Mikä on Cobot Palletiser? Lopullinen opas yhteistyöhön robottipinoamiseen

Suurten{0}}volyymien loppupään valmistuksessa, logistiikassa ja materiaalinkäsittelyssä pakkaussolun-pääty-on perinteisesti ollut merkittävä toiminnan pullonkaula. Toissijaisina pakkausjärjestelminä-kutenautomaattinen aaltopahvilaatikkokone-lisätä tuotantokapasiteettiaan, käsityö ei voi enää turvallisesti tai tehokkaasti pysyä viimeisen tuotannon, lavausvaiheen, tahdissa.

Teollisuusinsinöörit luottivat vuosikymmeniä kahteen ensisijaiseen menetelmään hallitakseen tätä vaihetta: manuaalista pinoamista tai kiinteitä, raskaita teollisuusrobottisoluja. Kolmas luokka on kuitenkin muuttanut perusteellisesti nykyaikaisten tehtaiden pohjaratkaisua ja investointirakennetta:cobot-lavaaja.

Tämä tekninen opas tarjoaa objektiivisen,{0}}teknisesti keskittyneen analyysin yhteistoiminnallisesta lavaustekniikasta. Se tutkii näiden järjestelmien mekaanista arkkitehtuuria, arvioi käytetyt erityiset kinemaattiset konfiguraatiot, vertaa niitä perinteiseen teollisuusautomaatioon ja tarjoaa selkeän käyttöönottosuunnitelman laitosjohtajille, jotka haluavat optimoida loppu-työnkulkunsa{3}}.

A cobot-lavaaja(Yhteiskäyttöinen robottilavauslaite) on automatisoitu järjestelmä, joka käyttää yhteiskäyttöistä nivellettyä robottivartta valmiiden tuotteiden,-kuten aaltopahvilaatikoiden, muovilaatikoiden tai raskaiden pussien-pinoamiseen, kuljetuslavalle.

Toisin kuin tavalliset teollisuusrobotit, joiden on toimittava fyysisen turva-aidan takana vaarallisten ihmiskontaktien estämiseksi, kobotit on suunniteltu integroiduilla voimaa ja vääntömomenttia rajoittavilla antureilla, tehon{0}}rajoittajilla ja pyöristetyillä mekaanisilla liitoksilla. Tämän laitteisto- ja ohjelmistomatriisin avulla he voivat työskennellä turvallisesti ihmisten kanssa jaetussa työtilassa tiukan riskinarvioinnin alaisena.

Yhteistyökuormaussolun anatomia

Tuotanto-valmis yhteiskäyttöinen pinoamisjärjestelmä ei ole vain yksittäinen robottikäsi. se on integroitu koneisto, joka sisältää neljä kriittistä suunnittelualijärjestelmää:

1. Kinemaattinen manipulaattori:Tyypillisesti 6-akselinen tai suuren hyötykuorman 4-akselinenkäsirobottisuunniteltu sisäisillä nivelen{0}}vääntömomentin seurantaantureilla ja alhaisen{1}}inertian servomoottoreilla.
2. Käsivarsityökalujen-loppu-(EoAT):Tyhjiötarrain, mekaaninen puristin tai pneumaattinen liitäntä, joka on suunniteltu nostamaan tiettyjä pakkausprofiileja vahingoittamatta tuotematriisia.
3. Pystysuora nostopylväs (7. akseli):Ohjelmoitava mekaaninen nostopilari, joka laajentaa dynaamisesti robottivarren pystysuoraa ulottuvuutta ja mahdollistaa sen pinoamisen kuormalavoille tavallisiin kuljetuskontin korkeuksiin (usein jopa 2,2 metrin korkeuteen).
4. Peruskehys ja ohjauskotelo:Jäykkä teräsrunko tai siirrettävä alusta, joka sisältää sähkökaapin, turvalogiikkapiirin, pneumaattisen jakotukin ja käyttöliittymäterminaalin.

Arvioitaessamihin robotteja käytetäänMateriaalinkäsittely pakkauslinjan lopussa, insinöörit luokittelevat järjestelmät hyötykuormakapasiteetin, ulottuvuuden, vapausasteen (DoF) ja syklin nopeuden perusteella. Yhteistyökuormalavoinnissa tietyt kinemaattiset profiilit hallitsevat markkinoita.

Nivelletyt moni{0}}akselivarret

Yleisin yhteispinoamisessa käytetty kokoonpano on moniakselinen nivel{0}}käsirobotti. Nämä manipulaattorit jäljittelevät ihmisen käsivarren kinematiikkaa ja tarjoavat poikkeuksellista avaruudellista joustavuutta.

• 6-akseliset kokoonpanot:6-akselinen kobotti tarjoaa täyden pyörimisvapauden kolmella pääakselilla (jalka, olkapää, kyynärpää) ja kolmella pienellä ranneakselilla (nousu, kallistus, kiertosuunta). Tämän suuren vapausasteen ansiosta järjestelmä voi suorittaa monimutkaisia ​​suuntasäätöjä, kuten kääntää laatikkoa 90 astetta tai 180 astetta, jotta se vastaa monimutkaista toisiinsa lukittavaa lavakuviota, tai käsitellä yläarkkeja ja tasojen jakajia kerrosten välillä.

• 4-akselin asiantuntijat:Jotkut valmistajat tarjoavat 4-akselisia yhteistyömalleja. Poistamalla kaksi ranteen pyörimisakselia nämä järjestelmät pitävät hyötykuorman rajapinnan aina täysin yhdensuuntaisena lattian kanssa. Tämä mekaaninen yksinkertaistaminen lisää rakenteellista jäykkyyttä, lisää hyötykuorman kapasiteettia ja yksinkertaistaa matemaattisia polku{4}}suunnittelualgoritmeja, joita tarvitaan tavallisissa yläkuormitettavissa sovelluksissa.

Hyötykuorma- ja kattavuusmittarit

Teollisissa olosuhteissa cobot-varren mekaaniset rajoitukset sanelevat tarkat toissijaiset pakkaustyypit, joita se voi käsitellä. Kuormalavoille kobotit jaetaan kolmeen suureen hyötykuormaluokkaan:

• Keskimääräinen hyötykuorma (10–12 kg):Soveltuu pienille verkkokaupan laatikoille, lääkepakkauksille ja kuluttajapakkauksille. Näiden järjestelmien suurin vaakasuora ulottuvuus on noin 1 300–1 400 mm, ja ne toimivat suuremmilla syklinopeuksilla.

• Raskas hyötykuorma (20–30 kg):Yleisten teollisuuspakkausten nykyinen vertailukohta. Näiden käsivarsien ulottuvuus ulottuu jopa 1 700–1 900 mm, ja ne pystyvät nostamaan raskaita kuljetuskontteja, jotka tulevat ulos automaattinen aaltopahvilaatikkokone.

• Ultra-raskas hyötykuorma (35–50 kg+):Yhteistyörobotiikan uusin tekniikan edelläkävijä, joka on suunniteltu nostamaan useita laatikoita samanaikaisesti, raskaita maatalouslaatikoita tai kemikaalisäkkejä. Nämä järjestelmät vaativat erittäin jäykkiä rakenteellisia pylväitä ja erityisiä turvallisuuskonfiguraatioita liikevektorien valtavan hitauden vuoksi.

Insinöörien on analysoitava nopeuden, tilan, turvallisuuden ja ohjelmoinnin monimutkaisuuden{0}}korvaukset, jotta he ymmärtäisivät, milloin kannattaa ottaa käyttöön yhteistyöjärjestelmä verrattuna perinteiseen teollisuusrobottisoluun.

Jalanjälki ja asettelun paradigma

Perinteiset teollisuusrobotit vaativat huomattavan turvakehän. Jos ihminen rikkoo valoverhon, kone suorittaa hätäpysäytyksen, joka voi ajan myötä aiheuttaa voimakasta mekaanista rasitusta vaihdelaatikoihin. Tämä vaatii suuren, omistetun jalanjäljen tehtaalla.

A cobot-lavaajaeliminoi suurten turvahäkkien tarpeen. Koska järjestelmä voi hidastaa tai pysähtyä fyysisen kosketuksen yhteydessä (tai kun integroitu alueskanneri havaitsee lähestyvän ihmisen), se voidaan sijoittaa suoraan olemassa olevien kuljetinlinjojen viereen. Tämä pieni jalanjälki on kriittinen vanhoille tehtaille, joissa lattiapinta-ala on rajallinen ja joissa ei voi majoittaa laajaa vartiointiinfrastruktuuria.

Pinoamisnopeus- ja voimarajoitukset

On kriittinen tekninen todellisuus, että kobotit eivät pysty vastaamaan häkkiteollisten robottien raakanopeutta. ISO/TS 15066 -ohjeiden mukaan yhteistoiminnallisen robotin, joka toimii jaetussa tilassa ihmisten kanssa, on rajoitettava maksiminopeutta ja liike-energian tuottoa.

Jos robottikäsi liikkuu liian nopeasti, tahattoman törmäyksen voima voi ylittää hyväksyttävät biomekaaniset kynnykset. Siksi vaikka perinteinen teollisuusrobotti pystyy pinoamaan 40 laatikkoa minuutissa, yhteistyöjärjestelmä toimii tyypillisesti6-12 poiminta minuutissariippuen laatikon painosta ja matkan pituudesta.

Mekaaninen rajapintakäsirobottija pakkausmateriaali on End of-Arm Tooling (EoAT). Yhteistyökuormalavoinnissa oikean tarttujan morfologian valinta on elintärkeää jatkuvan toiminnan takaamiseksi ja hyötykuorman marginaalien ylläpitämiseksi. Koska kobottien suurin hyötykuormakapasiteetti on jäykkä, tarttujan omapaino vähentää suoraan tuotteen enimmäispainosta, jonka järjestelmä voi nostaa.

Tyhjiöpitimet

Tyhjiö{0}}pohjaiset järjestelmät ovat yleisin EoAT-kokoonpano pahvipakkausten käsittelyssä. Insinöörit luokittelevat tyhjiöjärjestelmät kahteen pääluokkaan:

• Sieniryhmän tarttujat:Nämä työkalut käyttävät teknistä vaahtoa tai pehmeitä sienikerroksia yhdistettynä monivaiheisiin tyhjiögeneraattoreihin. Jos anautomaattinen aaltopahvilaatikkokonetulostaa laatikoita, joissa on vaihteleva pintakuviointi, tai jos lavakuvio edellyttää useiden laatikoiden poimimista, joiden välissä on avoimia rakoja, vaahto puristaa ja sulkee peittämättömät ilmakanavat. Tämä ylläpitää tasaisen alipaineen ja estää pudotusviat.

• Erilliset imukuppijärjestelmät:Käytetään raskaille, jäykille laatikoille, joissa on täysin tasaiset pinnat. Näissä kokoonpanoissa on useita silikoni- tai polyuretaanipalkekuppeja. Jokainen kuppi on usein yhdistetty itsenäiseen Venturi-tyhjiöpatruunaan tai keskitettyyn korkean -virtauksen puhallus-poistoventtiiliin, mikä mahdollistaa nopeat kiinnitys- ja vapautusjaksot.

Mekaaniset puristimet ja yli--ylitarttujat

Kun käsitellään avoimia-kansia, huokoisia materiaaleja tai herkkiä toissijaisia ​​pakkauksia, joissa tyhjiöimu ei voi rikkoa pinnan huokoisuusestettä, käytetään mekaanisia vaihtoehtoja:

• Pneumaattiset sivupuristimet:Kaksi rinnakkaista metalli- tai hiilikuitulevyä{0}} kohdistavat kalibroidun sivupaineen laatikkoon. Puristusvoimaa on säädettävä tarkasti suhteellisilla säätimillä, jotta laatikko ei luista vaakasuuntaisten kiihtyvyysvektorien aikana ja samalla estetään sisäisen tuotematriisin murskaantuminen.

• Pohja{0}}tuki (haarukka-tyyliset) tarttujat:Robottivarsi ajaa ohuet metallipiikit laatikon alle kuljettimesta, kiinnittää sen ylhäältä pneumaattisella kiinnityslevyllä ja nostaa sen alhaalta. Tämä menetelmä poistaa täysin irtonaisen kartongin teipin tai huonolaatuisen{1}}kartongin aiheuttaman putoamisvirheen, joten se on ensisijainen valinta raskaaseen teolliseen valmistukseen.

Yhteistyöjärjestelmän ensisijainen etu perinteiseen teollisuusrobottiin verrattuna on ohjausrajapinnan demokratisoituminen. Vanhat teollisuusrobotit vaativat ohjelmointia erikoiskielillä (kuten RAPID tai KRL) ja manuaalista pisteestä-pisteeseen{2}}opetusta riipuksen kautta. Modernicobot-lavaajaintegroi vähän{0}}koodia tai ei{1}}koodia ohjelmistokerroksia.

Graafisten lavakuvioiden luominen

Nykyaikaiset yhteiskäyttöiset pinoamisjärjestelmät käyttävät intuitiivista graafista käyttöliittymää (GUI), joka toimii tabletilla tai kosketusnäytöllä. Tehdaslattiaoperaattorit voivat konfiguroida uuden tuotantoajon alle viidessätoista minuutissa suorittamalla kolme digitaalista perusasetusta:

1. Mittatason syöttömääritelmät:Käyttäjä syöttää ylävirran käsittelylinjoilta tulevan laatikon tarkan pituuden, leveyden, korkeuden ja kuivapainon.
2. Lavan vakiovalinta:Järjestelmässä on esiladattuja malleja kansainvälisiä kuljetusstandardeja varten, kuten vakioeurolavat (1200*800mm) tai teolliset kuljetuslavat (1200*1000mm).
3. Kuvion laskenta (lukittuva kerros):Sisäinen ohjelmistoalgoritmi luo automaattisesti optimaaliset pinoamiskuviot varmistaakseen kuormalavan vakauden kuljetuksen aikana. Ohjelmisto sanelee, onko myöhempiä kerroksia peilattava vai käännettävä 90 astetta toisiinsa lukittuvien rakennepylväiden luomiseksi.

Integrointi Upstream Automationin kanssa

A cobot-lavaajaei toimi eristyksissä; sen on kommunikoitava saumattomasti tehtaan lattiaekosysteemin kanssa. Laitteiston tiedonsiirto tapahtuu tyypillisesti teollisuuden standardien kenttäväyläprotokollien, kuten EtherNet/IP, PROFINET tai Modbus TCP, kautta.

Kun ylävirtaanautomaattinen aaltopahvilaatikkokonekun paketti on valmis, laatikko kulkee -tarkistusvaa'an ja viivakoodinlukijan läpi. Pää-PLC lähettää "Product Ready" -signaalin cobot-ohjaimelle ja antaa tietyn reseptitunnuksen. Jos linja siirtyy pienestä vähittäismyyntilaatikosta raskaaseen kuljetuslaatikkoon, cobot säätää dynaamisesti kinemaattista nopeusprofiiliaan ja hidastusrajojaan vastaamaan uutta massamatriisia ilman manuaalista linjan nollausta.

Termi "yhteistyö" ei tarkoita, että kone on automaattisesti turvallinen käyttää ilman vartiointia kaikissa skenaarioissa. Kansainvälisten standardien mukaisestiISO 10218-1/2ja tekniset tiedotISO/TS 15066, koko robottijärjestelmälle-mukaan lukien käsivarsi, tarrain, käsiteltävä tuote ja työtilan geometria-on suoritettava tiukka, paikkakohtainen{2}}riskiarviointi.

Biomekaaniset voima- ja vääntömomenttirajat

ISO/TS 15066 asettaa tiukat rajat enimmäisvoimalle ja paineelle, jonka robottikäsi voi kohdistaa ihmiskehoon ohimenevän (puristus) tai kvasi-staattisen (isku) törmäyksen aikana. Standardi jakaa ihmiskehon tiettyihin vyöhykkeisiin ja määrittää kullekin alueelle erilliset sallitut Newton-arvot.

Näiden turvallisuusmittareiden noudattamiseksi yhteiskäyttöinen ohjausjärjestelmä mittaa jatkuvasti virran vetoa ja liitosvastustakäsirobotti. Jos käsivarsi kohtaa odottamattoman fyysisen vastuksen, joka ylittää määritellyn turvakynnyksen (jopa Newtonin murto-osalla), järjestelmä laukaisee Kategorian 1 pysähdyksen, joka pysäyttää kineettisen liikkeen kokonaan millisekunnissa mustelmien tai murskausvammojen estämiseksi.

Turvallisuuden parantaminen ulkoisten antureiden avulla

Vaikka sisäiset voimaanturit suojaavat käyttäjiä hitaiden{0}}nopeuksien kontaktien aikana, ulkoisten turvaanturien lisääminen mahdollistaa solun parhaan mahdollisen tuottavuuden, kun ihmisiä ei ole lähellä. Tätä kutsutaan usein hybridiyhteistyösoluksi:

• Turva-alueen laserskannerit:Nämä optiset skannerit heijastavat vaakasuorat turvakentät lattian poikki, kun ne on asennettu lavausalustan pohjaan. Jos teknikko tulee "varoitusvyöhykkeelle", skanneri lähettää signaalin kobotin ohjaimelle pienentääkseen nopeuttaan yhteisten nopeusrajoitusten mukaisesti. Jos teknikko astuu "vaara-alueelle" välittömästi lavan vieressä, robotti pysähtyy välittömästi. Kun teknikko poistuu alueelta, järjestelmä jatkaa automaattisesti täydellä-nopeuksilla ilman manuaalista manuaalista nollausta.

Arvioiville automaatiohankintapäälliköille ja teollisuusinsinöörijohtajillemihin robotteja käytetääntehtaan -rivin-päässä lopullinen päätös perustuu taloudellisiin laskelmiin. Vaikka perinteisillä automatisoiduilla linjoilla on korkeat alkuvaiheen esteet, yhteistyösolut tarjoavat erittäin ennustettavan sijoitetun pääoman tuottomallin (ROI).

Pääomamenojen (CapEx) erittely

Yhteistyörobotin pinoamisjärjestelmän käyttöönottoon vaadittava alkupääoma on huomattavasti pienempi kuin häkkiteollinen solu. Kustannusarkkitehtuuri jakautuu tyypillisesti seuraaviin osiin:

• Laitteistohankinnat (noin{0}}%):Sisältää moni-akselisen robottivarren, rakenteellisen nostopylvään, tyhjiö- tai mekaanisen EoAT:n ja pääohjauskotelon.

• Suunnittelu ja työkalut (noin{0}}%):Kattaa mukautetun tarttujan valmistuksen, kenttäväyläviestinnän kartoituksen ja integroinnin syöttökuljettimiin.

• Asennus ja vaatimustenmukaisuus (noin{0}}%):Kattaa fyysisen lattiaankkuroinnin, turvakokoonpanon virityksen ja muodollisen ISO/TS 15066 -voimatestauksen{1}}validoinnin.

Toimintamenot (OpEx) ja työvoiman kuittaus

Kahdessa vuorossa toimiva manuaalinen lavausasema vaatii jatkuvaa, kovaa fyysistä työtä, mikä johtaa korkeaan henkilöstön vaihtumiseen, toistuviin rasitusvammoihin ja johdonmukaisiin hallintokustannuksiin.

Yhteistyökenno vaatii vähän sähköä, ei vaadi seisokkeja vuorojen välillä ja voi toimia jatkuvasti 24/7. Siirtämällä lattiateknikot manuaalisesta nostamisesta korkeampiin-arvorooleihin-, kuten ylävirtaanautomaattinen aaltopahvilaatikkokonetai varastonhallinnassa{0}}tehtailla on yleensä täysi pääoman poisto ja täydellinen sijoitetun pääoman tuottoprosentti12-18 kuukauttariippuen paikallisista työvoimamääristä ja tuotannon johdonmukaisuudesta.

Kun etsit pätevää laitemyyjää taivalmistajaLopun--robottiratkaisun saamiseksi tehdasinsinöörien on mentävä peruslistahintojen ohi ja arvioitava toimittajan suunnittelukyky. Korkealaatuisen-integraatiokumppanin on toimitettava vahvistetut asiakirjat kolmessa keskeisessä kategoriassa:

• Kinemaattinen hyötykuorman suojaus:Valmistajan on taattava, että robottikäsi pystyy hallitsemaan sekä painavimman tuotteesi painonjamukautetun EoAT:n paino suurimmalla vaakasuuntaisella laajennuksella ilman moottorin sisäisiä lämpöylikuormituksia.

• Ohjelmistoekosysteemin avoimuus:Varmista, että toimittajan ohjausliittymän avulla tehtaan lattiateknikot voivat luoda uusia pinoamiskuvioita itsenäisesti ilman kalliita ulkoisia ohjelmointipalvelusopimuksia jokaista tulevaa laatikonvaihtoa varten.

• Täydellinen turvallisuuden validointi:Laitteen toimittajan on toimitettava tehdashyväksyntätestauksen (FAT) asiakirjat, jotka osoittavat, että voiman{0}}rajoitussilmukat ovat täysin kansainvälisten turvallisuuden perusarvojen mukaisia.

Valitsemalla kokeneen, korkeatasoisen-laitekumppanin voit varmistaa, että loppupään automaatioekosysteemisi toimii huipputeholla, eliminoiden riippuvuutesi-on-riippuvuudestasi ja maksimoimalla tehtaasi päivittäisen suorituskyvyn.

Tarvitsen apua valinnassae oikeinRobottilava sinullesinä? CoOta yhteyttä tiimiimme saadaksesi ilmaisen konsultoinnin paperikoon ja tuotantomäärän tarpeidesi perusteella.