Роботизирани системи за палетирање: Логистичка револуција

Логистичко уплитно угао о коме нико не говори

Сваки менаџер складишта познаје тај осећај. Наруке тече, станице за сакупљање раде пуном брзином, конвејтери гурају и онда све зауставља на луку. Кутије се скупљају. Палетне палице седе у неактивности. Возачи виличних камиона се труде да не задржи брзину. Утјецање није било никада горе по поток; било је на крају линије све време. За многе операције, тачка одлуке долази када постане јасно да додавање више људи на док више не решава проблем и то је управо када се роботни систем палетирања прелази од теоријског надоградње на једини практични следећи корак.

Палетирање на крају линије је тихо постало једна од најскупљих слепих тачака у модерној логистици. А роботни систем палетирања уколико је то потребно, то је у реду. За оператере складишта који претежу скок у аутоматизацију палетне производње, одлука има мање везе са самом технологијом и више са оним што се дешава када крај линије за складиштење остане чисто ручна операција.

Када операције на крају линије постану најслабија зглоба

Автоматизовани системи складиштења и повлачења, брзи сортери и конвејерске мреже трансформисали су аутоматизацију складишта горе током последње деценије. Ипак, у завршној фази складиштења робе на палете за испоруку многе објекте још увек у потпуности ослањају на људски рад.

Ова неисправност ствара предвидиви образац неуспеха. Када се уноси велики број наруџбина, палетне станице постају преплављене. Просветлост у луку пада. Крајни датуми за испоруку се промашују. Инвестиције у брзина се бришу због вузлиног грла који нико није планирао.

Добро интегрисан роботни систем палетирања уклања ову зависност. Уместо да палетни рад третира као последујућу ствар, он позиционира аутоматизацију краја линије као мултипликатор протокности који штити повратак на сваки долар већ потрошен горе.

Скривене трошкове ручног палетнирања

Директни трошкови рада су најочигледнији трошкови, али ретко највећи. Дубљи губици се тихо акумулишу на начин који се никада не појављује на једној линији.

Неконзистентни обрасци спајања узрокују нестабилност палета. Премештај терета током транспорта. Производ стиже оштећен. Пораза се повећавају, односи са купцима су напети, а захтеви за превоз се повећавају. Током времена, ови секундарни трошкови стално превазилазе сатну плату радника који спаја палете.

Ризик од повреде представља још један сложени трошак. Према подацима ОСХА о повредама, мускулоскелетни поремећаји од понављања подизања и неугодних положаја остају међу најчешћим повредама на радном месту у складиштима. Сваки инцидент изазива захтеве за компензацију радника, губитак продуктивности, а у тешким случајевима и регулаторну контролу. Једина повреда леђа на станици за палетизацију може имати укупне трошкове који далеко прелазе годишњу плату за аутоматизоване ћелије за палетизацију.

Затим постоји и таван капацитета. Ручно палетно палитирање не може се линеарно шкалирати. Додавање више радника захтева више површине, више надзора и више обуке и током пик сезона, не може се гарантовати да ће се наћи квалификована привремена радна сила. Постројења која су ушла у овај зид често откривају да њихов максимални проток не одређује брзина њиховог пицкинга, већ колико палета људске руке могу да изграде у сат.

Зашто роботски систем за палетирање мења једначину

Оно што аутоматизовано палетно рађење фундаментално разликује није само брзина, већ и понављаност. Роботна рука се не уморава након четири сата. Не мења свој образац спајања од смење до смење. Не позива се да се болеси током најзаметније недеље у кварталу.

Упорна квалитетна складиштења директно смањује оштећење производа и трагманске захтеве. Роботна рука која врши палетирање слојева изграђује сваки слој идентично сваки случај у истој позицији, под истим углом, са истом силом постављања. Једноставна оптерећења палета чине да је руковођење доле предвидивије без обзира да ли се палет налази у раширитељској палици, камиону или систему високих рафика. Склади који примењују аутоматизовано палетно постављање обично пријављују смањење стопе оштећења од 40% до 70% у првој години, једноставно зато што је сваки слој изграђен идентично, сваки пут.

Осим квалитета, аргумент о капацитету је једноставан. Један робот за палетизацију који ради у две смене може да се носи са производњом која би захтевала три до четири радника на пуно радно време без накнаде за запошљавање, обуку или промет. Када се број нарачања повећа, робот ради додатну смену. Када се запремина смање, он чека. Та флексибилност мења начин на који логистички менаџери размишљају о запошљавању током сезонских врхова.

---

Како заправо ради роботски систем за палетирање

Разумевање како аутоматизовано палетнирање функционише на техничком нивоу чини процес селекције много практичнијим. А роботни систем палетирања није црна кутија то је координиран скуп механичких, електричних и софтверских подсистема који раде заједно.

Основне компоненте које омогућавају аутоматизовано палетно постављање

Свака роботизована ћелија за палетирање има заједничку анатомију, без обзира на марку или примену. Четири основна грађевина су:

Роботна рука. Обично 4-осни или 6-осни артикулирани индустријски робот, изабран првенствено за капацитете и домет корисних терета. Роботи са четири осе доминирају једноставним апликацијама за палетнирање кутија јер пружају довољну степен слободе по нижим трошковима. Шестосечне руке се баве сложенијим задатцима реоријентисањем производа, изградњом палета са мешаним СКУ-ом или достигнући преко више позиција за подјед.

Инфед конвејер систем. Производ мора да дође до робота у конзистентној оријентацији и размаку. Уводне конвејсере то решавају тако што броје картонске кутије, кутије или вреће у зону за излазак где роботски систем вида или сензори могу да локализују сваку ставку. Конавејтери по рему служе лаким до средњим оптерећењима; роллери се баве тежим случајима и оптерећењима.

Улазница на крају руке (EOAT). Овде се доносе најважније инжењерске одлуке. Гриппер причвршћен за лице ракета одређује шта систем може да носи и шта не може. Избор ЕОАТ-а детаљно је описано испод.

Подсистем за руководство палетима. Пусте палете морају се аутоматски распоређивати, а пуне палете морају се испустити без људске интервенције. Подајници палета, аутомобили за пренос и конвејзори за испуштање завршавају петљу тако да робот не чека оператера да замени палет.

Инструменти на крају руке Одлука за запчавање која одређује све

Питајте било ког интегратора шта узрокује да пројекти палетирања имају слабији перформанс, и одговор се скоро увек враћа на избор заграбљача. Сама роботизована рука ретко је ограничавајући фактор; алати на крају су. Палетизирајући заглавник одређује брзину руковања, компатибилност производа и на крају повратак на целу ћелију.

Вакуумски заграбивачи доминирају лакшим апликацијама картонским паковањима, паковањима у опаковању и пакованим потрошачким производима. Они користе Вентури генераторе или електричне вакуумске пумпе како би створили усисање преко низа чаша или пена. Предност је нежно управљање и брзо време циклуса. Ограничење је тежина: вакуумски прихват ослабљује се с повећањем масе производа, а порно површине као што је таласно картон захтевају веће стопе проток да би се одржало држење.

Запчани загртачи могу да се носе са тежим, чврстим оптерећењима врећицама цемента, хемијским врећицама или кутијским индустријским компонентама. Побочно постављене весла стисњу оптерећење из два правца. Сила за запљачкање мора бити прецизно израчунавана: превише мало прихвата и оптерећење пада; превише и паковање се срушава. Пневматични цилиндри са ограниченим напором са пропорционалним контролним вентилима стандардни су приступ за апликације у којима је интегритет производа важан.

Гриппери за вилице и торбе служе нишним апликацијама. Вилице се клизурају под оптерећењем које се не може запленити или прашивати контејнери са отвореним врхом, подносец производа или нестабилни купци. Загртачи за торбе користе продорне игле или механизме за зажигање за тканине полипропиленове вреће уобичајене у пољопривредној и хемијској индустрији.

Практична поука: избор заграбља треба да се одвија пре него што се робот прецизира, а не након тога. Производ диктује запцу. Гриппер диктира захтев за корисни оптерећење. И захтев за корисним оптерећењем диктује која је роботичка рука прикладна. Ако се овај редослед промени, коштаће се много новца.

Софтвер, сензори и безбедност: Разумни слој

Модерна ћелија за палетирање не само да понавља научен пут. Софтвер за палетизацију израчунава оптималне обрасце складиштења слој по слој, ред по ред на основу димензија кутије, величине палета, расподеле тежине и ограничења стабилности. Софистицирани системи управљају и палетним и депалетним радним пролазом, преласком између спајања ислазних наруџбина и разбијања улазних палета сировина или повратка. Генерација обрасца се дешава аутоматски: оператер уноси параметре производа, а софтвер производи обрасце спаја који максимизује густину оптерећења, задржавајући стабилност током транспорта.

Визија системи додају флексибилност. Камере постављене изнад конвејдера за храну идентификују положај и оријентацију производа, омогућавајући роботима да обављају операције узимања и постављања на предмете који нису савршено усклађени. Ово елиминише потребу за прецизним механичким позиционирањем горе и омогућава изградњу мешаних палета СКУ где се различити производи спајају на исти палет у распореду специфичном за купца.

Архитектура безбедности следи ИСО 10218-1 и ИСО 10218-2, међународне стандарде које регулишу безбедност индустријских робота. Охрану периметра обично модуларну ограду са међусобно закључаним капијема за приступ ствара физичку границу између радног простора робота и људског особља. Функције за заустављање контроловане за безбедност доведу руку до контролисаног заустављања када се отвара капија. Светле завесе или ласерски скенери области пружају додатну заштиту на улазним и излазним тачкама палета. У апликацијама за сарадњу у којима кобот и човек деле радни простор, ANSI/RIA R15.06 дефинише захтеве ограничења снаге и снаге који одржавају снаге контакта испод прагова повреде.

---

Утицај у стварном свету: од ручног спајања до аутоматизоване прецизности

Апстрактне способности су мање важне него оно што се дешава на пољу складишта. Разлика између ручног и роботизованог палетрисања постаје најјача када се испита кроз стварну распореду.

Прелазак центра за дистрибуцију хране на роботизовано палетно складиштење

Регионални центар за дистрибуцију хране на Средњем западу управљао је складиштем за суху храну од 60.000 квадратних метара који је служио ланцима продавница на три државе. У објекту је обрађено око 4.500 случајева дневно преко ручних палетних станица које су запослени шест оператера у пуном радном времену у две смене.

Проблем није био обим, већ конзистенција и доступност радне снаге. Квалитет складиштења се значајно разликовао између оператера и смена. Нестабилност палета је у просеку узроковала 12 пада натоварења месечно, од којих је сваки захтевао прераду и често резултирао оштећењем производа. Током летњег пика, објекат је имао потешкоћа да запосли све позиције за палетизацију. Трошкови прековремена рада су се повећавали, а привремени радници су захтевали стално надзор, што је водило до тога да су надгледници били одвучени од других одговорности.

У објекту је инсталирана једна палетизирачка ћелија са чворним руком са вакуумским ЕОАТ-ом конфигурисан за руководство мешаним случајима. Систем је интегрисан са постојећим конвејерима и упарен са аутоматским палетским распоређивачем и путом за испуштање.

У року од шест месеци од пуштања у рад, појавила се мерљива побољшања: проток случајева по станици за палетизацију се повећао за 58%; падање оптерећења падало је са 12 месечно на мање од 2; захтеви за штету производа опали су за 62%; и број запослених у пуном ра

Период отплате инвестиције у опрему израчунат према штедњи радног труда, смањењу штета и избегнутим прекотрадним радним сатима износио је око 19 месеци.

Измерљиво повећање брзине, тачности и безбедности радника

Горњи случај илуструје обрасце који се понављају у свим индустријама. Пропускност се обично побољшава за 40% до 80% када се ручна станица замени роботизованим палетирањем, у зависности од тежине случаја и сложености спаљивања. Стопа оштећења стално опада јер се сваки слој поставља са истом силом и изређивањем. И ергономска корист уклањање радника од понављања тешка подизања производи побољшања безбедности која се одражавају у OSHA-овим дневницима повреда у првој години.

Једна мерила која изненађује многе операторе је квалитет палета доле по поток. Возачи виличних подносача одмах примећују: стабилно, квадратно оптерећење се предвиђа. Време за учињавање камиона смањује се зато што се палети без прерада лако уклапају у приколице. Автоматски раширитељи завијача производе бољи квалитет завијања на равномерно постављеним оптерећењима. Ови ефекти доле се комбинују, стварајући уштеде које се простирају далеко изван саме станице за палетизацију.

---

Како проценити систем за палетнирање са роботизованим уређајем за вашу операцију

Технологија је зрела. Пословни случај је јасан. Тешко питање је: који систем одговара овом објекту? Одговор на то захтева методичну процену, а не контролну листу карактеристика.

Пет питања која треба да поставите пре него што погледате робота за палетни рад

Шта је комбинација производа и колико често се мења? Уред који обрађује шест СКУ са конзистентним димензијама кутија има различите потребе од једног који обрађује 200 СКУ са димензионалном варијабилношћу. Што је шири асортиман производа, то су вредније флексибилни алати и визија-управљено пицкинг.

Који су захтеви за пик проток у случајевима у минути, а не у дану? Дневни просеци сакривају пораст потражње. Робота за палетирање мора бити димензиониран за сат највишег броја, а не за просечан сат. Измерити максималну стабилизовану стопу случајева који долазе на станицу за палетирање током најзаметнијег 60-минутног прозора у недељи.

Које су конфигурације палета једно-СКУ, мешана-СКУ или и једна и друга? Једно-СКУ палете је једноставније аутоматизовати. Мешани палети СКУ где су различити производи спаљени на једну палет у низу коју диктира планграм продавнице или захтев купца захтевају сложенији софтвер и често руку са 6 осија са флексибилном запчаком.

Да ли је распоред објекта спреман за интеграцију или ће простор за под требати реконфигурирати? Роботичке ћелије захтевају чисте зоне за подхрање, ислазак, снабдевање палетима и приступ одржавању. Потцењивање отпечатка посебно око палетског дистрибутера и конвејера за испуштање је једна од најчешћих грешака планирања.

Која је реална способност одржавања на локацији? Робот за палетизацију од добављача са дистанцираном дијагностиком, доступним резервним деловима и одговорном локалном подршком пружиће више времена рада од једног изабраног само по цени. Припремност за одржавање треба да буде део критеријума за избор од самог почетка.

Читање листа за техничке карактеристике Важан је товар, досег и време циклуса

Три броја дефинишу физичку способност робота за палетнирање:

Капацитет корисне оптерећења мора да садржи више од тежине производа. Додајте тежину заграбљиве, било коју монтажну скобу и безбедносну маржуну од најмање 15%. Системи који је дизајниран за кутије од 50 кг са 12 кг заграбице треба да има номиналну оптерећење од најмање 72 кг не 50 кг.

Досегнуће одређује колико висок палета робот може изградити и колико позиција за подјелу он може да приступи без репозиционирања. За висине палета веће од 1,8 метара, вертикални домет робота мора да учествује у висини загртача на горњем слоју плус прозор за сигурно повлачење.

Време циклуса време од избора до места и повратка диктује врхунац прометности. Робот који ради 10 циклуса у минути и који се бави једним случајем у циклусу може да изврши 600 случајева у сат. Ако је максимални захтев 720 случајева по сату, или се време циклуса мора побољшати или је потребна конфигурација са двоструком запчаком која обрађује два случаја по циклусу. Реалистична израчунавања времена циклуса треба да користе податке о трајној перформанси, а не цифри о максималној брзини.

---

Често постављана питања

Шта је роботски систем палетне и како функционише?

A роботни систем палетирања је аутоматизовано решење за крај линије које користи индустријску роботизовану руку, алате за крај руке и интегрисане конвејтере за спајање производа на палете. Прима кутије са конвејдера за храну, израчунава оптималне обрасце складиштења помоћу софтвера за палетизацију и поставља сваку ставку са програмираном прецизношћу изградњу стабилних, равномерних терета палета без људске интервенције.

Колико кошта робот за палетирање?

Палетни ћелије за улазак у ниво обично се крећу од 80.000 до 150.000 за стандардне апликације за руковођење случајем. Системи средњег опсега са вођством визије и флексибилном вожњом алата 150.000 до 250.000. Комплексне инсталације са вишеструким тракама за пренос, способност мешаних СКУ-а и брзом обрадом слојева могу прећи 300.000 долара. Период отплате обично је између 12 и 24 месеца када се заједно израчунавају штедња радног труда, смањење штете и повећање производње.

Које врсте производа може да обрађује робот за палетирање?

Роботи који се баве палетно обрађивањем се баве кутијама, картонима, торбама, кантама, подножјима, пакетима и чврстим контејнерима. Тежина производа, текстура површине и интегритета паковања одређују избор држења вакуум за глатке картонске пакотине, зачепи за тешке вреће, вилице за контејнере са отвореним врхом. Хрбљи или неправилно обличени предмети могу захтевати прилагођене алате на крају руке.

Колико дуго траје инсталирање и пуштање у рад система за ластирање палета?

Стандардна ћелија за палетизацију са једним роботом обично траје од 8 до 14 недеља од наруџбе до предаје производње. Ово укључује дизајн система, израду, фабричко тестирање прихватања, инсталацију на месту, програмирање, обуку оператера и повећање производње. Комплексне интеграције које укључују постојеће модификације конвејера или више робота могу се протећи до 16 до 20 недеља.

Да ли систем за ластирање палета са роботизованим уређајем може да обрађује мешане палете са различитим СКУ-овима?

Да, али мешано палетирање захтева више капацитета хардвера и софтвера. Робот са 6 осија са визуелним вођством и напредним софтвером за палетирање може идентификовати више врста производа на хранилишту, одредити секвенцу складиштења на основу правила тежине и стабилности и изградити спремне мешане палете. Ова способност је уобичајена у дистрибуцији хране и малопродајној логистици.

Који су безбедносни захтеви за роботизовану ћелију за палетирање?

У складу са безбедносним стандардима ISO 10218-1/2 и ANSI/RIA R15.06. Потребни елементи укључују физичку заштиту перимета са закључаним улазним капицама, функције за заустављање које се надгледају за безбедност, дугме за хитно заустављање на станицама оператера и светле завесе или скенере области на улазним и излазним тачкама материјала. Документисана процена ризика мора бити завршена пре пуштања у рад.

Какав је сервис потребан за робота за палетирање?

Рутинско одржавање укључује недељну инспекцију компоненти за зношење загртача, месечно марење зглобних зглобова према распореду произвођача, кварталне проверке калибрације сензора и годишњу замену потрошених материјала као што су вакуумске шоље и пневматичне за Већина добављача препоручује уговор о превентивном одржавању који покрива две до четири закажане посете годишње.

Када колаборативни робот има смисла у односу на традиционални индустријски робот за палетирање?

Колаборативни роботи су погодни за апликације са ниском до средњом брзином где корисна оптерећења остају испод 1215 кг и простор на поду је ограничен. Традиционални индустријски роботи су пожељни за операције високе брзине, високог корисног оптерећења случајеви који прелазе 20 кг, времена циклуса под 5 секунди или континуирано производње у више смена. Трговац је брзина и капацитет корисног оптерећења у односу на флексибилност и смањене захтеве за заштиту.