Paletyzacja kartonów z kilku linii – porównanie układów robotycznych
Paletyzację kartonów doprowadzanych z kilku linii produkcyjnych można zorganizować na wiele sposobów. Właściwy dobór układu wymaga analizy wydajności linii, nieregularności napływu produktów, dostępnej przestrzeni oraz planów rozwoju zakładu. Poniższy artykuł omawia główne warianty i kryteria ich wyboru.
Analiza przepływu jako punkt wyjścia
Pierwszy etap projektowania stanowi szczegółowa analiza przepływu produktów. Konieczne jest określenie wydajności poszczególnych linii we wszystkich możliwych wariantach obciążenia, nie tylko w wartościach średnich. Kilka linii może jednocześnie przekazywać kartony z maksymalną prędkością, co musi być uwzględnione przy doborze systemu. Na wybór układu wpływają ponadto właściwości i formaty kartonów, liczba produktów i planów paletyzacji, sposób kompletacji, rozmieszczenie linii, odległości między strefami pobrania a stanowiskami paletowymi, częstotliwość zmian asortymentu, wymagania dotyczące ciągłości pracy oraz przewidywany rozwój produkcji.
Osobna cela robotyczna dla każdej linii
Najprostszym rozwiązaniem organizacyjnym jest połączenie każdej linii z osobną celą robotyczną. Kartony pokonują krótką drogę między pakowaniem a paletyzacją, a poszczególne stanowiska pracują niezależnie. Rozwiązanie sprawdza się, gdy linie są od siebie oddalone, charakteryzują się wysoką wydajnością lub wymagają różnych sposobów pobierania i układania produktów. Zatrzymanie jednej celi nie wpływa na paletyzację pozostałych linii, a nowe stanowiska można dodawać sukcesywnie. Przy niskiej wydajności poszczególnych strumieni roboty pracują jednak ze znacznym zapasem mocy, co może być mniej efektywne ekonomicznie.
Jeden robot dla kilku strumieni
Jeżeli łączna wydajność kilku linii mieści się w możliwościach jednego stanowiska paletyzacji, kartony można doprowadzić do wspólnego robota. Warunkiem jest, aby wszystkie punkty pobrania i odkładania znajdowały się w jego zasięgu. Przy projektowaniu takiego układu analizuje się czas pobierania i odkładania kartonów, liczbę produktów przenoszonych w jednym cyklu, odległości między strefami pobrania a stanowiskami paletowymi, częstotliwość zmian planów paletyzacji oraz możliwość równoczesnego napływu produktów z kilku linii.
Buforowanie i logika priorytetów sterowania
W układzie wieloliniowym istotną rolę odgrywają bufory i logika priorytetów sterowania. Bufory gromadzą kartony w okresach, gdy ich napływ przekracza możliwości odbioru, co pozwala uniknąć zatrzymania współpracujących linii. System sterowania ustala kolejność pobierania produktów na podstawie stopnia zapełnienia buforów, czasu pozostawania w nich kartonów, aktualnego stanu linii, dostępności stanowisk paletowych oraz priorytetów produkcyjnych. Właściwe zaprojektowanie logiki priorytetów jest warunkiem stabilnej pracy systemu – szczególnie w sytuacjach jednoczesnego napływu produktów z kilku linii przy zmiennym obciążeniu poszczególnych stanowisk.
Robot na torze jezdnym
Tor jezdny – określany również osią liniową lub siódmą osią robota – umożliwia przemieszczanie robota między kilkoma punktami pobrania i stanowiskami paletowymi, rozszerzając jego zasięg poza standardowy. Rozwiązanie stosuje się, gdy kartony są doprowadzane z kilku oddalonych od siebie linii, robot obsługuje większą liczbę stanowisk paletowych lub układ zakładu sprzyja rozmieszczeniu punktów wzdłuż jednej osi. Czas przejazdu między punktami jest częścią cyklu roboczego i musi być uwzględniony przy obliczaniu wydajności. Sama obecność toru jezdnego nie przesądza o możliwości ograniczenia liczby robotów – dobór urządzeń wynika z łącznej wydajności linii i zakresu wykonywanych operacji.
Kilka robotów i centralna paletyzacja
Gdy łączna wydajność linii przekracza możliwości jednego urządzenia, stosuje się układ z kilkoma robotami pracującymi równolegle. Mogą one działać w niezależnych celach przypisanych do określonych linii lub w ramach jednego centralnego systemu paletyzacji. W odpowiednio zaprojektowanej instalacji możliwe jest wydzielenie stref zdolnych do niezależnej pracy, co ogranicza ryzyko zatrzymania całego systemu.
Wyróżnikami centralnego systemu paletyzacji są: połączenie procesu z wielu linii w jeden system, zintegrowany przepływ produktów i palet oraz nadrzędne sterowanie całym procesem. Centralizacja pozwala zautomatyzować transport produktów oraz pustych i pełnych palet, a także wspólnie wykorzystywać urządzenia do zabezpieczania, znakowania i kontroli gotowych ładunków. Gdy system obejmuje wspólną magistralę transportową, kartony mogą być kierowane do poszczególnych stanowisk zależnie od ich dostępnością i aktualnym obciążeniem, co zapewnia elastyczne rozdzielanie napływających produktów.
Skala centralnej paletyzacji może zmieniać się wraz z rozwojem zakładu. W jednej z realizacji Wikpolu pierwszy centralny system obejmował 10 robotów, a wraz z rozbudową produkcji uruchomiono drugi, niezależny system z 6 kolejnymi robotami. Przykład ten pokazuje, że rozwój paletyzacji nie zawsze oznacza powiększanie jednego systemu – w zależności od warunków właściwym rozwiązaniem może być uruchomienie kolejnego, odrębnego obszaru centralnej paletyzacji.
Podsumowanie
Optymalny układ paletyzacji dobiera się indywidualnie na podstawie analizy przepływu produktów, łącznej wydajności linii, nieregularności napływu kartonów, dostępnej przestrzeni oraz planów rozwoju produkcji. Osobne cele robotyczne zapewniają niezależność linii, jeden robot umożliwia konsolidację kilku strumieni o odpowiedniej łącznej wydajności, tor jezdny rozszerza zasięg pracy urządzenia, a centralny system paletyzacji integruje cały proces w jednym obszarze. Standardowym elementem projektowania jest symulacja procesu, która pozwala zweryfikować zakładaną wydajność, stopień wykorzystania urządzeń oraz płynność przepływu produktów i palet.
Więcej na www.wikpol.com.pl
