По-достъпно и гъвкаво роботизирано палетизиране за малките и средни фирми

Трите най-големите пречки пред използването на повече индустриални роботи в малките и средни производствени фирми са високата първоначална инвестиция, по-малката гъвкавост спрямо човешкия труд и липсата на хора с умения да програмират роботи. През изминалата 2022 година завършихме три проекта за роботизирано палетизиране, с които намерихме креативни и достъпни решения на тези проблеми. 

Палетизирането в малките и средни предприятия има нужда от комбинация от гъвкавост и добра цена

Почти всяка една производствена фирма в края на производствения процес трябва да подготви пакетираните продукти за транспорт като ги нареди на палет. Палетизират се най-различни продукти, но най-често срещаните опаковки са торби, кутии, стекове, кофи и бутилки. Този процес не добавя стойност върху крайния продукт, но може да се окаже тясно място за производството, защото обемите обикновено са големи, а работата е скучна и тежка. Фирмите все по-трудно намират служители за тази дейност.

Добрата новина е, че скучните, повтарящи се и тежки задачи като палетизирането са много подходящи за роботизиране. Предизвикателството в този тип проекти е да се постигне едновременно много добра цена, което предполага и добра възвращаемост, с възможност за гъвкаво и лесно управление и пренастройка на робота. Проблемът е, че обикновено добрата цена предполага просто решение. Докато гъвкавостта и лесното управление са свързани с усложняване на решението и съответно по-висока цена.

Нашето решението е комбинация от правилно оразмерени и надеждни роботи, мултифункционални Siviko хващачи и лесен за употреба софтуер за палетизиране, чрез който клиентите ни могат да управляват робота без специализирани познания по програмиране. Това ни позволява да постигнем максимално добра възвращаемост. По този начин роботизираното палетизиране става рентабилно и достъпно дори в производства, които произвеждат малки серии от разнообразни продукти. В следващите три проекта ще разкажем подробно за този подход с конкретни примери.

Проект №1: Палетизиране на кутии с робот с 35 kg товароносимост

Задачата в този проект беше да палетизираме над 10 вида кутии с различни размери и тегло до максимум 13 kg. Освен това, част от кутиите са с дисплейни отвори и затворени с капак. Това ги прави много нестабилни и трудни за палетизиране. Водещ фактор в този проект беше липсата на пространство във фабриката и ограничения бюджет.

Първата стъпка в решаването на този проблем беше избора на индустриален робот модел FANUC M-20iD/35. Това е компактен, бърз и достъпен като цена робот, но рядко се използва за палетизиране, защото има товароносимост от само 35 kg, в които трябва да се включи и теглото на хващача. Интеграцията на по-голям и съответно по-скъп робот е по-лесна, защото той предлага по-голяма товароносимост и по-голям обхват и има повече място за грешки. За този проект FANUC M-20iD/35 е оптимален избор заради цената и размера си.

Хващачът и управлението на системата са от огромно значение за постигане на достъпно роботизирано палетизиране

За да се справим с ограниченията, наложени от товароносимостта на робота, проектирахме специален олекотен хващач Siviko PBXG. Той захваща кутиите от долу и отстрани и ги придържа от горната част. Това позволява бързото транспортиране на кутиите, въпреки тяхната нестабилност. Освен това, хващачът е проектиран по такъв начин, че да може да работи и с десетте вида кутии без да има нужда от пренастройване.

Управлението на робота е максимално опростено и бюджетно. Програмите на робота се избират от пулта за управление на робота от падащо меню. По този начин, робота може да се управлява от хора без специална квалификация. Освен това, потребителят може самостоятелно да прави дребни промени по програмата като променя даден параметър. Например, така може да промени височината на палета.

В резултат на комбинацията от трите компонента – компактен и достъпен робот, гъвкав и стабилен хващач и лесно управление, постигнахме краен резултат, който е идеално решение за по-малки фабрики. Бюджетно, но много надеждно и гъвкаво палетизиране.

Проект №2 – Автоматизирана роботизирана линия за палетизиране на торби

Във втория ни проект заменихме стар конвенционален палетизатор с напълно автоматизирана роботизирана линия за палетизиране. По-добра възвращаемост на проекта постигнахме като програмирахме и оборудвахме робота да прави три различни задачи – палетизиране, вземане и поставяне на празен палет и поставяне на найлонова подложка.

Автоматизираната система се грижи за целия процес след опаковането. Тя подготвя за палетизиране няколко десетки вида вентилни торби с максимално тегло от 25 kg, палетизира ги, взема и поставя празни палети и найлонова подложка. Освен това, нашият интелигентен софтуер за палетизиране Siviko Smart Pallet позволява на крайния потребител сам да създава конфигурации за палетизиране без никакви умения за програмиране.

В този проект използвахме индустриален робот FANUC M-710iC/70, който разполага с 6 оси, 70 kg полезен товар и 2050 mm обхват. За добра интеграция на робота, инфраструктурата около него, която се грижи за потока на материали и продукти, е от ключово значение. За този проект проектирахме и произведохме транспортните линии, буферите и допълнителния хардуер, обслужващ продуктовия поток. Има механизми и транспортни линии, които поемат пълната торба от машината за пълнене, притискат я, за да я направят по-правоъгълна, и я транспортират до мястото за палетизиране.

Палетите се поставят на ролков транспортьор с три секции – една, на която се палетизира, една буферна позиция и една позиция, от която пълните палети се вземат и транспортират до склада. Освен това има буфер за празни палети и сензори, които засичат кога чрез мотокар се зареждат нови палети и ограничават движението на робота в тази зона, за да се избегне сблъсък. Има и предпазна ограда с ключалки и сензори, които осигуряват безопасността на работа.

Многофункционалния хващач Siviko PBG-4 има ключова роля

Ключова част от този проект беше създаването на многофункционалния хващач Siviko PBG-4. Той има три интегрирани функции:

• палетизиране на торби с висока скорост и инерция,
• вземане и поставяне на празни палети;
• вземане и поставяне на найлонови листове върху празния палет.

Този интелигентен хващач ни позволи да автоматизираме целия процес, като използваме възможностите на индустриалния робот, вместо да инсталираме допълнителен хардуер и манипулатори. Този подход е по-рентабилен и изисква по-малко поддръжка, стига да е добре съобразен с търсения работен цикъл.

Хващачът Siviko PBG-4 има интегрирани сензори, които правят системата бърза и интелигентна. Например, когато взема празен палет, роботът знае точно къде се намира следващият палет. Тогава роботът може да се движи бързо, без да рискува сблъсък. Освен това роботът знае дали е успял да захване пластмасовата подложка и ако не е успял, автоматично опитва отново.

Софтуерното приложение Siviko Smart Pallet позволява на потребителя сам да управлява палетизирането

Робота се управлява чрез Siviko Smart Pallet – нашето интелигентно софтуерно приложение за палетизиране. То позволява на крайния потребител да създава конфигурации за палетизиране без умения за програмиране. Той трябва да въведе само данни за конкретната конфигурация:

• Размер, тегло и ориентация на обекта (торби, кашони и др.);
• Размери на палета;
• Подредба на обектите на четни и нечетни редове;
• Брой на обектите на ред и брой редове.

Въз основа на въведената информация софтуерът автоматично променя движенията на робота. В допълнение, той проверява въведената информация и не позволява конфигурации, които са физически невъзможни или опасни. По този начин потребителите могат лесно и безопасно да създават или редактират сами програми за палетизиране, независимо от системния интегратор. С този софтуер роботизираното палетизиране става много по-гъвкаво и по-лесно за използване от крайния потребител.

Отново правилната комбинацията от добре подбран робот, мултифункционалност и гъвкавост при употреба ни позволи да дадем максимална стойност в определения бюджет.

Проект №3 – Индустриален робот обслужва едновременно две производствени линии

В третия ни палетизиращ проект заменихме съществуващ робот с нов палетизиращ робот FANUC M-410iC/110. Този робот е сред най-бързите четириосни палетизиращи роботи в света. Спряхме се на него, защото неговият 2 400 mm обсег и товароносимост от 110 kg ни позволиха да увеличим нивото на автоматизираност на производството. Подобно на предишния проект, робота започна да върши две допълнителни задачи – да взема и поставя празен палет и да поставя найлонова подложка. Голямата разлика между двата проекта е, че при този проект робота обслужва едновременно две производствени линии. M-410iC/110 е голям робот, но тъй като обслужва две производствени линии, решението като цяло е компактно и с добра възвращаемост.

Заключение
Вярваме, че роботизацията тепърва навлиза в България и истинското предизвикателство е тя да бъде достъпна дори за малките и средни производствени фирми, в които има по-ограничени бюджети и пространство. Успешните и добри проекти са тези, при които сме предоставили максимално добавена стойност на клиента в рамките на бюджета му. Изборът на правилно оразмерен робот, използването на мултифункционален хващач, който няма нужда от пренастройка и лесното управление на програмите на робота, без специални умения, са в основата на този успех.

Статията е публикувана в Годшиния доклад на PARAi за Българските успехи в роботиката и автоматизацията през 2022