Tematem dzisiejszego odcinka są aplikacje handlingowe – paletyzacja, machine tending i pakowanie.
Ostatnio omówiłem 2 przykłady aplikacji handlingowych.
Dziś przedstawię Ci kolejne 3 z puli najpopularniejszych aplikacji zrobotyzowanych.
Zaczniemy od paletyzacji, czyli bardzo popularnej aplikacji handlingowej wykorzystywanej w przemyśle.
Kolejna aplikacja zrobotyzowana na naszej liście to obsługa gniazd i maszyn, czyli po staropolsku – machine tending, opowiem Ci o niej pokrótce.
Trzecią, ostatnią aplikacją handlingową, którą chcę Ci pokazać jest pakowanie, czyli po prostu proces, w którym robot pobiera produkt i umieszcza w opakowaniu, zastępując w tym procesie człowieka.
Jeśli chcesz bliżej poznać aplikacje handlingowe to zapraszam do obejrzenia tego odcinka.
Link do filmu, o którym wspominam w odcinku:
https://www.youtube.com/watch?v=a2Fka467L_Q&t=0s
Lecimy zatem… Najpopularniejsze aplikacje zrobotyzowane vol 2.
Numer 3 to paletyzacja – kolejny przykład aplikacji handlingowej.
Paradoksalnie internet nie zwrócił mi jednej sensowej definicji, a szereg sensownych trochę mniej. Pokuszę się więc o stworzenie własnej.
Paletyzacja jest procesem układania elementów, towarów na palecie- voila.
Obejmuje wszystkie czynności niezbędne do wykonania, celem kompletacji gotowej do transportu jednostki paletowej tzn. np:
- Magazynowanie i dostarczanie palet do miejsca paletyzacji
- Układanie przekładek i pozostałych elementów zabezpieczających towar oraz paletę
- W skład stanowisk paletyzacji nierzadko wchodzą też wszelakiego typu urządzenia foliujące i stretchujące, których celem jest zabezpieczenie towaru przed wypadnięciem z palety.
Odwrotnością procesu paletyzacji jest.. uwaga… depaletyzacja.
W zależności od złożoności procesu oraz skomplikowania kształtu elementów proces depaletyzacji wykazuje dużą analogię do pick&place oraz binpickingu – nierzadko bowiem konieczne staje się użycie systemów wizyjnych określających położenie opakowań/elementów w przestrzeni.
Rodzaj chwytaka stosowanego w paletyzacji jest również podyktowany kształtem paletyzowanego opakowania. Wpływ ma tu również rozmieszczenie elementów na palecie. Nierzadko bowiem elementy muszą do siebie ściśle przylegać (np. kartony) lub w odpowiedni sposób na siebie nachodzić (np. worki z sypkim towarem). Tego typu sytuacje wymuszają stosowanie określonych rozwiązań, a wyłączają z zastosowanie inne.
Względnie lekkie kartony paletyzowane są coraz częściej z użyciem chwytaków czy płyt podciśnieniowych. Elementy o nieregularnych kształtach lub dużej masie (np. worki) przenoszone są z użyciem podchwytu kształtowego w połączeniu z jakąś formą docisku lub siły.
Można również spotkać chwytaki przenoszące całe warstwy produktów. Wymaga to oczywiście dużego udźwigu robota i dodatkowego urządzenia formującego, ale jest to rozwiązanie dającego bardzo dobre efekty wydajnościowe i jakościowe w procesie kompletacji warstw i palet.
Paletyzacja jest, wg. mnie, najpopularniejszym typem aplikacji zrobotyzowanej w Polsce. Niebagatelny wpływ ma na to fakt, że jest to względnie prosta aplikacja.
Może występować w mnogości wariantów, jednak na potrzeby niniejszego odcinka omawiam jedynie konwencjonalną paletyzację zrobotyzowaną. Do tematu na pewno jednak jeszcze wrócę, by wprowadzić tu troszkę więcej porządku.
Paletyzacja to urządzenie typu „end of the line” czyli, jak sama nazwa wskazuje, produkcja kończy tam raczej swój bieg.
Poniekąd ma to odzwierciedlenie w sterowaniu tego typu stanowiskiem zrobotyzowanym. Najczęściej stosuje się tu dodatkowe integracje i sterowniki nadrzędne, które sterują wszystkimi elementami wykonawczymi linii, gdyż rzadko, robot jest w stanie sprawnie przetworzyć taką liczbę sygnałów i zależności.
Komunikacja „w tył” linii jest najczęściej komunikacją awaryjną. Postój stacji paletyzacji powoduje stopniowe zatrzymania maszyn i urządzeń poprzedzających. Komunikacja „w przód” to raczej wymiana danych z systemami magazynowymi, logistycznymi i zarządzania produkcją.
W paletyzacji najczęściej stosuje się roboty do paletyzacji dedykowane. Każdy producent robotów dysponuje w swojej ofercie minimum jednym robotem do paletyzacji. Roboty tego typu mają najczęściej jedynie 4 lub 5 osi. Ruchliwość ta jest bowiem zupełnie wystarczająca w procesie układania produktów na palcie. Skrajnie rzadko zdarza się potrzeba reorientacji opakowania w drodze pomiędzy końcem linii a paletą, do czego mogłyby być użyteczne roboty 6-osiowe. Pewnym wyjątkiem są tu roboty kolaboracyjne… ale o tym kiedy indziej. Na paletach układa się też najczęściej elementy w kartonach zbiorczych o istotnej wadze. Nie maja tu więc najczęściej zastosowania roboty typu scara lub delta, w których dynamika ruchu pojawia się kosztem ograniczeń dot. udźwigu.
Numerem 4 w repertuarze aplikacji handlingowych jest obsługa gniazd/maszyn, czyli po staropolsku Machine tending
Tym razem po definicje znowu zagłębiłem się w internet, dokładnie to do chatu gpt i to co dostałem jest nawet zadowalające. Zatem:
Machine tending, znane również jako obsługa maszyn, polega na automatycznym załadunku, rozładunku i obsłudze maszyn produkcyjnych przez roboty przemysłowe. Proces ten obejmuje umieszczanie surowców lub półfabrykatów w maszynie, uruchamianie maszyny, monitorowanie jej działania, a następnie usuwanie gotowych produktów lub odrzutów.
Z tym monitorowaniem to może być różnie – wszystko zależy od poziomu rozbudowania stanowiska i systemu sterowania. Pewne jest jednak to, że automatyzacja obsługi maszyn zapewnia większą niezawodność, precyzję i efektywność, minimalizując przy tym ryzyko błędów ludzkich oraz zapewniając ciągłą i powtarzalną pracę.
Machine tending znajduje zastosowanie w różnych branżach, takich jak przemysł metalurgiczny, obróbka CNC, produkcja elementów z tworzyw sztucznych, w tym też druk 3D.
Prawdopodobnie najbardziej popularnym zastosowaniem jest właśnie obsługa maszyn CNC. Bardzo łatwo można znaleźć jakikolwiek film pokazujący jak robot (najczęściej cobot) pobiera półfabrykaty i umieszcza je w tokarce. Jest to bardzo fajne rozwiązanie przy obróbce na dużych seriach i partiach, który ogranicza zapotrzebowanie na udział człowieka w skrajnie powtarzalnym i monotonnym procesie.
W takim przypadku jaki właśnie przytoczyłem, czyli obsługa gniazda tokarki CNC, mamy do czynienia najczęściej z siłowo-kształtowym chwytakiem szczękowym. Jednocześnie chwytak ten nierzadko jest zdublowany na kiści robota.
Dzięki temu za jednym wjazdem w przestrzeń roboczą maszyny pobierany jest element obrobiony i montowany kolejny.
Komunikacja „wsteczna” ogranicza się do kontroli obecności elementów przygotowanych do obróbki. Ze strony obrabiarki coraz częściej mamy do czynienia z dedykowanymi protokołami lub gotowymi funkcjami dla najpopularniejszych protokołów takich jak profibus czy profinet. Dzięki temu obrabiarka „sama” komunikuje robotowi status zadania a udział programisty ogranicza się do szybkiej adaptacji tych funkcji na etapie uruchamiania stanowiska.
W takim jak opisane stanowisko najczęściej stosowane są roboty przegubowe 6-osiowe zdolne do swobodnej manipulacji w strefie roboczej obrabiarki. Bardzo popularne jest tu wykorzystywanie cobotów.
W przypadku analogicznej obsługi maszyn, np wtryskarek, częściej spotykamy się z gotowymi manipulatorami bramowymi i chwytakami podciśnieniowymi. Ale wiadomo – ile przypadków tyle możliwych rozwiązań.
I przed nami ostatnia duża grupa aplikacji z typu aplikacji handlingowych. Numer 5 na mojej liście to PAKOWANIE.
Tym razem nie będzie tu wynajdywania robota na nowo. Pakowanie jak pakowanie. To po prostu proces, w którym robot pobiera produkt i umieszcza go w opakowaniu zastępując w tym procesie człowieka. Osobiście spotkałem się z wielością kombinacji i wariacji na temat tego procesu. Jako główny czynnik rozróżniający procesy te od siebie wskazałbym poziom zapakowania produktu na etapie pakowania właśnie. Trochę dziwne, ale już tłumacze.
Możemy mieć bowiem do czynienia z sytuacją, w której robot pakuje końcowy produkt do opakowania – np. wkłada ser do plastikowego pudełka. Kolejny robot może wkładać zamknięte plastikowe pudełko do opakowania zbiorczego, w którym takich plastikowych opakowań jest np. 10. Jeszcze następny robot nakłada pokrywkę na tenże karton zbiorczy. A jeszcze kolejny układa to na palecie. W tym przykładzie mamy 4 roboty w całkiem prostym procesie.
Czy można to zrobić jednym robotem? – można
Czy można by tu było dołożyć robotowi pracy? Np. niech nakleja jeszcze etykietę – spoko.
Czy mógłby odliczać plasterki albo znakować każdy rysując na nim indywidualny obrazek – żaden problem.
Wszystko jest jedynie kwestią wydajności. I to właśnie wydajność najczęściej multiplikuje roboty w procesie. Bo nie o to w końcu chodzi, aby po robotyzacji proces realizowany był wolniej, a jednak by wszystko działało szybciej i ze 100% kontrolą.
Dla tych, którzy oglądają nas na YT – tu jest link. Słuchacze znajdą ten sam link w opisie odcinka.
Rzadko możemy się czymś chwalić ale tym możemy. W linku znajdziecie filmik pokazujący linię w 100% naszego autorstwa. Znajdziecie tam przykład dokładnie takiego procesu pakowania o jakim mówiłem. Różnica polega jedynie na tym, że pakowany jest cukier, ale też robi to kilka robotów.
O tym przypadku wspominam bardzo często, bo ta linia zastępuje aż 36 osób. Tych ludzi nigdy w tym procesie nie było, ale musieliby być gdyby nie robotyzacja właśnie.
Wróćmy jednak do kwestii technicznych.
Procesy pakowania są bardzo zróżnicowane więc można śmiało założyć, że możemy mieć tu do czynienia z całą gamą możliwych chwytaków.
Mnogość produktów i wydajność powoduje, że z punktu widzenia sterowania to również są bardziej skomplikowane linie czy urządzenia. W najprostszym przypadku będzie to jedynie duża ilość czujników monitorująca położenia produktu na poszczególnych etapach procesu. Mogą to być też jednak liczne serwa, komunikacja maszynami procesowymi przed i po, drukarkami, systemem ERP czy wizyjną kontrolą jakości. Ogranicza nas tu tylko wyobraźnia.
Pakowanie to często dość wymagający wydajnościowo proces co najczęściej, prawie automatycznie dyskwalifikuje roboty kolaboracyjne z możliwości użycia ich w tego typu zadaniach, ale i takie przypadki użycia nie są rzadkością. Ponadto można śmiało założyć, że w procesach pakowania stosuje się wszystkie typy robotów od małych architektur typu SCARA po roboty o dużych udźwigach dedykowane do paletyzacji.
Zapewne nie wyczerpałem możliwości zastosowania robotów w procesach przenoszenia, czyli w zadaniach handlingowych. Jeśli więc masz, drogi widzu, drogi słuchaczu jakiś przykład, który byś tu dorzucił – napisz proszę do mnie. Chętnie dogram na ten temat dodatkowy odcinek.
I tu znowu zróbmy krótką przerwę.
Mam nadzieję, że w dzisiejszym odcinku otrzymaliście ode mnie trochę nowej, uporządkowanej wiedzy, która może posłużyć Wam za inspiracje do własnych projektów.
Jeśli pomogłem to wiecie co zrobić.
Zostawcie łapkę w górę i zasubskrybujcie mój kanał na YT, Spotify czy apple podcasts – gdzie Wam wygodnie i gdzie aktualnie tego słuchacie.
A tymczasem, życzę Wam spokojnego dnia i do usłyszenia za tydzień.
Cześć.
