Как модернизировать паллетайзер Cobot на существующую автоматическую машину для производства гофроящиков?

На современных предприятиях по переработке гофрокартона модернизация устаревшего последующего производства до автоматизированной обработки материалов является наиболее эффективным методом устранения производственных узких мест. Хотя высокоскоростные-центры обработки-такие какавтоматическая машина для изготовления гофроящиков(включая слоттеры,-склеивающие машины и ротационные-резательные машины)-могут выдавать тысячи сбитых-плоских пачек (KDF) в час, ручная укладка-конца-линий часто ограничивает общую скорость линии.

Интеграция коллаборативного робота (кобот-паллетайзер) непосредственно в существующую линию позволяет заводам максимизировать производительность без изменения структурной схемы завода. По мере перехода фабрик от ручного труда к современномуроботизированные решения для паллетирования, развернув компактныйпаллетайзер для ящиковЯчейка стала отраслевым стандартом для модернизации существующих предприятий. Технологические платформы, такие какуниверсальные роботы для паллетированиясистемы доказали, что роботизированное оружие может легко адаптироваться к устаревшим линиям. Однако успешная модернизация требует устранения различий в скоростях связи, физической передаче материалов и согласовании схем безопасности между устаревшими машинами и современной робототехникой.

В этом техническом руководстве представлена ​​пошаговая --схема интеграции многоосного-осногорука роботав активную линию преобразования гофрокартона с использованием промышленных сетей полевой шины и стандартизированных аппаратных интерфейсов безопасности.

Читать далее :《Полное руководство по процессу производства коробок из гофрокартона экспресс

Прежде чем устанавливать сетевую связь, необходимо спроектировать физическую границу между разгрузочным терминалом упаковочной машины и роботизированной ячейкой укладки на поддоны, чтобы предотвратить застревание материала и порчу продукта.

Синхронизация подающего конвейера и накопительные буферы

Ан автоматическая машина для изготовления гофроящиковвыгружает куски гонта или туго связанные тюки с постоянной линейной скоростью. Однако рука-кобот работает по циклическому кинематическому профилю выбора-и-размещения. Эта разница требует наличия механической буферной зоны, чтобы предотвратить столкновение встречных коробок, пока робот завершает свой путь штабелирования.

Разгрузочный конвейер машины для изготовления коробок должен подавать на специальный сепарационный конвейер-с высоким коэффициентом трения, управляемый частотно-регулируемым приводом (VFD). Этот конвейер работает с более высокой линейной скоростью, чем выходная линия машины для изготовления коробок, вытягивая отдельные пачки из потока, создавая четкий физический зазор (обычно от 300 до 500 мм) между блоками. После разделительного конвейера необходимо установить ряд моторизованных роликовых зон, оснащенных фотоэлектрическими датчиками. Если у кобота возникает временная задержка цикла (например, во время смены поддона), ролики останавливаются по отдельности. Это удерживает приближающийся продукт на месте, не оказывая давления в передней линии, предотвращая коробление или коробление коробок.

Пространственный зазор в конце--манипулятора (EoAT)

Захват робота должен соответствовать ориентации входящих пачек коробок. Поскольку гофрированные листы очень пористые, ячейку следует оснастить многоступенчатой ​​вакуумной решеткой Вентури с мягкими губчатыми уплотнениями. Станция физического подбора должна иметь пневматические подъемные стопорные-ворота. Эти ворота поднимаются, чтобы переместить коробку в фиксированную, предсказуемую точку координат, а затем опускаются, как только робот завершает вектор выбора, позволяя продвинуться следующему пакету. Такое механическое расположение имеет решающее значение, если вы устанавливаете специализированныйпаллетайзер для ящиковили развертывание универсальныхроботизированные решения для паллетирования.

Для связи современного контроллера совместной работы с устаревшим ПЛК упаковочной машины требуется протокол промышленной полевой шины. В большинстве устаревшего преобразовательного оборудования используется PROFIBUS или проводка дискретного ввода-вывода, тогда как современные контроллеры роботов полагаются на стандарты промышленного Ethernet, такие как PROFINET или EtherNet/IP.

Топология сети и мостовые шлюзы

Если устаревшая коробочная машина работает на старом ПЛК Siemens S7-300 (PROFIBUS), а новый контроллер кобота использует PROFINET, внутри основного электрического шкафа должен быть установлен аппаратный сетевой мост,-такой как шлюз Anybus X- или соединитель Siemens PN/DP. Этот шлюз сопоставляет регистры данных между двумя отдельными сетями с минимальной задержкой (менее 5 миллисекунд).

Карта памяти квитирования (регистры данных)

Чтобы обеспечить автоматическую непрерывность, в структуре памяти ПЛК необходимо настроить строгий протокол квитирования. В таблице ниже подробно описаны основные 16-разрядные сопоставления регистров, необходимые для оперативной синхронизации в реальном времени. Это гарантирует, что любая стандартная платформа, в том числе оптимизированная дляуниверсальные роботы для паллетированияархитектуры, могут точно прочитать состояние линии:

Таблица 1. Сопоставление памяти ввода-вывода ввода-вывода ПЛК-–-Cobot Fieldbus

Согласно международным стандартам ISO 10218-2 и ISO/TS 15066, модернизация не может полагаться исключительно на потоки данных программного обеспечения для управления ситуациями аварийной остановки. Цепи безопасности обеих машин должны быть объединены на аппаратном уровне с помощью двух-канальных сухих контактов с классом безопасности, подключенных к выделенному ПЛК безопасности или главному реле безопасности.

Аварийная остановка (E-Stop), блокировка

Когда оператор нажимает кнопку аварийной остановки на входеавтоматическая машина для изготовления гофроящиковили последующей ячейкой штабелирования, обе машины должны выполнить управляемую остановку категории 1. Это устраняет крутящий момент двигателя при использовании рекуперативного торможения для безопасной полной остановки всех движущихся частей.

Для такой настройки цепь безопасности должна быть подключена с использованием резервной двухканальной-канальной конфигурации (канал A=24В постоянного тока, канал B=0В постоянного тока / опорное заземление). Вспомогательные выходы безопасности главного реле безопасности коробочной машины подключены непосредственно к входам функциональной безопасности контроллера кобота (конфигурируемые входы безопасности или CSI). Если какой-либо контур разрывается, защитное реле мгновенно размыкается, отключая питание сервоусилителей по всем осям.рука робота.

Лазерные сканеры охранной и активной зоны

Поскольку совместная рука работает без фиксированного физического ограждения, она должна динамически контролировать окружающее пространство, чтобы регулировать свою скорость в зависимости от близости человека.

Оптический лазерный сканер безопасности установлен по диагонали у основания полозья поддона, проецируя горизонтальное поле чувствительности на пол. Если техник приближается для проверки конвейерной линии, сканер сигнализирует контроллеру кобота через безопасный ввод-вывод, чтобы ограничить максимальную скорость его соединения до уровня менее 250 мм/с, что соответствует ограничениям биомеханических сил ISO/TS 15066. Если техник входит непосредственно в активную зону погрузки-поддонов, сканер безопасности размыкает первичную цепь безопасности. Кобот выполняет временную паузу, удерживая свое текущее положение под полным контролем тормоза, не роняя пакет, удерживаемый вакуумным захватом. Как только оператор покидает зону, робот автоматически возобновляет последовательность штабелирования, не требуя ручного сброса управления.

Основным эксплуатационным риском во время модернизации является повреждение продукта, вызванное несоответствием размера производимой коробки и схемы укладки, запрограммированной в роботе. Чтобы исключить ошибки ручного переключения, современныероботические решения для паллетирования используйте автоматическую синхронизацию рецептов.

Когда руководитель завода выбирает конкретный производственный цикл в главном человеко--машинном интерфейсе (HMI) машины по производству гофрокартона, внутренняя база данных отправляет уникальный целочисленный идентификатор (например, Recipe_ID=402) через сеть полевой шины на контроллер робота. Регистр AW10.0 получает значение, и контроллер кобота немедленно выполняет поиск во внутреннем массиве. Если выбран артикул 402, система автоматически извлекает размеры (например, длина: 450 мм, ширина: 300 мм, высота: 200 мм) и включает предварительно-сконфигурированную взаимосвязанную матрицу из 6 блоков с автоматическим зеркальным отображением слоев.

Программа внутреннего управления робота использует этот идентификатор для автоматической корректировки переменных-планирования пути, включая целевую высоту выбора в зависимости от толщины пачки коробок, сетку смещения координат X-Y для построения чередующихся взаимосвязанных слоев поддонов для обеспечения устойчивости штабеля, а также параметры вертикального удлинения подъемной колонны по 7-й-оси для размещения более высоких штабелей.

При проектировании модернизации выбор правильной роботизированной платформы определяет простоту установки. Многие заводы предпочитают модульные системы, такие какуниверсальные роботы для паллетированиякомплекты, поскольку они устраняют необходимость в тяжелой верхней конструкции. Традиционные промышленные штабелируемые ячейки требуют огромной физической площади, но модульнаякобот-паллетайзерможно прикрепить болтами непосредственно к полу или установить на передвижную раму.

Такая модульность позволяетпаллетайзер для ящиковдействовать как независимая машинная ячейка, которую можно легко переместить в случае изменения планировки завода. Например, если компания модернизирует свою основнуюавтоматическая машина для изготовления гофроящиковВ более крупной модели модульную ячейку кобота можно отсоединить от конвейерных линий, переместить с помощью стандартной домкрата и повторно-прикрепить к новой линии в течение одной рабочей смены. Такая гибкость снижает общий риск, связанный с долгосрочными-капиталовложениями в автоматизацию.

Прежде чем возвращать модернизированную производственную линию к крупносерийному-производству, инженеры по интеграции должны заполнить формальный протокол проверки, чтобы проверить стабильность и соответствие системы.

Этап 1. Холодная проверка и проверка ввода-вывода

Сначала убедитесь, что крепление конструкции к полу может выдерживать векторы динамического крутящего момента манипулятора робота, работающего при полной нагрузке. Во-вторых, проверьте все регистры связи полевой шины по отдельности, чтобы убедиться, что состояния битов переключаются правильно, без дребезга сигнала. Наконец, убедитесь, что пневматическая линия подачи поддерживает стабильное минимальное давление 6,0 бар при максимальном непрерывном создании вакуума.

Этап 2: Проверка функциональной безопасности и силы

Проверьте все кнопки аварийной остановки, чтобы убедиться, что нажатие любого отдельного переключателя приводит к одновременному отключению как машины с коробкой, расположенной выше по потоку, так и манипулятора робота, расположенного ниже по потоку. Используйте калиброванный датчик силы-, чтобы убедиться, что физическое столкновение на любой оси кобота вызывает немедленную остановку колодца категории 1 в пределах силы, указанных в стандарте ISO/TS 15066. Убедитесь, что лазерные сканеры правильно определяют вход как в предупреждающую, так и в опасную зоны по всему периметру рабочего пространства.

Этап 3: Оптимизация горячего прогона

Запустите линию с пропускной способностью 25 %, чтобы проверить механическое выравнивание системы индексации упорных-задвижек и координат вакуумного захвата. Затем увеличьте скорость линии до 100 % мощности, чтобы проверить производительность зон конвейера ZPA во время моделирования цикла замены поддонов. Наконец, убедитесь, что алгоритмы программного обеспечения попеременного вращения слоев точно соответствуют выходным размерам, полученным изавтоматическая машина для изготовления гофроящиков.

При поиске квалифицированного поставщика оборудования илипроизводительв проекте модернизации заводские инженеры должны оценить техническую совместимость поставщика с устаревшими линиями. Высококачественный-партнер по интеграции должен предоставить проверенную документацию по трем основным категориям:

• Кинематическая безопасность полезной нагрузки:Поставщик должен гарантировать, что роботизированный манипулятор сможет выдержать как вес самых тяжелых комплектов коробок, так и вес специального EoAT при максимальном горизонтальном выдвижении, не вызывая при этом внутренних тепловых перегрузок двигателя.
• Открытость экосистемы программного обеспечения:Убедитесь, что интерфейс управления поставщика позволяет техническим специалистам вашего завода самостоятельно создавать и изменять схемы укладки, не требуя дорогостоящих внешних контрактов на обслуживание программирования для каждой будущей замены коробки.
• Полная проверка безопасности:Поставщик оборудования должен предоставить документацию по заводским приемочным испытаниям (FAT), подтверждающую, что контуры ограничения силы-полностью соответствуют международным стандартам безопасности.

Систематически следуя этой механической, электрической и программной структуре, заводы могут легко интегрировать технологию совместной штабелирования в свои существующие линии. Эта модернизация устраняет узкие места-на-линии и снижает зависимость от рабочей силы, обеспечивая при этом полное соответствие международным стандартам безопасности.

Нужна помощь в выбореда, верноКобот Паллетайзердля тебяты? КоСвяжитесь с нашей командой для получения бесплатной консультации в зависимости от размера вашей бумаги и требований к объему производства.