Intralogistyka + pakowanie

Pakowanie i logistyka wewnętrzna, która obejmuje przemieszczanie materiałów i produktów w obrębie zakładu - od przyjęcia surowców do magazynu do wydawania gotowych wyrobów - to ważne etapy produkcji. Od tego, czy przebiegają one płynnie i odpowiednio do specyfiki produktu, zależy to, czy dotrze on do klienta na czas i zachowa swoje właściwości. Aby sprostać tym wymogom, pakowanie oraz transport automatyzuje się, wykorzystując roboty przemysłowe, maszyny pakujące, przenośniki oraz wózki samojezdne. Korzysta się również z wózków widłowych kierowanych przez operatorów. W artykule przedstawiamy wybrane zagadnienia z zakresu ich użytkowania oraz nowości techniczne i konstrukcyjne.

Wózki samojezdne (Automated Guided Vehicles, AGV) to bezzałogowe pojazdy wyposażone w napęd elektryczny. Są zasilane z akumulatorów. Wykorzystuje się je do transportu ładunków w obrębie zakładów przemysłowych, magazynów i między nimi. Mają przeważnie ładowność od kilku kilogramów do kilkuset ton.

AGV są użytkowane od lat 50. zeszłego wieku. Postęp techniki sprawia, że są sukcesywnie ulepszane. Obecnie celem jest przede wszystkim rozwijanie nowych metod nawigacji wózków samojezdnych tak, aby nie były zdolne wyłącznie do jazdy z punktu A do punktu B, podążając narzuconą trasą, lecz aby były w stanie samodzielnie wytyczyć swoją ścieżkę ruchu i w razie potrzeby mogły ją samodzielnie modyfikować odpowiednio do zmian zachodzących w ich otoczeniu.

PRZEGLĄD METOD NAWIGACJI AGV

Tradycyjne wózki samojezdne poruszają się po z góry określonych trasach, które zostały zoptymalizowane pod kątem jak najefektywniejszego przepływu ładunków, które przewożą. Realizuje się to różnymi metodami. Ich cechą wspólną jest to, że na terenie, po którym pojazd się porusza, umieszczane są znaczniki, które AGV rozpoznaje.

Przeważnie wymaga to ingerencji, mniej lub bardziej inwazyjnej, w elementy konstrukcyjne zakładu, to zaś ma wpływ na łatwość zmiany ścieżki. W przypadku niektórych metod jest to bardziej pracochłonne i kosztowne niż w innych, lecz generalnie stanowi utrudnienie, jeżeli przestrzeń produkcyjną trzeba przeorganizować.

Najpopularniejsze metody tego typu to: pętli indukcyjnej, pętli magnetycznej, optyczna i laserowa. W pierwszej z nich pod podłogą umieszcza się kabel. Na skutek przepływu prądu elektrycznego dookoła przewodu wytwarzane jest pole magnetyczne. Wózek wyposażony jest z kolei w układ odbiorczy, który mierzy jego natężenie. Sterownik koryguje kierunek, w jakim AGV się porusza, tak aby wartość ta była cały czas jak największa.

W metodzie pętli magnetycznej wykorzystuje się namagnesowaną taśmę, którą nakleja się na podłodze. Ścieżkę, po której powinien poruszać się wózek, można również namalować, zaś jej przebieg śledzić przy użyciu kamery na pokładzie AGV. Chociaż w porównaniu do metody pętli indukcyjnej techniki pętli magnetycznej oraz optyczna są mniej inwazyjne i tańsze w realizacji, to znaczniki wytyczające trasę, którą podąża wózek, nie są zbyt trwałe. W związku z tym wymagają okresowego odnawiania.

W metodzie laserowej z kolei wózek wyposaża się w skaner laserowy montowany na jego wieży, zaś znaczniki mocuje się na ścianach budynku. Powinny być one umieszczone na jednakowej wysokości i cały czas znajdować się w zasięgu skanera.

Roboty w paletyzacji worków

Przykładem zadania, którego realizacja przy użyciu konwencjonalnych paletyzatorów jest trudna, zaś wykonywane ręcznie jest czynnością bardzo obciążającą personel fizycznie, jest układanie na paletach worków. Składa się na to kilka przyczyn.

Jeżeli chodzi o podnoszenie worków przez personel, to jest uciążliwe przede wszystkim dlatego, że zwykle w opakowaniu tym umieszczane są produkty o konsystencji sypkiej, które nie zawsze są w nich rozłożone równomiernie i przeważnie są ciężkie. Przykładem są pakowane w worki materiały budowlane, jak cement czy kleje.

Poza tym, że podnoszenie nieporęcznych ciężarów spowodować może urazy, na przykład uszkodzenie kręgosłupa, zadanie to ręcznie wykonywane jest dość wolno i nietrudno jest przy tym o uszkodzenie worka oraz rozsypanie jego zawartości. Do operowania zaokrąglonymi, odkształcającymi się oraz mogącymi się rozrywać przy kontakcie z ostrymi krawędziami obiektami, nie są również zwykle przystosowane tradycyjne linie paletyzacji.

Dlatego chętnie w tym celu używa się robotów przemysłowych. Automatyzacja tego zadania przy użyciu tych maszyn jest stosunkowo prosta, a nawet łatwiejsza do zrealizowania niż na przykład układanie w stosy skrzynek. Wynika to stąd, że w przypadku worków, choć oczywiście wszystko zależy od właściwości produktu w nie zapakowanego, prawdopodobieństwo uszkodzenia w wyniku uderzenia o podłoże albo kolizji generalnie jest mniejsze.

Jak są zbudowane chwytaki widłowe?

Dzięki temu robot może po prostu postawić / położyć worek, zamiast podążać skomplikowaną trajektorią, którą zaplanowano w taki sposób, by nie zniszczyć skrzynek przy ich układaniu jedna na drugiej lub w wyniku ich zderzenia z innymi obiektami, na przykład elementami konstrukcyjnymi linii produkcyjnej. Prostszy tor ruchu ułatwia programowanie robota i skraca czas paletyzacji. Na to ostatnie ma także wpływ fakt, że worki nie wymagają zazwyczaj układania przekładek pomiędzy ich kolejnymi warstwami.

Do zrobotyzowania tego zadania zachęcać może dodatkowo fakt, że dostępne są końcówki robocze zaprojektowane pod kątem jego wykonywania. Chwytaki widłowe zbudowane są z dwóch ramion z zębami przypominającymi zakończenie grabi. Ich rozstawienie można zmieniać, dostosowując je do różnych rozmiarów worków.

W celu ich podniesienia chwytaki rozchylają się, wsuwają się pod nie, a następnie się na nich zaciskają. Zadanie to jest łatwiejsze do realizacji, gdy worki transportowane są na przenośnikach rolkowych, gdyż zęby chwytaka wsuwając się pod worek, mogą zagłębić się w przerwy pomiędzy wałkami transportera. Chwytaki widłowe charakteryzuje niezawodność i duża szybkość pracy.