Избор на палетизиращ робот

• Палетизацията е едно от най-динамично развиващите се приложения на индустриалната роботика през последните десетилетия
  
  
• Новите поколения роботи предлагат висока гъвкавост и безопасност, улеснено програмиране, подобрена надеждност и енергийна ефективност
  
  
• Голямото разнообразие от различни по тип, дизайн и конструкция решения на пазара може значително да затрудни избора

Палетизацията е едно от най-динамично развиващите се приложения на индустриалната роботика през последните десетилетия. Новите поколения роботи за промишлени и колаборативни приложения предлагат висока гъвкавост и безопасност, улеснено програмиране, подобрена надеждност и енергийна ефективност, с което значително оптимизират процесите в края на производствените линии, (интра)логистиката, складовата дейност и дистрибуцията. Голямото разнообразие от различни по тип, дизайн, конструкция и възможности решения на пазара може значително да затрудни избора на подходящ палетизиращ робот за конкретно приложение.

Особености на приложението

Роботите за палетизиране са сложни автоматизирани системи, специално проектирани за подреждане и организиране на различни компоненти, изделия или опаковки на редове по специален модел, върху палет, платформа или друг носещ елемент. Традиционно тази дейност е извършвана ръчно, но с разгръщането на автоматизацията и Industry 4.0 технологиите много предприятия получават възможността да повишат нейната скорост, прецизност, безопасност и рентабилност с помощта на специализиран робот. Посредством усъвършенстван софтуер и специализирани сензори съвременните палетизиращи решения могат да адаптират дори в реално време моделите на подреждане спрямо размерите, теглото и типа на продуктите.

Подходящи кандидати за палетизиране са всички еднотипни или стандартизирани товарни единици, които позволяват стабилно и повторяемо подреждане във височина (вертикално направление), включително кашони и картонени кутии, стекове с бутилки, консерви и кенове, касетки и тави, пакети, термосвити и фолирани групови опаковки, торби и чували с насипни материали, листове и плоскости, детайли в металообработката, туби, бидони, варели и т. н. Основа на кулата може да бъде например стандартен дървен или пластмасов европалет, улесняващ последващото третично опаковане и транспортиране с виличен товарач.

Роботите в сегмента често могат не само да подреждат, но и да депалетизират подобни кули от товарни единици съобразно конкретната предефинирана програма.
Основни компоненти на една роботизирана система за палетизиране са манипулатор, специален хващач (чийто дизайн и работен принцип се избират според типа на продукта), контролер, който направлява действията на робота и се интегрира със софтуерната платформа за складово управление, както и сензори, камери и други спомагателни устройства за по-прецизно координиране на движенията.

Сред множеството сектори, в които все по-масово се внедряват и използват палетизиращи роботи, са производството, складовата дейност и логистиката, хранително-вкусовата и фармацевтичната промишленост, е-търговията и др.

Основни типове роботи в палетизирането

За да подходят информирано към процеса по избор на правилния палетизиращ робот, предприятията е необходимо добре да проучат различните възможности, предлагани на пазара, и да ги съобразят със специфичните материали, форми и тегло на конкретните продукти. За крехки и чупливи изделия като стъклен амбалаж например са подходящи системи с по-деликатна манипулация и специализирани хващачи. Комбинация от стабилност, издръжливост и висока товароносимост пък би била оптимална за палетизация на бетонни блокове в строителството. Важно е да се отчете още наличието на опаковки от найлон или фолио, които биха създали условия за приплъзване и срутване на кулата, както и нестандартни форми, които изискват специален модел на подреждане с цел постигане на устойчивост.

Основните типове роботи, подходящи за палетизиране, са: шарнирните манипулатори, позволяващи голяма свобода на движенията и високоскоростно подреждане в сложни модели; картезианските конфигурации, предлагащи прецизност и стабилност в по-прости задачи и ограничени пространства; колаборативните системи (коботи) – по-компактни, гъвкави и специално проектирани за безопасна работа в споделени работни зони с хората.

В сегмента на палетизирането широко приложение намират още автономните мобилни роботи (със или без манипулатор), които поставят фокус основно върху транспорта на стоки и материали и гъвкавото навигиране на сложни среди. Обикновено те се използват в комбинация с друг тип робот, който извършва същинското палетизиране, като се грижат за бързото и навременно доставяне на необходимите единици до неговата станция. Вариант е обособяването на приложението и в специализирана клетка със стриктна синхронизация между елементите и подходящо организиран входящ поток, например чрез конвейерни линии.

Според типа и сложността на приложението, както и съобразно бюджета си, предприятието може да се спре на един или повече специализирани роботи с персонализирани хващачи, на комбинация от няколко типа системи, покриващи различни етапи на процеса, както и на гъвкаво и адаптивно цялостно решение, позволяващо работа с различни по тип, форма и тегло палетни единици в хетерогенни производствени програми. Примери за такива са производството на млечни продукти и бутилирането на напитки, където форматите на опаковките и контейнерите често се сменят.

Ключови съображения при селектирането на конкретна система

Първа стъпка в процеса обикновено е ограничаването на опциите до разполагаемия бюджет за инвестицията, като се отчете и т. нар. обща цена на притежание (TCO), която включва закупуването, експлоатацията, поддръжката и евентуалното бракуване на актива. Следва пресяване на възможностите до модели с подходящи за целта диапазон на полезния товар и дълбочина на работния обсег. Препоръчва се съобразяване на скоростта (брой цикли за минута) и прецизността (повторяемостта) с реалните изисквания на приложението, тъй като от тях пряко зависи крайната производителност на системата. Добре е да се вземе предвид какви са настоящите потребности относно палетизирането и планират ли се промени в бъдеще, например разширяване на продуктовия асортимент, повишаване на капацитета и т. н.

От съществено значение е да се гарантира също, че избраният палетизатор е подходящ за обработка на конкретния набор от товари – кашони, торби, стекове и т. н., както и за палетизиране в подходящите схеми и модели. С предимство обикновено са по-универсалните решения, позволяващи оборудване с различни хващачи и работа с разнообразни изделия и опаковки. Важно е, разбира се, да се провери и дали конкретният манипулатор е съвместим с избраните захващащи модули – вакуумни, магнитни, електромеханични, пневматични и др.

В санитарни приложения е оптимално, а често дори и задължително палетизаторът да е с хигиенен дизайн и специален клас покрития и греси, както и да е обозначен със съответната висока степен на IP защита.

Програмиране и безопасност

Решаващ фактор при избора на конкретен робот палетизатор често е лекотата на конфигуриране и управление. Затова експертите съветват да се проучат възможностите по отношение на потребителския интерфейс, типа програмиране – онлайн, офлайн, хибридно, стандартно/с код, посредством блокови диаграми, чрез обучителен пулт/терминал, със запаметяване на конкретни позиции при програмиране чрез демонстрация и т. н.

Препоръчително е да се удостовери, че системата поддържа интеграция с вече използваните софтуерни платформи за автоматизация, планиране и управление в предприятието – ERP, MES, MOM, SCADA, WMS, PLM, IoT/IIoT, CMMS и т. н. Това реално гарантира, че нововнедреният робот ще може безпроблемно да комуникира със съществуващото оборудване в съответната линия или цех и да обменя данни с него. Преди да се осъществи покупка, е от ключово значение да се проверят още изискванията за поддръжка, наличието на гаранционно и следгаранционно обслужване от производителя, доставчика или интегратора, както и необходимостта от специализиран обучителен курс за служителите.

Палетизиращите роботи традиционно се движат с високи скорости и манипулират с големи товари, което създава широк кръг от потенциални рискове за персонала и материалните активи. Ето защо съществен момент при избора на робот за палетизиране е безопасността. Насоките на специалистите са да се отчетат особеностите, въведени с ревизираната версия на ISO 10218 – основният международен стандарт за безопасност на индустриални роботизирани системи, който борави с понятие за “колаборативни приложения”, а не за “колаборативни роботи”. Важно е да се проучат заложените режими (колаборативен, индустриален – с пълна скорост/мощност/сила, хибриден), вградените в решението функции за безопасност и необходимостта от добавяне на допълнителни такива – сензори, скенери, камери, бутони за аварийно спиране, светлинни бариери или завеси, системи за детекция на сблъсъци, предпазни ограждения и т. н.

Не са за подценяване и пространствените изисквания. Добре е внимателно да се съобразят габаритите на робота, размерът на работната му зона (включително работния обсег) и възможните монтажни конфигурации (подов, конзолен, стенен, таванен, на релса и т. н.) с наличното място в цеха. Удачно е да се провери също дали избраната локация би възпрепятствала потоците на хора и материали, както и дали роботът би бил в близост до обекти, които могат да създадат смущения за процеса от какъвто и да било характер.

На последно по ред, но не и по значение място поставяме технологичните възможности на избрания модел и неговата устойчивост – включително опциите за събиране и анализ на данни, интеграция с изкуствен интелект и машинно самообучение, повишаване на енергийната ефективност, екологосъобразни материали и консумативи и т. н.