Как гибкие роботизированные системы укладки на поддоны подходят для небольших или нерегулярных заводов по производству коробок

Гибкость в дизайне макета позволяет современным упаковочным предприятиям обеспечивать высокую-пропускную способность.роботизированные системы паллетированиявнутри компактных, многоуровневых или многоуровневых заводских помещений неправильной формы без сноса стен или дорогостоящей гражданской реконструкции. Сочетая модульные шарнирные рычаги, сверхмощные челночные тележки и встроенные вертикальные подъемники, коробчатые заводы могут автоматизировать штабелирование на конечном-конце-линии, даже если первичная ячейка укладки на поддоны изолирована от склада или расположена рядом с открытыми складскими площадками.

Линии по переработке гофроящиков,-такие как флексографско-фальцевально-склеивающие машины (FFG) и ротационные высекальные машины (RDC)-генерируют готовые пачки на высоких линейных скоростях. Традиционно для последующей автоматизации требовались обширные бетонные площадки для размещения массивных механических порталов, длинных гравитационных роликов и защитных ограждений по широкому периметру. Для устаревших коробчатых заводов, построенных несколько десятилетий назад, площадь помещений остается самым серьезным препятствием на пути модернизации производства.

Руководители предприятий регулярно сталкиваются с тремя структурными препятствиями при оценке автоматизации:

• Негибкая планировка колонн:Опорные колонны, расположенные через короткие интервалы, не позволяют конвейеру двигаться по прямой-на склад.
• Пережатые транзитные коридоры:Вилочные погрузчики не могут безопасно маневрировать рядом с выходом высокоскоростного-перерабатывающего оборудования из-за узких проездов.
• Непригодная для использования внешняя недвижимость:Вторичное плацдарм существует за пределами физических стен завода, но экстремальные погодные условия и перепады температур делают размещение чувствительной электроники на открытом воздухе рискованным.

Развертывание модульной системыпромышленный робот-паллетизатор устраняет эти пространственные ограничения, отделяя этап-приема пакета от этапа окончательного поддона-разгрузки. Вместо того, чтобы навязывать жесткий, линейный поток от фальцевально-склеивающей машины к вилочному погрузчику, современные шарнирно-сочлененные роботизированные ячейки позволяют инженерным группам перенаправлять пакеты гофрированного картона вокруг несущих колонн, через узкие проемы в стенах или на приподнятые мезонины.

Чтобы понять, как гибкие компоненты погрузочно-разгрузочных работ решают проблему ограничений-площади, рассмотрим установку, спроектированную для среднего-поставщика гофроупаковки, расположенного в Сантьяго, Чили.

Операционное узкое место

Клиент эксплуатировал высокоскоростную-линию флексографской обработки внутри городского объекта со строгими структурными ограничениями. Их конвертерная машина производила до 10 000 коробок из гофрокартона в час. Однако физическое расстояние между выходом фальцевально-склеивающей машины и несущей стеной завода составляло ровно 4,2 метра. За этой внешней стеной находился открытый-крытый погрузочный двор, используемый для погрузки готовых грузов на бортовые грузовики.

Традиционные поставщики оборудования в конце--линии приводили предложения по компоновке, требующие минимального зазора в 8 метров, что вынудило бы клиента снести опорные стойки конструкции или уменьшить основную коробку-для увеличения длины линии. На заводе работали шесть рабочих в смену, которые вручную поднимали и укладывали тяжелые пачки гофрокартона. Этотручное или роботизированное паллетированиеДинамика привела к серьезным задержкам производства, высокой утомляемости рабочих в пиковые летние месяцы и частым падениям пакетов, что привело к порче наружного картона.

Инженерное решение

Вместо изменения инфраструктуры здания была спроектирована интегрированная система, использующая три основных компонента:

1. Шарнирно-сочлененный рычаг высокой-плотности:Компактный 4-осевойрука робота-паллетизаторас радиусом действия 3,1-метра был закреплен в закрытой зоне шириной 4,2-метра. Для работы как с одиночными пачками гофрированного картона, так и с полными листами с верхней крышкой был установлен многозонный вакуумный захват.
2. Автоматизированный-автомобиль-шаттл через стену:Передаточная тележка с моторным-приводом, движущаяся по встроенным напольным рельсам, была расположена непосредственно под зоной паллетирования робота.
3. Пневматическая настенная-блокировка люка:Прочная-изолированная погодная дверь была вырезана в промышленной стене и подключена непосредственно к основной системе программируемого логического контроллера (ПЛК).

Исполнение системы и рабочий процесс

В рамках обновленного рабочего процесса входящие пачки гофрированного картона отправляются с линии переработки прямо в компактную внутреннюю камеру.паллетайзер для ящиковрука подбирает входящие пачки и собирает структурированные, взаимосвязанные грузы на поддонах наверху ожидающего вагона внутри закрытой зоны.

Как только груз достигает полной высоты штабеля, система выполняет автоматическую последовательность действий:

1. Главный ПЛК проверяет, свободна ли дорожка на открытом воздухе, с помощью фотоэлектрических оптических датчиков.
2. Пневматическая стенная-дверца люка поднимается вертикально.
3. Тяжелая-моторизованная тележка движется горизонтально по напольным направляющим, вывозя готовый поддон массой 1200 кг через люк в стене во внутренний двор.
4. Оператор погрузчика на открытом воздухе забирает груз на поддоне непосредственно с направляющих, даже не заходя в производственный цех.
5. Вагон возвращается внутрь, погодная дверь закрывается, и цикл повторяется, не прерывая линию переработки.

Измеренные финансовые и операционные результаты

Внедрив этот-инженерный проект, адаптированный к пространству, завод в Сантьяго добился немедленных улучшений в работе:

• Нулевой этаж-Затраты на расширение помещений:Завод избежал затрат на структурное расширение примерно в 180 000 долларов США.
• Перераспределение рабочей силы:Шесть ручных штабелеров прошли переквалификацию на операторов станков и специалистов по контролю качества на других участках завода.
• Увеличение пропускной способности:Производительность увеличилась на 32%, поскольку линия переработки больше не работала на пониженных скоростях, чтобы соответствовать ограничениям ручного подъема.
• Быстрое восстановление капитала:С учетом общих затрат на закупку оборудования, транспортировку и пуско-наладочные работы расчетный срок окупаемости составил менее 14 месяцев.

Для достижения гибкости компоновки требуется сочетание специализированных аппаратных модулей конечной--линии. Вместо того, чтобы рассматривать клетку как статичный механизм, инженеры по упаковке рассматривают эти компоненты как строительные блоки.

Тяжелые-вагоны-шаттлы (бортовые железнодорожные транспортеры)

Вагоны-шаттлы действуют как горизонтальный мост между изолированными производственными зонами. Эти моторизованные платформы, установленные на низкопрофильных стальных рельсах, встроенных в бетонный пол, перемещают загруженные поддоны по заданным маршрутам.

• Линейные расстояния перемещения:От 3 метров до более 50 метров в заводских цехах.
• Системы привода:Электродвигатели с частотно-регулируемым приводом (VFD) в сочетании с реечными-и-шестеренчатыми или-цепными приводами для тяжелых условий эксплуатации обеспечивают плавное ускорение и замедление, предотвращая обрушение штабеля.
• Интеграция безопасности:Встроенные 2D-лазерные бамперы автоматически останавливают движение, если на железнодорожный путь попадает рабочий, ручная тележка или мусор.

Вертикальные лифтовые системы и гидравлические подъемники

Когда горизонтальное пространство исчерпано, вертикальное пространство является эффективной альтернативой. Встроенные вертикальные подъемники позволяют транспортировать отдельные пакеты или целые грузы между уровнями повышенного пола.

• Трансфер с нижнего-на-верхний этаж:Перевозите готовые грузы из гофрированного картона, установленные на первом-поле, на второй этаж или надземную погрузочную площадку.
• Воздушные транспортные коридоры:Поднимите готовые пачки на 4 метра над производственным цехом, транспортируя их над основными транзитными проходами и сбрасывая прямо в удаленное помещение.паллетайзер для ящиковрабочая станция.

Модульные челночные подающие конвейеры

Для подачи пачек гофрированного картона в ограниченное пространство модульные накопительные конвейеры с нулевым-давлением могут поворачивать углы на 90 или 180 градусов в очень малых радиусах.

• Передачи-под углом-вверх:Используйте пневматические ремни или цепные подъемники, чтобы перенаправить движение пакетов без необходимости использования длинных, широких изогнутых конвейеров.
• Наклонные пластинчатые конвейеры:Постепенно поднимайте поступающие пакеты по сравнению с другим производственным оборудованием, чтобы максимально эффективно использовать пространство.

Выбор конечного-оборудования-линии требует анализа капитальных затрат с точки зрения долгосрочной-экономии при эксплуатации. Приобретение оборудования напрямую от зарубежного поставщика, такого как робот-паллетизатор КитайПроизводитель предлагает значительные первоначальные капитальные преимущества при условии, что руководители предприятий оценят общие затраты-за жизненный цикл.

Разбивка совокупной стоимости владения (TCO)

Комплексная оценка капитала выходит за рамки первоначальной цены на покупку оборудования. Инженеры предприятия должны сбалансировать затраты на оборудование с требованиями к установке, обслуживанию и коммунальным услугам.

1. Первоначальная покупка оборудования:Сравнение затрат на производство за рубежом с отечественными альтернативами часто показывает экономию от 30% до 50% на структурных механических компонентах, челночных рельсах и конвейерных платформах.
2. Стоимость проектирования индивидуального макета:Учитывайте индивидуальные макеты САПР и корректировки программирования ПЛК, необходимые для обработки не-нестандартных движений челнока или времени-выбора штриховки на стене.
3. Потребление коммунальных услуг:Электрические рычаги с сервоприводом-потребляют значительно меньше энергии, чем пневматические-тяжелые традиционные машины, что снижает ежемесячные счета за электроэнергию.

Сравнение капитальных затрат

В таблице ниже указаны приблизительные диапазоны затрат и показатели для автоматизации одной высокоскоростной линии по переработке гофрокартона-в зависимости от сложности конфигурации.

При запросецена робота для паллетированияСогласно оценкам поставщиков оборудования, руководители предприятий должны убедиться, что в ценовые предложения включены все второстепенные компоненты,-такие как световые завесы безопасности, напольные анкеры для челночных рельсов, концевые-инструменты-манипуляторов (EOAT) и модули удаленной связи с ПЛК.

Для работы с пачками гофрированной бумаги требуется специальная инструментальная оснастка для конечной-рука-рычаги (EOAT). В отличие от жестких пластиковых ящиков или жестких деревянных ящиков, гофрированные листы, вырезанные- заготовки и сложенные картонные коробки имеют переменную поверхность, воздухопроницаемость и свободную обвязку.

Вакуумные захваты для губчатой ​​матрицы

Конфигурации EOAT на основе вакуума-используют вакуумные насосы с высоким-потоком и низким-вакуумом в сочетании с губчатыми подушечками из мягкого пенопласта, а не с традиционными резиновыми присосками.

• Адаптация поверхности:Пена прилегает к неровным поверхностям, открытым верхним клапанам и каналам для обвязки пучками, не теряя целостности уплотнения.
• Компенсация пористости:Вакуумные воздуходувки большого-объема позволяют преодолеть высокую пористость бумаги благодаря использованию гофрокартона с низким содержанием-GSM, переработанного из гофрированного картона.

Механические нижние-опорные вилы

Для необвязанных пачек или тяжелых штампованных листов-листы, склонные к соскальзыванию, механическое дно-опорные пальцы скользят под гофрированным грузом перед подъемом.

• Нулевое повреждение поверхности:Устраняет следы разрывов верхнего-лайнера, вызванные сильным вакуумным давлением на тонком гофрированном картоне (например, на E-гофре или F-гофре-гофрокартоне).
• Высокая безопасность полезной нагрузки:Обеспечивает надежную физическую поддержку во время быстрых-поворотов руки робота с высоким ускорением и широким радиусом перемещения.

Если ваше предприятие работает в ограниченных физических пределах, следуйте этому пошаговому --поэтапному процессу проектирования компоновки, чтобы оценить осуществимость, прежде чем запрашивать предложения по оборудованию.

Шаг 1. Установите точные архитектурные параметры

Нанесите на карту физические границы территории, находящейся ниже по течению, с помощью лазерных 3D-сканеров или высокоточных-инструментов для измерения расстояний:

• Измерьте точную высоту под подвесными водопроводными трубами, электрическими лотками и фермами крыши.
• Найдите каждую бетонную опору в пределах 15 метров от выхода линии переработки.
• Отметьте основные транзитные коридоры для грузовых автомобилей и обеспечьте свободное пространство минимум 2,5 метра для движения вилочных погрузчиков.

Шаг 2. Рассчитайте пиковую скорость линии и ограничения полезной нагрузки

Определите максимальную механическую мощность вашего преобразовательного оборудования:

• Рассчитайте пиковую скорость производства пачек (например, 20 пачек в минуту).
• Рассчитайте максимальный вес пачки и максимальную целевую высоту штабеля (включая высоту поддона).
• Выберитероботизированные манипуляторы для паллетированиямодель с номинальной грузоподъемностью, рассчитанной как на самый тяжелый вес комплекта, так и на общий вес узла захвата EOAT вместе взятого.

Шаг 3: Определите горизонтальные и вертикальные транзитные маршруты

Определите недостаточно используемые производственные площади, которые могут служить второстепенными промежуточными или транзитными зонами:

• Оцените внешние стены, где моторизованный челночный вагон мог бы перевозить готовые поддоны на открытом воздухе или в соседний отсек.
• Проверьте, позволяет ли вертикальное пространство над головой установить приподнятый мост конвейера для пучков.
• Оцените, может ли автоматизированный лифт переносить готовые стопки на второй этаж или погрузочную платформу.

Шаг 4. Настройка границ безопасности и блокировок датчиков

Автоматизация,-экономящая пространство, требует тесной интеграции устройств безопасности в соответствии с международными нормами промышленной безопасности (ISO 10218-2 / ANSI/RIA R15.06):

• Замените физические сетчатые ограждения по периметру двух-лазерными сканерами безопасности в местах с небольшим пешеходным движением.
• Установите световые завесы безопасности со встроенными-функциями отключения звука в портах разгрузки поддонов, чтобы обеспечить автоматизированный транзит челнока, не допуская при этом входа людей.
• Интегрируйте аппаратные блокировки аварийного останова-на уровне между основной линией преобразования, центральным ПЛК, приводами челночных вагонов и автоматическими дверями.

1. Может ли роботизированная система укладки на поддоны эффективно работать в неотапливаемых помещениях или на открытом воздухе?

Да. Шарнирный рычаг и чувствительные шкафы управления ПЛК должны оставаться в помещении с контролируемой температурой-или в закрытом помещении, а зона разгрузки может располагаться на открытом воздухе. Использование моторизованных транспортных средств, проходящих через пневматические погодные двери, позволяет перемещать штабель поддонов на открытом воздухе на крытые погрузочные площадки сразу после завершения.

2. Какое обслуживание требуется для челночных транспортных путей, встроенных в заводские цеха?

Челночные пути требуют простого и регулярного ухода: очистка канавок рельсов от гофрированной пыли, обрезков бумаги и мусора с помощью сжатого воздуха или промышленного пылесоса. Приводные цепи и реечные-и-шестерни в сборе следует проверять и смазывать ежемесячно.

3. Как системы адаптируются, когда размеры коробки часто меняются?

В современных системах используется интеллектуальное программное обеспечение для управления рецептами-в рамках HMI (человеко--машинного интерфейса). При изменении производственных партий на флексографско-фальцевально-склеивающей машине оператор выбирает новые размеры коробки и рисунок слоев из меню сенсорного экрана. Система управления автоматически рассчитывает измененные положения комплектования, остановки индексации челнока и пределы высоты штабеля за считанные секунды без ручной регулировки инструмента.

Чтобы оценить варианты планировки вашего предприятия, свяжитесь с нашей командой инженеров сегодня и сообщите размеры вашего предприятия, характеристики линии преобразования и целевую производительность. Наша техническая команда создаст индивидуальный макет 2D/3D CAD и полный технико-экономическое обоснование для вашего объекта.

Свяжитесь сейчас