سیستم پالت‌بندی کاملاً خودکار کیسه: راه‌حل رباتیک یکپارچه

I. مروری بر راه‌حل​

این راه‌حل هدف دارد که یک سیستم انتقال با کارایی بالا و کاملاً خودکار برای بسته‌های پاکت‌بندی شده فراهم کند. عملیات دستی سنتی یا روش‌های نیمه‌خودکار رباتیک با مشکلاتی مانند کارایی پایین، نیاز به نیروی کار زیاد، خطرات ایمنی متعدد و هزینه‌های مدیریت بالا مواجه هستند. با یکپارچه‌سازی خطوط نقاله نوآورانه و فناوری ربات هوشمند، این راه‌حل یک سیستم به صورت همبسته شامل مراحل "برگرداندن بسته - تخت کردن - کاهش سرعت و توقف - صف‌بندی برای پالت‌بندی - گرفتن توسط ربات" طراحی شده است. در نهایت، این راه‌حل انتقال کاملاً خودکار و هوشمند بسته‌های پاکت‌بندی شده از محل بسته‌بندی تا نقطه تجمع مشخص را به دست می‌آورد و به طور قابل توجهی کارایی تولید و ایمنی را افزایش می‌دهد.

​II. زمینه فنی و اهداف طراحی​

1. ​زمینه فنی و مشکلات موجود​

در حال حاضر، فرآیند انتقال بسته‌های پاکت‌بندی شده در بسیاری از کارخانه‌ها هنوز به شدت به نیروی کار دستی یا تجهیزات نیمه‌خودکار با نقص‌های ذاتی متکی است. فرآیند سنتی معمولاً نیاز دارد که کارگران بسته‌های بسته‌بندی شده را روی نقاله بگذارند و سپس کارگران یا ربات‌ها آن‌ها را در مقصد تخلیه و تجمع می‌کنند. این رویکرد دارای معایب اساسی زیر است:

• ​سطح خودکاری پایین:​​ مراحل کلیدی هنوز نیاز به مداخله دستی دارند که جلوی خودکاری کامل را می‌گیرد.
• ​عدم یکپارچگی موقعیت و وضعیت:​​ بسته‌ها با زاویه‌های تصادفی روی نقاله قرار می‌گیرند و عرضه‌ای برای انحراف دارند که گرفتن دقیق توسط ربات‌های بعدی را سخت می‌کند و منجر به تجمع نامرتب می‌شود.
• ​نامتجانسی شکل محصول:​​ توزیع نامساوی مواد داخل بسته‌های پر شده باعث می‌شود که تجمع مستقیم آن‌ها آسان‌تر به ریزش گردد. برای اطمینان از ثبات، معمولاً نیاز به تنظیم دستی در ایستگاه‌های کلیدی است که هزینه نیروی کار و دشواری مدیریت را افزایش می‌دهد.
• ​خطرات ایمنی و کارایی:​​ کار دستی نزدیک نقاله‌ها و بازوی رباتیک خطرات ایمنی را ایجاد می‌کند. علاوه بر این، دوره‌های تولید نامنظم هستند که افزایش کارایی کلی را سخت می‌کند.
1. ​اهداف طراحی​

برای حل نقاط دردآور 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:​​ اطمینان از رسیدن بسته‌ها به نقطه گرفتن با وضعیت و موقعیت یکپارچه و ثابت، بنیان عملیات دقیق ربات را می‌گذارد.
• ​افزایش کارایی و ایمنی:​​ به طور قابل توجهی افزایش کارایی انتقال از طریق فرآیندهای بهینه شده و کنترل هماهنگ، و کاملاً خارج کردن کارکنان از محیط‌های کار خطرناک.
• ​کاهش هزینه‌های کلی:​​ کاهش شدید نیاز به نیروی کار، که منجر به کاهش هزینه‌های مستقیم نیروی کار و هزینه‌های مدیریت بعدی می‌شود.

​III. ساختار سیستم و مؤلفه‌های کلیدی​

سیستم از طراحی ماژولار استفاده می‌کند و مؤلفه‌ها به ترتیب به یکدیگر متصل می‌شوند تا یک چرخه کاری کامل تشکیل دهند.

• ​طرح کلی:​​ سیستم به ترتیب شامل ​نقاله برگرداندن بسته, ​نقاله تخت کردن, ​نقاله کاهش سرعت و توقف و ​نقاله صف‌بندی برای پالت‌بندی است. یک ربات صنعتی (بازوی رباتیک) با عملکرد بالا در انتهای نقاله صف‌بندی برای پالت‌بندی تنظیم شده است. مسیر فرآیند به شرح زیر است: نقاله برگرداندن بسته → نقاله تخت کردن → نقاله کاهش سرعت و توقف → نقاله صف‌بندی برای پالت‌بندی → گرفتن و تجمع توسط ربات.
• ​جزئیات مؤلفه‌ها:​​
1. ​نقاله برگرداندن بسته​
• ​عملکرد:​​ بسته‌های قائم را از مکانیسم بسته‌بندی/بسته‌بندی دریافت می‌کند و تغییر وضعیت آن‌ها را از "قائم" به "دراز کشیده" انجام می‌دهد.
• ​مؤلفه‌های کلیدی:​​
• ​باریکه قابل تنظیم:​​ بالای نقاله نصب شده و به زاویه مطلوب ۶۰ درجه نسبت به سطح نوار تنظیم شده است. ارتفاع قابل تنظیم است و برای تماس و هدایت بسته‌ها برای برگرداندن استفاده می‌شود.
• ​صفحه حمایت:​​ در کنار نقاله قرار دارد و با باریکه همکاری می‌کند تا بسته‌های برگردانده شده را دریافت کند.
• ​گردونه‌های هدایت:​​ در عقب باریکه قرار دارند و به تنظیم جهت بسته‌ها کمک می‌کنند تا ورود به مرحله بعدی را هموار کنند.
2. ​نقاله تخت کردن​
• ​عملکرد:​​ بسته‌ها را می‌چرخاند تا محتوای داخلی آن‌ها را مجدداً توزیع کند و آن‌ها را تخت و یکنواخت کند تا آماده تجمع ثابت شوند.
• ​مؤلفه‌ها و ویژگی‌های کلیدی:​​
• ​گردونه‌های انتقال مربعی:​​ طراحی منحصر به فرد باعث می‌شود که بسته‌ها در طول انتقال چرخان شوند و توزیع محتوا را یکنواخت کرده و لغزش را کاهش دهد.
• ​لبه‌های هدایت قابل تنظیم:​​ لبه‌های قابل تنظیم ارتفاع در دو طرف نقاله که به طور موثری جلوی انحراف بسته‌ها را می‌گیرند.
• ​عملکرد با سرعت پایین:​​ با موتور فرکانس-متغیر مستقل کنترل می‌شود و سرعت آن به طور قابل توجهی کمتر از نقاله برگرداندن است تا زمان کافی برای تخت کردن فراهم شود.
3. ​نقاله کاهش سرعت و توقف​
• ​عملکرد:​​ بافر و کاهش سرعت انتقال بسته‌ها، استقرار چرخه انتقال را ثابت می‌کند و حالت منتظره ثابتی برای گرفتن توسط ربات ایجاد می‌کند.
• ​مؤلفه‌های کلیدی:​​ نیز با لبه‌های هدایت قابل تنظیم در دو طرف برای جلوگیری از انحراف مجهز شده است.
4. ​نقاله صف‌بندی برای پالت‌بندی​
• ​عملکرد:​​ به عنوان "میز تغذیه" ربات عمل می‌کند و بسته‌های پیش‌پردازش شده را به صورت دقیق به ایستگاه گرفتن منتقل می‌کند.
• ​مؤلفه‌های کلیدی:​​ با لبه‌های هدایت قابل تنظیم مجهز شده تا مرکز‌گیری دقیق را تضمین کند. انتهای آن به ربات صنعتی متصل است.
5. ​ربات صنعتی (بازوی رباتیک)​​
• ​عملکرد:​​ در انتهای نقاله صف‌بندی قرار گرفته است. از یک ابزار انتهایی سفارشی (مانند جاذب‌های خلاء یا گیره‌های مکانیکی) برای گرفتن قابل اعتماد بسته‌ها و قرار دادن دقیق آن‌ها در مکان‌های تعیین شده (مانند پالت، قفسه یا وسایل نقلیه) بر اساس برنامه پیش‌تنظیم شده استفاده می‌کند.
6. ​سیستم محرک و کنترل​
• ​محرک‌های مستقل:​​ هر نقاله با یک موتور فرکانس-متغیر 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 انتظار ایجاد شود.

​IV. جریان کاری سیستم​

1. ​بارگیری خودکار و برگرداندن بسته:​​ بسته‌های بسته‌بندی شده قائم وارد نقاله برگرداندن بسته می‌شوند. در حال حرکت به جلو، با باریکه قابل تنظیم تماس می‌گیرند و به طور طبیعی بر روی صفحه حمایت جانبی می‌لغزند و به وضعیت دراز کشیده تغییر وضعیت می‌دهند.
2. ​تخت کردن محتوا:​​ بسته‌ها وارد نقاله تخت کردن می‌شوند. تحت عملکرد با سرعت پایین و چرخاندن گردونه‌های مربعی، محتوای داخلی آن‌ها مجدداً توزیع می‌شود و تخت و یکنواخت می‌شود.
3. ​بوفر سرعت و موقعیت‌یابی:​​ بسته‌ها وارد نقاله کاهش سرعت و توقف می‌شوند که سرعت آن‌ها بیشتر کاهش می‌یابد و توقف صاف و موقعیت‌یابی دقیق را فراهم می‌کند.
4. ​در موقعیت، منتظر گرفتن:​​ بسته‌ها وارد نقاله صف‌بندی برای پالت‌بندی می‌شوند و به طور متعادل به نقطه گرفتن تعیین شده در انتهای آن حرکت می‌کنند.
5. ​گرفتن و تجمع توسط ربات:​​ ربات صنعتی موقعیت بسته را شناسایی می‌کند، عمل گرفتن را اجرا می‌کند، آن را انتقال می‌دهد و به طور دقیق آن را در موقعیت تجمع پیش‌تنظیم یا وسیله نقلیه قرار می‌دهد.
6. ​عملکرد چرخه‌ای:​​ کل فرآیند به طور مداوم و خودکار در یک چرخه ادامه می‌یابد تا اتمام کار.

​V. مزایای اصلی راه‌حل​

• ​خودکاری از ابتدا تا انتها، کاهش هزینه و افزایش کارایی:​​ خودکاری کامل را از "ورود - تنظیم - انتقال - پالت‌بندی" فراهم می‌کند، که به طور قابل توجهی نیاز به مداخله دستی را کاهش می‌دهد، هزینه‌های نیروی کار و مدیریت را به طور مستقیم کاهش می‌دهد، در حالی که چرخه‌های تولید را ثابت نگه می‌دارد و کارایی تولید را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد.
• ​کنترل دقیق فرآیند، کیفیت قابل اعتماد:​​ طراحی‌های تخصصی برگرداندن، تخت کردن و کاهش سرعت و توقف، موقعیت یکپارچه بسته‌ها، توزیع یکنواخت محتوا و موقعیت‌یابی دقیق را تضمین می‌کنند که اساساً مشکلات گرفتن و تجمع ناپایدار را حل می‌کند و کیفیت انتقال را بهبود می‌بخشد.
• ​بهبود انقلابی ایمنی:​​ به طور کامل خطر کار کردن کارکنان نزدیک اجزای انتقال مکانیکی را حذف می‌کند و محافظت اساسی برای ایمنی شخصی فراهم می‌کند.
• ​انعطاف‌پذیری بالا، کنترل هوشمند:​​ هر ماژول با موتور فرکانس-متغیر مستقل مجهز شده است. با ترکیب یک سیستم کنترل هوشمند هماهنگ با ربات، پارامترهای عملکرد سیستم به راحتی قابل تنظیم هستند تا به نیازهای مختلف مشخصات بسته یا ریتم تولید سازگار شوند و انعطاف‌پذیری قوی ارائه دهند.