Производствен проблем за палетизиращ робот

Наскоро завършихме интересен проект, който започна като стандартен робот за палетизиране, но завърши като нещо много по-сложно, с много повече добавена стойност и много по-интересен от инженерна гледна точка.

Клиентът разполага с модерна производствена инсталация за висококачествена боя за пътна маркировка. Тя представлява прахообразно вещество, което се опакова в 20 кг торби. Опаковката и палетизирането на торбите се превръщаха в сериозно пречка в производствения процес. Причината беше, че всичко се вършеше ръчно.

Служител трябваше да вземе празна торба и да я държи под отвора, през който се изсипва боята за пътна маркировка. Трябваше да държи торбата изправено докато се пълнеше. Но тъй като отворът за пълнене е разположен сравнително ниско, служителя трябваше през цялото време да е леко наведен. Ергономично това е много лоша позиция. След като торбата се напълни, операторът трябваше да я вдигне и да я запечата с термостопяваща лепяща машина. Накрая следваше ръчното палетизиране на торбата. Този процес се повтаряше няколкостотин пъти на ден.

Работата беше физически изтощаваща. За това не беше изненада, че фабриката се затрудняваше да намери и задържи служители на тази длъжност. Затова клиентът ни търсеше решение с индустриален робот.

Стандартният подход за роботизирано палетизиране

Стандартният подход при проектирането на роботизирано решение за такъв производствен процес е създаването на серия от механизми, които се грижат за всяка стъпка в процеса:

• вземат се празни торби,
• отварят се,
• поставят се под отвора за пълнене,
• контролира се дозирането, с връзка към производствената машина
• затварят се и се залепят торбите,
• торбите се палетизират.

Обикновено в такива системи се използва индустриален робот само за палетизирането. Всичко останало се извършва с допълнителен хардуер – манипулатори, транспортни системи, конвейери и т.н. Това е скъпо за изграждане, скъпо и трудно за поддръжка в дългосрочен план и се нуждае от значително пространство. Предимството на такава система е, че тя може да постигне по-бърз цикъл на работа. Освен това роботизираното решение в такава система е по-просто и по-лесно.

Другият по-прост вариант би бил да се използва робот отново само за палетизирането, а операторът да прави останалото. При такъв подход капиталовите разходи са по-ниски, но това не предлага толкова добра възвръщаемост на инвестицията, тъй като операторът е също толкова зает, колкото преди и не може да изпълнява други задачи. Това решение спестява изморителното палетизиране, но отново трябва да заема неергономични позиции на тялото по време на пълнене на торбата. Освен това, този подход също изисква повече пространство, тъй като операторът трябва да e на безопасно разстояние от робота.

Нашият индустриален робот за опаковане и палетизиране

Нито едно от стандартните решения не беше подходящо, тъй като те са или много скъпи и изискват много място, или имат лоша възвръщаемост на инвестицията. Започнахме да се питаме – има ли по-добър начин? Възможно ли е да направим всички тези стъпки в процеса с избрания от нас индустриален робот? В края на краищата FANUC M-710iC / 70 е много мощна машина. Той има обхват от 2050 mm, много добра гъвкавост поради своите 6 оси , може да вдигне до 70 kg, бърз е и много прецизен, с повторяемост ± 0,04 mm.

Друг голям фактор беше, че цикъла на работа на производството нагоре по веригата е 25 kg/min. Това означава, че имаме достатъчно време да изпълним всички тези 6 задачи само с един робот и с минимални допълнителни механизми. Това би било най-доброто решение. То е по-евтино от сложна линия за опаковане и палетизиране, много компактно, лесно за поддръжка и с възможност да работи напълно автономно. По този начин операторът ще бъде свободен да изпълнява други задачи с по-голяма добавена стойност. Освен това, когато се налага да се пълнят биг бег (big bag), роботът просто ще се премести настрани, за да не пречи на процеса.

Осмели се да иновираш

Най-голямото предизвикателство за нашия екип в Сивико при този проект беше да създадем сложен хващач, който може да изпълнява всички задачи. Той трябваше да може да взема празни найлонови торби, да ги отваря, да ги държи докато се пълнят, като в същото време проверява теглото им и контролира дозирането, да ги затвори и залепи и накрая да ги палетизира.

Създаването на иновации е болезнен процес защото крие много рискове. Но той е от съществено значение, за да се постигнат много по-добри резултати от колкото стандартните решения могат да постигнат. И така, след стотици часове прекарани в проектиране, и множество опити и грешки, ние създадохме напълно оригинален дизайн на хващач и цялостно роботизирано решение, което не сме виждали на друго място.

В производството е още по-важно да се постигне високо ниво на надеждност. С нашето роботизирано решение постигнахме точно това. За операторите беше много лесно да разберат какъв е работният процес и те знаеха как да го контролират. Поради това, те спокойно можеха да се съсредоточат върху по-интересната работа и да оставят робота да върши скучната и трудната физическа работа.

Клиентът ни също беше много доволен, тъй като той реши голям производствен проблем. Сега разполагаше с автоматизирано опаковане и палетизиране. Освен това, нашия новаторски поход е по-евтин от стандартните решения. Също така е по-лесен за поддържа, тъй като има по-малко механизми, които могат да се развалят. Решението ни е по-компактно и е идеално пригодено за производствен процес, който произвежда както 20-килограмови торби, така и биг бегове.

Галерия със снимки на палетизиращ робот

Видео на палетизиращ робот