Как автоматические роботы-паллетайзеры сокращают трудозатраты на заводах по производству коробок на 60 %

Развертываниероботизированные системы паллетированияпозволяет заводам по производству коробок сократить затраты на оплату труда на прямых упаковочных линиях на 60 % и более за счет замены групп, состоящих из нескольких-ручных штабелеров, автоматизированными роботизированными-конечными-линиями. Автоматизация процесса погрузочно-разгрузочных работ исключает-затраты на найм, связанные с текучестью кадров, сводит к минимуму дорогостоящие требования о компенсации работникам, занимающимся эргономикой, а также обеспечивает постоянную пропускную способность штабелирования поддонов, что оптимизирует последующее складирование.

Заводы по производству гофроупаковки сталкиваются с растущим операционным давлением, вызванным изменением демографического состава рабочей силы, ростом минимальной заработной платы и увеличением пропускной способности высокоскоростного-оборудования для отделки. Несмотря на то, что предшествующие машины,-такие как флексографские фальцевально-склеивающие машины, ротационные высекальные машины и фальцевально-склеивающие машины,-развились и теперь могут обрабатывать тысячи заготовок в час, паллетизация в конце-линии часто остается трудоемким-узким местом.

Укладка на поддоны вручную требует от рабочих непрерывно поднимать, поворачивать и укладывать пачки гофрированного картона в течение восьми-часовой смены. Стандартная линия отделки гофрокартона производительностью 10 000 гофроящиков в час создает большую физическую нагрузку. Рабочие обрабатывают пакеты весом от 10 до 25 кг каждые несколько секунд. За полную смену бригада укладчиков вручную перемещает метрические тонны материала.

Эксплуатационный эффект ручного штабелирования

• Высокая текучесть кадров:Ручная укладка пачек — одна из самых физически тяжелых работ на упаковочном предприятии. Заводы по производству ящиков сообщают о годовой текучести кадров, превышающей 40–60 % на конечных-позициях-линейной ручной обработки.

• Заявления об эргономике и безопасности:Повторяющиеся наклоны, скручивания и поднятие тяжестей приводят к хроническим нарушениям опорно-двигательного аппарата. Травмы спины и плеч в результате ручной укладки на поддоны приводят к значительным затратам на компенсацию работникам при переработке.

• Непостоянная скорость линии:Физическая усталость человека приводит к снижению темпа работы во второй половине смены, что вынуждает руководителей предприятий снижать скорость печати и преобразования оборудования.

• Проблемы качества поддонов:Переменное выравнивание штабелей уставшими работниками приводит к нестабильной загрузке поддонов, что приводит к повреждениям при транспортировке, отказам клиентов и неэффективности складского хранения.

Интеграция выделенногопаллетайзер для ящиковили промышленный шарнирный робот непосредственно на выходе линии отделки заменяет ручной труд надежной автоматизацией.

Достижение сокращения затрат на рабочую силу в конце--линии на 60 % обусловлено оптимизацией численности персонала и эффективностью охвата смен. На традиционном заводе по производству упаковки вручную работа высокоскоростной-линии конвертинга в несколько смен требует специального персонала на каждой точке разгрузки.

Традиционная ячейка ручной паллетизации

Для стандартной линии ручной упаковки, работающей в две-смены, требуется от четырех до шести специальных операторов-укладчиков в день. В смену 1 два оператора расставляют пустые деревянные поддоны, снимают пачки с выходного конвейера, выравнивают связующие-листы и вручную-складывают стопки высотой до 2,0 метра. В смену 2 два дополнительных оператора выполняют идентичные погрузочно-разгрузочные работы. Поскольку один плавающий работник необходим для покрытия перерывов, обеденных перерывов и ротации смен, на предприятии должно быть выделено в общей сложности пять преданных своему делу работников.

Роботизированная ячейка паллетирования

Замена ручных операций роботизированной рукой меняет требования к рабочей силе от активного физического подъема к периодическому надзорному контролю. В первую смену оператор одной линии управляет фальцевально-склеивающей машиной, расположенной выше, одновременно контролируя роботизированную ячейку, а водитель вилочного погрузчика периодически заменяет готовые поддоны. Вторая смена работает по той же схеме. Общая численность специального персонала по укладке снижается до нуля, поскольку один плавучий оператор обеспечивает пополнение материалов на нескольких автоматизированных линиях.

Перемещая человеческий труд с ручного подъема на функции контроля на нескольких линиях, предприятия устраняют четыре из пяти специальных позиций для штабелирования, что дает прямую экономию труда от 60% до 80% на каждой линии отделки.

Оценка общей структуры затрат на конечных--производственных операциях требует изучения прямой заработной платы, косвенных накладных расходов на оплату труда, обслуживания оборудования и капитальных затрат в течение пяти-летнего периода эксплуатации.

При оценкеручное или роботизированное паллетированиеВ рабочих процессах руководители предприятий должны учитывать скрытые накладные расходы, связанные с человеческим трудом, включая медицинское страхование, налоги на заработную плату, плату за набор персонала, затраты на обучение и оборудование для обеспечения безопасности.

Финансовые данные подтверждают, что, хотя штабелирование вручную требует нулевых первоначальных капитальных затрат, текущие эксплуатационные расходы линейно масштабируются в зависимости от ставок рабочей силы и требований к численности персонала. Роботизированная ячейка амортизирует свои первоначальные капитальные затраты в течение 12–18 месяцев непрерывной-работы.

Современныйроботизированные системы паллетированияРазработанные для заводов по производству гофроупаковки, состоят из синхронизированных механических, электрических и оптических подсистем-, предназначенных для обработки коробок различных размеров без вмешательства человека.

1. Шарнирно-сочлененная рука промышленного робота

Центральным компонентом движения обычно является 4-осевой или 6-осевой промышленный шарнирный манипулятор робота, рассчитанный на полезную нагрузку от 110 до 300 кг. Четырехосные-роботы являются стандартом для укладки на поддоны, поскольку они поддерживают инструмент на конце-рукава параллельно поверхности пола по всей рабочей зоне, что упрощает логику управления движением и обеспечивает более высокую скорость цикла.

2. Специализированный инструмент для--рукава (EOAT)

EOAT (или захват) напрямую соединяется с гофрокартоном. В вакуумных решетчатых захватах используются-вакуумные воздуходувки большого объема в сочетании с пенопластовыми уплотнительными матами или-присосками с избирательной областью, что делает их идеальными для захвата плоских пачек гофрированного картона или закрытых транспортных коробок, не раздавливая хрупкие гофрированные коробки. В механических боковых-зажимных захватах используются боковые пластины с пневматическим-приводом для надежного зажима пачек по бокам, а нижние опорные пальцы выдвигаются под нагрузкой во время движения на высокой-скорости. Комбинированные захваты оснащены встроенными вакуумными присосками для размещения связующих-листов и пневматическими вилами для захвата пустых деревянных поддонов из соседнего раздатчика.

3. Подающие конвейеры для выравнивания и центрирования.

Пачки, выходящие из фальцевально-склеивающей машины или обвязки пачек, часто имеют незначительные отклонения в выравнивании. Прежде чем робот подберет груз, подающий конвейер центрирует и выравнивает пакет с помощью моторизованных боковых направляющих. Точное позиционирование подачи необходимо для того, чтобы контроллер робота мог рассчитать точные координаты захвата-и-размещения.

4. Автоматические диспенсеры-листов и слипов-листов.

Нестабильные или высокие стопки поддонов требуют использования прочных древесноволокнистых плит или гофрированных связующих-листов, размещаемых через каждые несколько слоев, чтобы скрепить груз вместе. В автоматизированных диспенсерах-листов используются специальные вакуумные присоски, которые позволяют забирать лист со стеллажа для хранения и помещать его на стопку проявочных поддонов между циклами захвата роботом.

5. Автоматические диспенсеры пустых поддонов и разгрузочные конвейеры.

Чтобы исключить необходимость ручного подъема, автоматизированный распределитель поддонов хранит до 15 пустых поддонов и выдает их один за другим на линейный роликовый конвейер. Как только поддон достигает запрограммированной высоты штабеля, мощный-выводной конвейер с электроприводом передает готовую загрузку из ячейки на автоматическую стрейч-обертку, а новый пустой поддон немедленно поступает в зону комплектации.

Для расчета финансовой целесообразности установки автоматизированного укладчика на поддоны необходимо оценить капитальные затраты в сравнении с эксплуатационными расходами в течение ожидаемого срока службы оборудования.

Срок окупаемости в годах рассчитывается путем деления общей суммы капитальных вложений на чистую годовую экономию средств, обеспечиваемую системой автоматизации. Общая сумма инвестиций включает стоимость базовой машины, инструменты для-рабочей-манипулятора, защитный кожух, монтажные работы, транспортировку и ввод в эксплуатацию. Чистая годовая экономия затрат определяется путем вычитания новых годовых эксплуатационных расходов,-таких как потребление электроэнергии и текущее обслуживание-, из годовой экономии труда и снижения затрат на оплату труда работников.

В репрезентативном практическом применении, если общий объем инвестиций в оборудование, оснастку, транспортировку и установку составляет 200 000 долларов США, а замена четырех рабочих-штабелеров, работающих вручную в две смены, дает 180 000 долларов годовой экономии труда, при этом совокупные ежегодные расходы на электроэнергию и техническое обслуживание составляют 8 000 долларов США, чистая годовая экономия равна 172 000 долларов США. Разделив первоначальные инвестиции в размере 200 000 долларов США на чистую годовую экономию в размере 172 000 долларов США, получим период окупаемости 1,16 года или примерно 14 месяцев.

После преодоления 14-месячного порога окупаемости ячейка ежегодно генерирует чистый положительный денежный поток в размере 172 000 долларов США в течение оставшейся части своего механического срока службы (10–15 лет).

Выбор подходящего партнера по оборудованию требует оценки качества сборки конструкции, архитектуры системы управления и долгосрочной-технической поддержки. При оценке общей стоимости проекта команды по закупкам часто сравнивают отечественных интеграторов со специализированными зарубежными производителями.

Оценка глобальных вариантов поиска и закупок

Поискробот-паллетизатор КитайOEM-поставщик предлагает значительную экономию капитала при условии, что оборудование соответствует региональным стандартам по электротехнике и безопасности. Упаковочные предприятия, оценивающие международных производителей, должны убедиться, что в машине используются глобально стандартизированные платформы ПЛК (такие как Siemens или Rockwell Automation) и стандартные роботизированные манипуляторы (такие как FANUC, ABB, KUKA или Yaskawa), чтобы гарантировать доступность запасных частей на местном уровне. Кроме того, убедитесь, что роботизированная ячейка соответствует требованиям ISO 10218-1/2 по безопасности роботов и ISO 13849-1 по функциональной безопасности. Работаем напрямую с провереннымипроизводитель паллетайзеровкоторый обеспечивает предварительно-сконфигурированную модульную компоновку ячеек, упрощает установку и сводит к минимуму время ввода в эксплуатацию в заводских условиях.

Понимание факторов, влияющих на цену робота-укладчика на поддоны

Всегоцена робота для паллетированияварьируется в зависимости от механической сложности, грузоподъемности и уровня автоматизации линии:

• Ячейки для совместной паллетизации начального{{0}уровня (60 000–90 000 долл. США):Используйте коботы с меньшей-полезной нагрузкой (от 10 до 30 кг) без физического защитного ограждения по периметру. Лучше всего подходит для низкоскоростных-линий, производящих от 5 до 10 подборов в минуту.

• Стандартные промышленные одинарные-клетки (130 000–190 000 долларов США):Имеет 4-осные промышленные шарнирные рычаги (полезная нагрузка от 100 до 180 кг), полный защитный кожух, автоматизированные подающие конвейеры и возможность размещения скрепляющих-листов. Предназначен для высокоскоростных линий отделки гофрокартона со скоростью от 12 до 25 захватов в минуту.

• Высокоскоростные-многолинейные-ячейки (220 000–350 долларов США,000+):Имеются роботы с тяжелой-полезной нагрузкой (более 300 кг), двойные-зоны комплектации поддонов, автоматические дозаторы поддонов, моторизованные разгрузочные тележки и встроенные стретч-упаковщики.

В то время как сокращение затрат на оплату труда на 60 % является основным финансовым оправданием использования роботизированного оборудования, автоматизированные системы на конечной--линии обеспечивают существенные вторичные эксплуатационные преимущества на всем производственном предприятии.

1. Стабильная пропускная способность линии

В отличие от людей-операторов, чья рабочая скорость снижается из-за усталости в течение смены, промышленный робот постоянно работает со 100% номинальной скоростью. Устранение узких мест в конце--линии позволяет руководителям предприятий запускать флексографские фальцевально-склеивающие машины и ротационные высекальные машины с максимальной номинальной механической скоростью, увеличивая общую производительность завода без добавления дополнительного оборудования.

2. Идеальная оптимизация куба поддонов

Роботизированные системы технического зрения и предварительно-программное обеспечение для шаблонов гарантируют, что каждая связка размещается с точностью до миллиметра-. Идеально квадратные штабеля поддонов максимально увеличивают вертикальное складское пространство и предотвращают наклон поддонов во время транспортировки.

3. Сокращение брака и повреждения готовой продукции.

Ручная обработка пачек гофрокартона часто приводит к повреждению кромок, раздавливанию гофрированных канавок и разрыву внешней оболочки, когда рабочие роняют пачки или заставляют их складывать в плотную структуру. Вакуумные захваты с сервоуправлением-управлением поднимают и укладывают пачки с регулируемым давлением, устраняя отходы-материалов, связанные с транспортировкой, и снижая процент возвратов клиентов.

Поддержание пикового времени безотказной работы требует понимания типичных неисправностей и внедрения процедур профилактического обслуживания.

Перевод линии по упаковке гофроящиков с ручной обработки наавтоматизированная роботизированная паллетизациятребует тщательной подготовки места и систематического выполнения.

Этап 1: Инженерный аудит и проектирование ячейки (1–4 недели)

Проверьте весь диапазон размеров готовых коробок, веса пачек, высоты штабелей и площади поддонов. Определите необходимую скорость цикла комплектования на основе максимальной производительности линии финишной обработки на входе и выберите соответствующую конфигурацию ячейки.

Этап 2: Закупки и заводские испытания (недели 5–12)

Завершить оформление заказов на закупку оборудования у выбранного производителя паллетайзеров. Завершите заводские приемочные испытания на предприятии производителя с использованием производственных образцов связок гофрированного картона и поддонов, проверив защитные блокировки, расстояния срабатывания световой завесы и функции переключения рецептов.

Этап 3: Подготовка места и механическая установка (13–14 недели)

Проложите высоковольтные-линии электропередачи и линии сжатого воздуха к точке падения элемента. Выровняйте и закрепите монтажную базу промышленного робота к бетонному полу с помощью сверхпрочных-дюбельных болтов с химическим составом, затем соберите физическое защитное ограждение по периметру, ворота с блокировкой и оптические датчики.

Этап 4: Интеграция и обучение операторов (15–16 недели)

Подключите входные и выходные сигналы между панелью управления входного конвейера и ПЛК безопасности. Запрограммируйте шаблоны укладки коробок в программное обеспечение для создания шаблонов и проведите комплексное обучение операторов с упором на выбор рецептов, навигацию через ЧМИ, процедуры безопасного сброса и повседневное техническое обслуживание.

Автоматизация процесса упаковки в конце--линии с помощьюроботизированные системы паллетированияпредставляет собой одну из наиболее эффективных капиталовложений, доступных сегодня производителям коробок из гофрокартона. Автоматизация робототехники напрямую решает общеотраслевые проблемы-роста затрат на рабочую силу, высокой текучести кадров и физических эргономических рисков. Она открывает четкий путь к устойчивому производству.

Переход от ручного штабелирования к роботизированной укладке на поддоны обеспечивает прямое сокращение затрат на рабочую силу упаковочной линии на 60% и более, амортизирует затраты на капитальное оборудование в течение 12–18 месяцев и улучшает качество готовой продукции. Руководители заводов, внедрившие автоматизированную укладку на поддоны, настраивают свои предприятия таким образом, чтобы они работали с меньшими накладными расходами, более высокой пропускной способностью и предсказуемыми долгосрочными-операционными затратами.

Нужна помощь в выбореПравильный роботизированный паллетайзер для yнаш конкретный завод по производству коробок? Свяжитесь с нашей командой для получения бесплатной консультации в зависимости от фактических размеров вашей коробки и объема производства.