانس-تغییر مستقل که سرعت آن به طور قابل توجهی کمتر از نقاله برگرداندن کیسه است، که مطمئن می‌شود زمان کافی برای تخت کردن وجود دارد.
3. ​نقاله توقف آرام​
• ​وظیفه:​​ بافر و کاهش سرعت انتقال کیسه‌ها، پایدار کردن چرخه انتقال و ایجاد حالت صبر ثابت برای گرفتن توسط ربات.
• ​مولفه‌های کلیدی:​​ نیز با لبه‌های هدایت تنظیم‌پذیر در دو طرف برای جلوگیری از انحراف مجهز شده است.
4. ​نقاله صف‌بندی برای پالت‌بندی​
• ​وظیفه:​​ به عنوان "میز تغذیه" ربات، کیسه‌های پیش‌پردازش شده را به صورت دقیق به ایستگاه گرفتن منتقل می‌کند.
• ​مولفه‌های کلیدی:​​ با لبه‌های هدایت تنظیم‌پذیر تجهیز شده است تا تمرکز دقیق را تضمین کند. انتهای آن به ربات صنعتی متصل است.
5. ​ربات صنعتی (بازوی رباتیک)​​
• ​وظیفه:​​ در انتهای نقاله صف‌بندی قرار دارد. از یک ابزار پایانی سفارشی (مثلاً جذاب‌های خلاء یا گیره‌های مکانیکی) برای گرفتن قابل اعتماد کیسه‌ها و قرار دادن دقیق آن‌ها در مکان‌های مشخص (مثلاً پالت‌ها، رف‌ها یا وسایل نقلیه) بر اساس برنامه پیش‌تنظیم شده استفاده می‌کند.
6. ​سیستم محرک و کنترل​
• ​محرک‌های مستقل:​​ هر نقاله با یک موتور فرکانس-تغییر مستقل مجهز شده است که کنترل دقیق سرعت را ممکن می‌سازد.
• ​کنترل هماهنگ:​​ یک سیستم کنترل مرکزی فرکانس هر موتور را تنظیم می‌کند و سرعت‌های هر بخش نقاله و ربات را تنظیم و مطابقت می‌دهد تا عملکرد هموار و هماهنگ بدون ترافیک یا صبر رخ دهد.

​IV. جریان کاری سیستم​

1. ​بارگیری خودکار و برگرداندن کیسه:​​ کیسه‌های بسته شده در وضعیت ایستاده وارد نقاله برگرداندن کیسه می‌شوند. در حین حرکت به جلو، آن‌ها با باریکه تنظیم‌پذیر تماس می‌گیرند و به طور طبیعی بر روی صفحه پشتیبان جانبی می‌افتند و به وضعیت دراز کشیده تغییر می‌کنند.
2. ​تخت کردن مواد:​​ کیسه‌ها وارد نقاله تخت کردن می‌شوند. تحت عملکرد با سرعت پایین و عمل غلتانی توسط غلتان‌های مربعی، مواد داخلی آن‌ها توزیع می‌شوند و تخت و یکنواخت می‌شوند.
3. ​بوفر سرعت و موقعیت‌یابی:​​ کیسه‌ها وارد نقاله توقف آرام می‌شوند که در آنجا سرعت آن‌ها بیشتر کاهش می‌یابد و توقف آرام و موقعیت‌یابی دقیق را ایجاد می‌کند.
4. ​در موقعیت، در انتظار گرفتن:​​ کیسه‌ها وارد نقاله صف‌بندی برای پالت‌بندی می‌شوند و به طور پایدار به نقطه گرفتن مشخص در انتهای آن حرکت می‌کنند.
5. ​گرفتن و توده‌بندی توسط ربات:​​ ربات صنعتی موقعیت کیسه را شناسایی می‌کند، عمل گرفتن را اجرا می‌کند، آن را انتقال می‌دهد و به طور دقیق آن را در محل توده‌بندی یا وسیله نقلیه تعیین شده قرار می‌دهد.
6. ​عملکرد مداوم:​​ کل فرآیند به طور مداوم و خودکار در یک چرخه ادامه می‌یابد تا کار تمام شود.

​V. مزایای اصلی راه‌حل​

• ​اتوماسیون از ابتدا تا انتها، کاهش هزینه و افزایش کارایی:​​ اتمام خودکاری کامل از "ورود - مرتب‌سازی - انتقال - پالت‌بندی"، کاهش قابل توجه ورودی دستی، کاهش مستقیم هزینه‌های نیروی انسانی و مدیریت، در حالی که چرخه‌های تولید پایدار را تضمین می‌کند و به طور قابل توجهی کارایی تولید را افزایش می‌دهد.
• ​کنترل دقیق فرآیند، کیفیت قابل اعتماد:​​ طراحی‌های تخصصی برگرداندن، تخت کردن و توقف آرام تضمین می‌کند که وضعیت کیسه‌ها یکنواخت، توزیع مواد یکنواخت و موقعیت‌یابی دقیق باشد، که به طور بنیادی مشکلات گرفتن و توده‌بندی ناپایدار را حل می‌کند و بهبود کیفیت انتقال را ارائه می‌دهد.
• ​بهبود انقلابی ایمنی:​​ کاملاً خطر کار کردن کارگران نزدیک به مولفه‌های انتقال مکانیکی را حذف می‌کند و محافظت اساسی برای ایمنی شخصی ارائه می‌دهد.
• ​.flexibility بالا، کنترل هوشمند:​​ هر ماژول با موتورهای فرکانس-تغییر مستقل مجهز شده است. با ترکیب با یک سیستم کنترل هوشمند هماهنگ با ربات، پارامترهای عملکرد سیستم به راحتی قابل تنظیم هستند تا به نیازهای مختلف مشخصات کیسه یا نظم تولید تطبیق داده شوند و قابلیت انعطاف‌پذیری قوی ارائه می‌دهند.