Полностью автоматизированная система паллетирования мешков: интегрированное роботизированное решение

I. Обзор решения

Это решение направлено на предоставление высокоэффективной, полностью автоматизированной системы транспортировки упакованных в мешки товаров. Традиционные ручные операции или полуавтоматические роботизированные методы страдают от проблем, таких как низкая эффективность, высокие трудозатраты, множество опасностей и высокие затраты на управление. Интегрируя инновационные конвейерные линии и технологии интеллектуальных роботов, это решение разрабатывает бесшовно соединенную систему, состоящую из этапов "Опрокидывание мешков - Выравнивание - Замедление и остановка - Очередь для паллетирования - Захват роботом". В конечном итоге достигается полностью автоматизированная и интеллектуальная транспортировка упакованных в мешки товаров от выхода упаковочного устройства до назначенного места складирования, что значительно повышает производительность и безопасность.

II. Технический фон и цели проектирования

1. Технический фон и существующие проблемы

В настоящее время процесс транспортировки упакованных в мешки товаров во многих фабриках по-прежнему сильно зависит от ручного труда или полуавтоматического оборудования с присущими недостатками. Традиционный процесс обычно требует, чтобы рабочие переносили запечатанные мешки на конвейер, а затем рабочие или роботы выгружали и складировали их в точке назначения. Этот подход имеет следующие основные недостатки:

• Низкая степень автоматизации: Ключевые этапы все еще требуют ручного вмешательства, что препятствует полной автоматизации всего процесса.
• Отсутствие единого позиционирования и ориентации: Мешки размещаются на конвейере под произвольными углами, что делает их склонными к отклонению, затрудняя точное захватывание последующими роботами и приводя к беспорядочному складированию.
• Неравномерная форма изделий: Неравномерное распределение материала внутри заполненных мешков делает прямое складирование склонным к обрушению. Для обеспечения устойчивости часто требуется ручное расположение на ключевых станциях, что увеличивает трудовые затраты и сложность управления.
• Риски безопасности и эффективности: Ручная работа вблизи конвейеров и роботизированных рук представляет собой риски безопасности. Кроме того, временные циклы производства нестабильны, что затрудняет повышение общей эффективности.
1. Цели проектирования

Для решения вышеуказанных проблем цели проектирования данного решения следующие:

• Высокая степень автоматизации: Создать рационально структурированную, полностью автоматизированную систему транспортировки, не требующую прямого ручного вмешательства.
• Точное позиционирование и контроль ориентации: Обеспечить, чтобы мешки прибывали в точку захвата с однородной, стабильной ориентацией и положением, создавая основу для точных операций роботов.
• Повышение эффективности и безопасности: Значительно повысить эффективность транспортировки через оптимизированные процессы и координированное управление, полностью удалив персонал из опасных рабочих сред.
• Снижение комплексных затрат: Существенно снизить трудовые затраты, снижая прямые трудовые затраты и последующие затраты на управление.

III. Структура системы и ключевые компоненты

Система использует модульный дизайн, с компонентами, соединенными последовательно, образуя полный замкнутый рабочий процесс.

• Общая планировка: Система последовательно состоит из Конвейера для опрокидывания мешков, Конвейера для выравнивания, Конвейера для замедления и остановки и Конвейера для очереди на паллетирование. На конце конвейера для очереди на паллетирование установлен высокопроизводительный промышленный робот (роботизированная рука). Путь процесса: Конвейер для опрокидывания мешков → Конвейер для выравнивания → Конвейер для замедления и остановки → Конвейер для очереди на паллетирование → Захват и складирование роботом.
• Подробности компонентов:
1. Конвейер для опрокидывания мешков
• Функция: Принимает вертикально уложенные мешки от упаковочного/запечатывающего механизма и выполняет изменение их ориентации с "вертикальной" на "горизонтальную".
• Ключевые компоненты:
• Регулируемый барьер: Установлен над конвейером, установлен под предпочтительным углом 60° к поверхности ленты, регулируемой по высоте, используется для контакта и направления мешков для опрокидывания.
• Поддерживающая плита: Расположена сбоку, работает вместе с барьером, принимая опрокинутые мешки.
• Направляющие ролики: Расположены позади барьера, помогают корректировать направление мешков, обеспечивая плавный вход в следующий этап.
2. Конвейер для выравнивания
• Функция: Перекатывает мешки, перераспределяя внутренний материал, делая его равномерным, предотвращая местные выпуклости и готовя их для стабильного складирования.
• Ключевые компоненты и особенности:
• Квадратные передаточные ролики: Уникальный дизайн вызывает перекатывание мешков при транспортировке, способствуя равномерному распределению материала и снижению проскальзывания.
• Регулируемые направляющие кромки: Регулируемые по высоте кромки с обеих сторон конвейера эффективно предотвращают отклонение мешков.
• Медленная работа: Управляется независимым частотным преобразователем, его скорость значительно ниже, чем у конвейера для опрокидывания, обеспечивая достаточное время для выравнивания.
3. Конвейер для замедления и остановки
• Функция: Буферизация и снижение скорости транспортировки мешков, стабилизация цикла транспортировки и создание стабильного состояния ожидания для захвата роботом.
• Ключевые компоненты: Также оснащен регулируемыми направляющими кромками с обеих сторон для предотвращения отклонения.
4. Конвейер для очереди на паллетирование
• Функция: Служит "столом подачи" для робота, точно транспортируя предварительно обработанные мешки к станции захвата.
• Ключевые компоненты: Оснащен регулируемыми направляющими кромками для обеспечения точного центрирования. Его конец соединен с промышленным роботом.
5. Промышленный робот (роботизированная рука)
• Функция: Расположен на конце конвейера для очереди. Использует пользовательский концевой эффектор (например, вакуумные присоски или механические захваты) для надежного захвата мешков и точного размещения их в назначенных местах (например, на паллетах, стеллажах или транспортных средствах) в соответствии с предварительно заданной программой.
6. Приводная и управляющая система
• Независимые приводы: Каждый конвейер оснащен независимым частотным преобразователем, обеспечивающим точное управление скоростью.
• Скоординированное управление: Центральная управляющая система регулирует частоту каждого двигателя, устанавливая и согласуя скорости каждого участка конвейера и робота, обеспечивая плавную, скоординированную работу без заторов или ожидания.

IV. Рабочий процесс системы

1. Автоматическая загрузка и опрокидывание мешков: Запечатанные вертикальные мешки входят на конвейер для опрокидывания. При движении вперед они контактируют с регулируемым барьером и естественно опрокидываются на боковую поддерживающую плиту, переходя в горизонтальное положение.
2. Выравнивание материала: Мешки входят на конвейер для выравнивания. Под действием медленной работы и вращения квадратных роликов внутренний материал перераспределяется, становясь плоским и равномерным.
3. Буферизация скорости и позиционирование: Мешки входят на конвейер для замедления и остановки, где их скорость дополнительно снижается, достигая плавного замедления и точного позиционирования.
4. На месте, ожидание захвата: Мешки входят на конвейер для очереди на паллетирование и стабильно перемещаются к назначенной точке захвата на его конце.
5. Захват и складирование роботом: Промышленный робот определяет положение мешка, выполняет действие захвата, перемещает его и точно размещает на заранее заданное место складирования или транспортное средство.
6. Циклическая работа: Весь процесс работает непрерывно и автоматически в цикле до завершения задачи.

V. Основные преимущества решения

• Полная автоматизация, снижение затрат и повышение эффективности: Достигается полная автоматизация всего процесса от "подачи - упорядочивания - транспортировки - паллетирования", значительно снижая ручной вклад, напрямую уменьшая трудовые и управленческие затраты, при этом обеспечивая стабильные производственные циклы и существенно повышая производительность.
• Точное управление процессом, надежное качество: Специализированные дизайны для опрокидывания, выравнивания и замедления обеспечивают однородную ориентацию мешков, равномерное распределение материала и точное позиционирование, фундаментально решая проблемы захвата и нестабильного складирования, тем самым улучшая качество транспортировки.
• Революционное улучшение безопасности: Полностью исключает риск работы персонала вблизи механических передаточных компонентов, предоставляя фундаментальную защиту личной безопасности.
• Высокая гибкость, интеллектуальное управление: Каждый модуль приводится в действие независимыми частотными преобразователями. В сочетании с интеллектуальной управляющей системой, синхронизированной с роботом, параметры работы системы можно легко настроить, чтобы адаптироваться к различным спецификациям мешков или требованиям производственного ритма, предлагая высокую гибкость.