PATRONI ROBOTYKI:
 

WIADOMOŚCI PRZEMYSŁOWE

2012-07-31 08:22

Robotics.org: Zrobotyzowana paletyzacja i depaletyzacja

autor: Bennett Brumson
Robotic Industries Association

Robotyka jest podstawą produkcji od dekad. Ulepszenia osprzętu robotów, oprogramowania i systemów wizyjnych pchnęły elastyczną robotykę od produkcji jako takiej w stronę paletyzacji i depaletyzacji. Poza zadaniami związanymi z produkcją, roboty opakowują produkty i przygotowują te produkty do transportu, układając je w paczkach na paletach transportowych.

Przedstawiciele branży widzą bardzo duże perspektywy robotyzacji w logistyce i aplikacjach transportowych. Ostatnie ulepszenia w oprogramowaniu i technologii chwytaków pomagają stworzyć szyte na miarę, według życzenia klienta docelowego, paczki zbiorcze produktów o przeróżnych rozmiarach.

Popularność nowych opakowań i ergonomia paletyzacji i depaletyzacji dostarcza producentom i dystrybutorom inspiracji do robotyzacji. Paletyzacja i depaletyzacja to spełnienie obietnicy o stałym rozwoju branży robotyki przemysłowej.

Robotics.org

Źródło: Robotics.org

Od twardej do elastycznej automatyzacji
Konwencjonalne systemy paletyzacji zdominowały rynek na wiele dekad, ale integratorzy widzą nowy trend w robotyce. Chodzi o odchodzenie od tradycyjnych paletyzatorów w kierunku robotów. Roboty paletyzujące zapewniają elastyczność aplikacji i zdolność do paletyzowania różnych jednostek magazynowych (SKU) z minimalnym lub żadnym przezbrojeniem osprzętu. Obecnie istniejące paletyzatory tradycyjne starzeją się, nie są w stanie efektywnie przenosić wielu różnych SKU, stąd klienci nalegają na wymianę ich na roboty przemysłowe.

Do całkiem niedawna, linia produkcyjna obsługiwała konkretny produkt przez wiele lat. Obecnie, cykl życia produktu znacznie się skrócił i linie obsługują produkty przez rok, dwa lata. Producenci ciągle zmieniają coś w produktach albo opakowaniach, aby skuteczniej się sprzedawały. Te zmiany wymagają elastyczności, której brakuje tradycyjnym paletyzatorom. Aplikacje paletyzacji i depaletyzacji mają teraz bardzo dobry czas, są głównym sektorem napędowym robotyki przemysłowej. W Ameryce Północnej zakupiono do ich realizacji setki robotów w ciągu ostatnich lat.  

Podczas gdy konwencjonalne paletyzatory ustępują miejsca robotom paletyzującym i depaletyzującym, proces jest mniej scentralizowany dzięki zastosowaniu małych robotów. Popularna staje się decentralizacja paletyzacji i paletyzacja na końcu linii produkcyjnej. Odchodzi się od tradycyjnej konfiguracji, w której stosowano większe roboty w dużych celach paletyzacyjnych. Taka konfiguracja pozwala użytkownikom końcowym na większą wszechstronność w projektowaniu systemów i przyczynia się do redukcji wydatków na przenośniki.

Nowe opakowania dla nowych produktów
Naturalna elastyczność robotów przemysłowych przyczynia się w dużym stopniu do szybkiego rozwoju możliwości przenoszenia zupełnie nowych opakowań. Typy opakowań zmieniły się trochę w ciągu ostatnich paru lat. Nowe opakowania bardzo trudno jest przenosić. W branży opakowaniowej odchodzi się od ‘topornych’ opakowań.

Opakowania przyjazne dla środowiska, urozmaicone graficznie, aby przyciągnąć konsumentów, mają duży wpływ na paletyzację i depaletyzację. Z pewnością są argumentem za robotyzacją i odchodzeniem od tradycyjnych paletyzatorów, które radziły sobie świetnie tylko z prostymi opakowaniami. Projektanci nowych opakowań to nie ci sami ludzie, którzy projektują maszyny do przenoszenia tych opakowań. Materiały, z których zrobione są opakowania, zmieniają się, stają się bardziej porowate, aby być bardziej ekologiczne.

Coraz częściej odchodzi się też od palet drewnianych na rzecz plastikowych. Nowe palety do mrożonek są tak skonstruowane, aby umożliwić cyrkulację powietrza, tak aby produkt na palecie był zamrożony równomiernie. Tak samo jak w przypadku nowych opakowań, projektanci nowych palet nie pomyśleli o sposobach ich przenoszenia. Niektóre plastikowe palety są jak ruszt, który ciężko złapać za krawędzie, jeśli palety się zaklinują. Takich palet nie ma się złapać chwytakiem próżniowym (tak jak tradycyjnych palet drewnianych) -potrzebne są chwytaki specjalne.

Ponadto, palety nie mają jednolitych wymiarów, są także mniejsze wersje. Każda linia produkcyjna służy nie tylko do przetwarzania detali, ale i paletyzowania ich do transportu. W ciągu kilku ostatnich lat pojawiło się z tego powodu wiele zapytań w kwestii robotyzacji w sektorze spożywczym. Robotyka pomaga planować przyszłość obsługi produktów, które jeszcze nie są produkowane i na które nie ma jeszcze zapotrzebowania. Nie możemy wyobrazić sobie teraz, jakie produkty pojawią się na rynku za 5 lat. Producenci potrzebują narzędzia, które obsłuży te produkty w przyszłości.

Podstawą elastycznej robotyki są elastyczne chwytaki. Projektuje się uniwersalne narzędzia do przenoszenia coraz większego asortymentu produktów i opracowuje się coraz lepsze oprogramowanie dedykowane do paletyzacji. W centrach logistycznych wymaga się możliwości chwytania do 20.000 jednostek magazynowych. Jedno narzędzie jest w stanie przenieść całą warstwę na palecie.

Chwytaki muszą nie tylko przenosić szeroki mix produktów, które mogą się często zmieniać, ale i produkty w bardzo nieregularnych kształtach. Usprawnienia technologiczne dokonane w elastyczności osprzętu robotów do paletyzacji mają bardzo dobry wpływ na aplikacje paletyzacji. Nowe typy chwytaków próżniowych z wykorzystaniem podkładek piankowych zamiast tradycyjnych przyssawek umożliwia zastosowanie tego samego narzędzia do szerokiego zakresu produktów, szczególnie niejednolitych w kształcie i rozmiarze.

Robotics.org

Źródło: Robotics.org

Załadunek, rozładunek

Coraz bardziej wydajne systemy wizyjne odgrywają bardzo ważną rolę w aplikacjach paletyzacji i jeszcze większą – w depaletyzacji. Dzięki temu robot może rozpakować paletę warstwami i osobno depaletyzować produkty. Wizję stosuje się oczywiście w zrobotyzowanych celach paletyzacyjnych, ale ma tam mniejsze znaczenie ze względu na to, że produkty mają swoją określoną pozycję dzięki przenośnikom i kodom kreskowym.

Podczas depaletyzacji w zrobotyzowanych celach depaletyzacyjnych, system wizyjny lokalizuje produkty i naprowadza robota do idealnej pozycji depaletyzacyjnej.

Produkty często zmieniają swoje położenie na palecie podczas transportu, co sprawia, że depaletyzacja staje się nie lada wyzwaniem. Natomiast z pewnością system wizyjny podczas depaletyzacji pozwala wyeliminować np. wstępne sortowanie produktów.

Robotics.org

Źródło: Robotics.org

Dzięki robotom przemysłowym, można układać palety zawierające mix produktowy, chociaż wynik nie jest tak satysfakcjonujący, jak w przypadku konwencjonalnych systemów paletyzacyjnych. Podczas układania mieszanych produktów na palecie, oprogramowanie robota musi uwzględniać wiele czynników, takich jak idealna sekwencja depaletyzacji, czy podział produktów wg kruchości, stabilności i regularności kształtów mający wpływ na ich układanie na palecie. Jak wiadomo, nie należy np. stawiać puszek na chlebie…

Tworzenie aplikacji
Kwestie ergonomii pracowników podnoszących i sięgających po produkty to dla producentów i dystrybutorów lista argumentów za robotyzacją aplikacji paletyzacji i depaletyzacji. Są to operacje powtarzalne, toteż wydajność robota przewyższa wydajność pracownika. Częste, codzienne podnoszenie dużych wagowo produktów bardzo obciąża pracowników zdrowotnie, stąd koszty wielokrotnych szkoleń są obciążające finansowo dla pracodawców. Jeden uraz kręgosłupa pracownika może (w warunkach amerykańskich) kosztować pracodawcę tyle, co jeden zrobotyzowany system paletyzujący.

Paletyzacja i depaletyzacja to przyszłość rozwoju branży robotyki przemysłowej. W 2009 roku, sprzedaż robotów spadła o 50%. Pomimo tego, w aplikacjach paletyzacji i depaletyzacji, sprzedaż wzrosła o 3.5%. Teraz oczekuje się wzrostu o 7% rocznie. W ciągu najbliższych 5 lat będzie to rokroczny wzrost o 5-7%.

Źródło: Robotics.org; Bennett Brumson, "Palletizing and De-Palletizing Applications"; tłumaczenie i redakcja: Joanna Kowalkowska, Robotyka.com