wersja mobilna
Online: 482 Wtorek, 2018.02.20

Temat miesiąca

Intralogistyka + pakowanie

środa, 07 lutego 2018 10:26

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.

Spis treści » Przegląd metod nawigacji AGV
» Wózki autonomiczne
» Przyszłość AGV
» Wózki widłowe stanowią zagrożenie
» Jak bezpiecznie korzystać z wózków widłowych?
» Zasady bezpieczeństwa
» Wyzwania pakowania
» Zalety modułowości
» Maszyny pakujące - przyszłość 4.0
» Roboty współpracujące
» Wybieramy przenośnik
» Przegląd rodzajów transporterów
» Przenośniki podwieszane
» Automatyzacja paletyzacji
» Pokaż wszystko

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.

WÓZKI AUTONOMICZNE

Wymienione metody są obecnie uzupełniane o rozwiązania, które zwiększają autonomię wózków samojezdnych. W tym celu wyposaża się je w różnego typu czujniki. Nieodzownym elementem systemów nawigacji, dzięki którym mogą się przemieszczać po dowolnie wybranej ścieżce, niewytyczonej wcześniej na trwale, jest też oprogramowanie, które przetwarza dane z sensorów.

Nowe techniki nawigacji AGV można zasadniczo podzielić na trzy grupy. Korzysta się w nich z: laserów, kamer oraz laserów i kamer stereo. Poza tą klasyfikacją producenci wprowadzają także własne modyfikacje.

Najpopularniejszą metodą jest aktualnie nawigacja konturowa. W jej przypadku, żeby "nauczyć się" poruszania po terenie danego zakładu, wózek wykonuje próbny przejazd, podczas którego wysyłając impulsy laserowe, skanuje otoczenie na określonej wysokości w zakresie od kilku do kilkudziesięciu centymetrów nad podłogą.

Po trafieniu promienia w obiekt stanowiący dla AGV potencjalną przeszkodę, którą powinien omijać, światło odbite jest wykrywane przez detektor w pojeździe. Informacja o tym zostaje przetworzona w specjalnym oprogramowaniu. Algorytmy, które w nim zaimplementowano wykrywają wolną przestrzeń.

Na tej podstawie, po przeskanowaniu przez wózek całego terenu i powrocie do punktu wyjścia, powstaje mapa pustych korytarzy. Podążanie wyznaczonymi na niej szlakami, przy wsparciu pokładowego systemu detekcji kolizji, gwarantuje bezpieczną jazdę. W razie przeorganizowania przestrzeni w zakładzie wystarczy powtórzyć przejazd próbny, aby mapę zaktualizować.

PRZYSZŁOŚĆ AGV

Na podobnej zasadzie działa nawigacja z wykorzystaniem technologii LIDAR (Light Detection and Ranging). W przypadku trzeciej z wymienionych technik przykładowa realizacja może polegać na umieszczeniu na wieży pojazdu kilku kamer stereo. Powinno się je rozmieścić w taki sposób, aby rejestrowały obraz dookoła wózka. Dane pozyskane w ten sposób służą do stworzenia mapy, na której zaznaczone są obiekty znajdujące się na trasie przejazdu pojazdu.

Autonomiczne AGV są we wczesnym stadium rozwoju. Dlatego występują w ich przypadku problemy w tak ważnych kwestiach, jak: przepustowość transportu, powtarzalność ruchu, jego precyzja oraz koordynacja floty wielu takich pojazdów.

Na tych właśnie kwestiach skupiają się obecnie projektanci tych pojazdów. Przewiduje się, że jeżeli zostaną one rozwiązane, to liczne korzyści, jakie zapewniają wózki autonomiczne (m.in. skalowalność, elastyczność, szybkość instalacji), sprawią, że za około 10 lat ich rynek będzie wart przynajmniej tyle, na ile obecnie wyceniany jest rynek tradycyjnie nawigowanych AGV.

WÓZKI WIDŁOWE STANOWIĄ ZAGROŻENIE

W transporcie wewnętrznym korzysta się też z wózków widłowych kierowanych przez operatorów. Ważnym aspektem ich użytkowania jest bezpieczeństwo. Aby ani kierowcy, ani pozostały personel zakładu nie ucierpieli w wypadkach z udziałem tych pojazdów, trzeba przestrzegać kilku zasad.

Niektóre wydają się oczywiste, jednak warto o nich przypomnieć, ponieważ wciąż dochodzi do incydentów, w których ceną za ich nieprzestrzeganie jest ludzkie zdrowie lub życie. Na przykład amerykańska agencja OSHA (Occupational Safety and Health Administration) szacuje, że co roku w Stanach Zjednoczonych ma miejsce 35 tys. zdarzeń z udziałem wózków widłowych, których uczestnicy doznają poważnych obrażeń oraz ponad 60 tys. incydentów o lżejszych skutkach. Corocznie przydarzają się też niestety wypadki śmiertelne. Na przykład w 2015 roku w takich okolicznościach zginęło 96 amerykańskich pracowników.

Pierwszym warunkiem, który trzeba bezwzględnie spełnić, jest dopuszczenie do kierowania wózkami widłowymi wyłącznie osób, które zostały w tym kierunku przeszkolone i posiadają wymagane uprawnienia. Na szkoleniach często omawia się różnice między tymi pojazdami a samochodami osobowymi. Chociaż pod pewnymi względami są podobne, różnice są zasadnicze, dlatego powinno się je uświadomić kandydatom na operatorów wózków posiadającym "zwykłe" prawo jazdy.

Najważniejsze z nich to: otwarta konstrukcja, przez co kabina nie ochrania kierowcy, prędkość poruszania się poniżej 8 m/s, czyli zbliżona do tempa marszu, trzypunktowe zawieszenie, tendencja do przechylania się bez, jak i z obciążeniem, łatwość utraty stabilności oraz mniejszy promień skrętu, który ułatwia wykonanie tego manewru w ciasnej przestrzeni. Na szkoleniach porusza się także zagadnienia, które można podzielić na kilka kategorii, w tym dotyczące: przygotowania do jazdy, jej przebiegu i ładunku.

JAK BEZPIECZNIE KORZYSTAĆ Z WÓZKÓW WIDŁOWYCH?

Do pierwszej zalicza się m.in. kwestię odzieży. Kierowcy i reszta załogi powinni być bowiem odpowiednio ubrani. Ważne elementy ich stroju to: kask, buty robocze i ubranie, dzięki któremu będą dobrze widoczni. Nie wolno obsługiwać tych pojazdów brudnymi rękoma, na przykład pokrytymi smarem, które mogłyby się przez to ześlizgnąć z elementów sterowania.

Przed uruchomieniem kierowca powinien sprawdzić stan techniczny pojazdu. Nie wolno mu też prowadzić bez zapiętych pasów, a przed włączeniem wózka musi mieć pewność, że pewnie siedzi w kabinie, a żadna część jego ciała nie znajduje się poza nią.

W czasie jazdy trzeba przestrzegać znaków, zwłaszcza z informacją o maksymalnych wartościach obciążenia podłoża i wysokości pojazdu. Nie wolno przekraczać dopuszczalnej prędkości. Trzeba omijać nierówności, śliskie powierzchnie i obiekty, które mogą spowodować utratę kontroli nad pojazdem albo przemieszczenie się ładunku, na przykład drewniane klocki porozrzucane po podłodze. Nie powinno się gwałtownie ruszać, hamować ani skręcać. Niedopuszczalne jest również wysiadanie na chwilę z wózka bez wcześniejszego zatrzymywania go, a później wskakiwanie do niego w biegu.

ZASADY BEZPIECZEŃSTWA

Należy zachować bezpieczną odległość od innych wózków, a hamując, upewnić się, że wystarczy miejsca do bezpiecznego zakończenia tego manewru, zaś na zakrętach zwalniać, żeby uniknąć przewrócenia się. Operator powinien dobrze orientować się w przestrzeni, po której się porusza, jeśli ładunek ogranicza mu widoczność oraz używać klaksonu w razie potrzeby, na przykład wyjeżdżając zza rogu. Znajdując się na rampie, nie może załadowywać wózka, rozładowywać go ani skręcać.

Przed podniesieniem ładunku trzeba sprawdzić, czy nie jest uszkodzony, a jego wymiary pozwalają na bezpieczny transport. Nie należy go przesuwać ani podnosić końcówką wideł. Nie wolno go też podnosić ani przesuwać, jeśli nie obciąża równomiernie obu ramion wideł, ani podnosić na jednym ramieniu. Warto się też zastanowić, czy pozycja, która jest wygodna przy jego unoszeniu, będzie też taka przy jego odkładaniu w miejscu docelowym.

Trzeba pamiętać, że wózek widłowy nie służy do transportu (czy raczej podwożenia) ludzi. Nikt nie powinien znajdować się pod uniesionym ładunkiem. Przebywając w pobliżu masztu, należy uważać, żeby ręka albo noga nie zostały przycięte.

Więcej informacji można znaleźć w odpowiednich normach. W ramce natomiast przedstawiamy przykład zdarzenia, do którego doszło przez nieprzestrzeganie fundamentalnych zasad bezpiecznego użytkowania wózków widłowych.



 

zobacz wszystkie Nowe produkty

Wielokamerowy system wizyjny z portami o przepustowości 700 Mbps

2018-02-19   |
Wielokamerowy system wizyjny z portami o przepustowości 700 Mbps

Teledyne Dalsa wprowadza na rynek wielokamerowy system wizyjny o symbolu GV 4000, oferujący większą wewnętrzną pamięć i większą moc obliczeniową od poprzedniej wersji oraz porty kamery z możliwością transmisji zasilania, umożliwiające współpracę z wieloma kamerami Genie Nano dużej rozdzielczości. Model 4000 jest ponadto mniejszy i bardziej energooszczędny od poprzednika.
czytaj więcej

Systemy wizyjne z możliwością łatwej integracji z układami automatyki i sterowania

2018-02-19   | B&R Automatyka Przemysłowa Sp. z o.o.
Systemy wizyjne z możliwością łatwej integracji z układami automatyki i sterowania

Podczas targów SPS IPC Drives 2017 firma B&R zaprezentowała nową ofertę z obszaru rozwiązań wizyjnych. Obejmuje ona kamery, oprogramowanie oraz akcesoria oświetleniowe. Jeżeli chodzi o te pierwsze, to dostępna jest szeroka gama kamer - od prostych czujników wizyjnych, do wysokiej jakości kamer inteligentnych. W przypadku elementów oświetleniowych oferowane są zarówno wersje zintegrowane, jak też te w formie urządzeń zewnętrznych.
czytaj więcej

Nowy numer APA