Что такое автоматический паллетайзер? Преимущества, типы и как это работает

Анавтоматический паллетайзерпредставляет собой специализированную промышленную упаковочную систему, предназначенную для автоматической укладки контейнеров, картонных коробок, коробок, мешков или ящиков на поддоны для складирования, хранения и транспортировки. Работая на заключительном этапе производства продукции,-обычно называемом концевой-упаковкой-линии (EOL)-автоматические укладчики на поддоны принимают поступающую готовую продукцию с вышестоящих производственных линий, ориентируют ее в заранее определенные структурные схемы и укладывают слой за слоем на поддон.

Заменяя ручную укладку автоматизированной механикой, эти системы устраняют тяжелые физические нагрузки, обеспечивают высокую пропускную способность и создают стабильные квадратные поддоны, которые остаются в безопасности во время перевозки грузов.

На протяжении десятилетий стандартные рабочие процессы упаковки в значительной степени полагались на ручной труд при перемещении продукции с разгрузочных конвейеров на деревянные поддоны. По мере увеличения скорости производства и ужесточения стандартов промышленной безопасности ручная обработка стала критическим узким местом в работе.

Современное производство требует непрерывного-производства в больших объемах.Автоматические паллетайзерыустранить разрыв между оборудованием для первичной/вторичной упаковки (например, наполнителями, упаковщиками и устройствами для сборки коробок) и управлением логистикой (например, стретч-упаковщиками, автоматизированными транспортными средствами и системами управления складом).

Хотя конкретные механические конфигурации различаются в зависимости от выбранного оборудования, автоматические штабелеры выполняют синхронизированный, пошаговый--процесс, превращая отдельные упаковки в защищенные грузовые единицы.

Шаг 1: Накопление подачи и ориентация продукта

Продукты поступают в ячейку укладки на поддоны через подающий конвейер,-часто это система с нулевым-накоплением давления (ZPA)-, чтобы предотвратить разрушение упаковки. Ударные поворотные устройства, линейные вращатели или поворотные столы с-приводом с сервоприводом ориентируют каждый ящик или сумку в соответствии с заранее-запрограммированными шаблонами слоев (например, стопкой столбцов, взаимосвязанным рисунком или расположением вертушки).

Шаг 2: Формирование слоев (генерация узора)

В обычных системах высокого-и низкого-уровней продукты помещаются в конфигурации строк-за-строками таблицы шаблонов до тех пор, пока не будет сформирован полный слой (уровень). В роботизированных системах шарнирная рука захватывает отдельные предметы, группы из нескольких-корпусов или целые предварительно-сформированные слои непосредственно с помощью специального инструмента на конце-руки- (EOAT).

Шаг 3: Перенос и укладка слоев

• Обычные системы:Образованный слой надавливается на разрезные дверцы фартука или съемную пластину. Пластина открывается или втягивается, аккуратно опуская или укладывая слой на поддон, расположенный ниже.
• Робототехнические системы:Многоосная механическая рука- перемещает полезный груз в трехмерном пространстве, опуская его точно по указанным координатам на поддоне.

Шаг 4. Размещение-листа и подкладки (необязательно)

Для хрупких товаров, мешков или многоуровневой стабилизации автоматический податчик листов выбирает картонные или пластиковые листы из магазина и вставляет их между слоями продукта, чтобы выровнять распределение веса.

Шаг 5: Разгрузка и транспортировка поддонов

Как только заданная высота или предел слоя достигнуты, полный поддон перемещается из зоны укладки на сверхмощный-роликовый или цепной конвейер с приводом к встроенной стретч-упаковочной машине. Одновременно автоматический распределитель поддонов загружает новый пустой поддон в положение штабелирования, чтобы продолжить цикл без остановки.

Понимание эксплуатационных различий между типами паллетайзеров позволяет руководителям предприятий выбирать лучшее оборудование с учетом их пропускной способности, занимаемой площади и бюджетных ограничений.

1. Автоматические роботы-паллетизаторы

В автоматических роботах-укладчиках используются 4- или 6-осные промышленные шарнирные рычаги, оснащенные специальными захватами. Вместо того, чтобы сталкивать ряды продуктов вместе, роботизированные устройства подбирают товары с позиции подачи и с высокой точностью размещают их на поддоне.

• Конец-из-Инструментов для рук (EOAT):Производительность робота во многом зависит от механизма захвата. Вакуумные губчатые подушечки отлично подходят для подъема коробок из гофрированного картона; пневматические боковые зажимы для ручек ящиков; механические нижние вилы или лопаточные захваты поддерживают тяжелые мешки или несвязанные грузы.
• Многострочная-обработка:Один автоматический робот-укладчик на поддоны-полезной нагрузки может одновременно обслуживать до четырех подающих конвейеров, укладывая разные артикулы на отдельные соседние поддоны в одном защитном кожухе.

2. Традиционные паллетайзеры высокого- уровня (высокая-подача)

Паллетайзеры верхнего- уровня принимают продукцию на поднятых конвейерах, расположенных на высоте от 8 до 12 футов над уровнем пола. На этом верхнем уровне оборудование формирует целые слои продукта. Как только слой полностью попадает на съемную пластину, он опускается или укладывается на стопку поддонов, находящуюся под ней, которая постепенно опускается по мере накопления слоев.

• Преимущества:Исключительно высокая скорость (от 100 до 150 коробок в минуту), что делает их стандартными для больших-заводов по розливу и консервированию напитков.
• Недостатки:Большая площадь занимаемой площади, необходимость в приподнятых мезонинных платформах для доступа для обслуживания и более высокие первоначальные капиталовложения.

3. Обычные паллетайзеры с низким-уровнем (низкой-подачей)

Низкие-паллетайзеры принимают продукцию на стандартном уровне пола (около 3 футов в высоту). Продукты группируются в ряды и слои на высоте пола, затем механический подъемник поднимает весь слой или сборку плит вверх, чтобы разместить их поверх растущего груза поддонов.

• Преимущества:Доступность уровня-на уровне пола позволяет легко вмешиваться оператору, упрощает текущее обслуживание и снижает требования к высоте структурного потолка.
• Недостатки:Более низкие максимальные рабочие скорости по сравнению с моделями с большой-подачей из-за времени вертикального цикла, необходимого для подъемного механизма.

4. Системы паллетизации Cobot

Коллаборативные роботы (коботы) – это компактные машины с низкой-полезной нагрузкой, предназначенные для работы вместе с людьми-операторами без традиционных защитных ограждений по периметру (при условии оценки риска). Встроенные датчики силы обнаруживают случайный контакт и немедленно прекращают движение.

• Преимущества:Быстрая настройка, интуитивно понятный пользовательский интерфейс перетаскивания-в-программы, чрезвычайно компактная конструкция и простота перемещения между производственными линиями.
• Недостатки:Меньшая скорость (обычно от 12 до 15 подборов в минуту) и ограничения по грузоподъемности (обычно от 20 до 25 кг).

1. Максимальная пропускная способность и линейный выход

Ручная паллетизация по своей природе подвержена усталости человека, колебаниям скорости и паузам при переключении смен. Автоматические системы укладки на поддоны работают непрерывно с запрограммированной скоростью цикла, гарантируя, что высокоскоростные-передающие производственные линии никогда не будут страдать от узких мест в упаковке на последующих этапах.

2. Полное устранение эргономических рисков травм.

Повторяющийся подъем, скручивание и размещение тяжелых ящиков или мешков весом 25-кг подвергает работников кумулятивным нарушениям опорно-двигательного аппарата (MSD) и тяжелым травмам от перенапряжения. Автоматизация процесса укладки на поддоны позволяет перенести эти связанные с высоким риском физические задачи на надежное оборудование, что снижает количество исков о травмах на рабочем месте и снижает затраты на страхование.

3. Превосходная стабильность нагрузки и снижение потерь продукта

Непоследовательная укладка вручную приводит к наклону поддонов, их свисанию и смятию коробок из гофрокартона. Автоматические паллетайзеры позиционируют каждый предмет с точностью до миллиметра (часто в пределах ±1,0 мм). Идеальное выравнивание слоев позволяет получить квадратные, структурно прочные грузы, которые максимально увеличивают грузовое пространство грузовика и предотвращают повреждение продукта во время транспортировки.

4. Значительная прямая экономия затрат на рабочую силу.

Внедрение автоматического укладчика на поддоны позволяет предприятиям перераспределить складскую рабочую силу на более важные-операционные задачи, такие как контроль качества, техническое обслуживание оборудования или планирование логистики. Вместо необходимости использования нескольких загрузчиков в смену один оператор может контролировать несколько автоматических упаковочных линий одновременно.

5. Бесшовная адаптация нескольких-артикулов и рецептов

Современные упаковочные операции позволяют обрабатывать продукты различной формы, размеров и конфигураций поддонов. Благодаря интуитивно понятным человеко--машинным интерфейсам (ЧМИ) и усовершенствованным программируемым логическим контроллерам (ПЛК) операторы могут менять рецепты укладки на поддоны одним нажатием кнопки, сокращая время переключения с получаса до менее чем двух минут.

Чтобы понять, какавтоматический паллетайзерпреобразует повседневную работу предприятия, рассмотрим реальный-пример регионального предприятия по упаковке напитков.

Первоначальные узкие места в эксплуатации

На предприятии функционировали три высокоскоростные-линии консервирования производительностью более 1200 коробок в час. Несмотря на значительные инвестиции в высокоскоростные-разливочные машины, последующие операции столкнулись с серьезными задержками:

• Ручные ограничения скорости:Бригады по ручной укладке изо всех сил пытались добиться соответствия скорости разгрузки, из-за чего разливочные машины, расположенные выше по потоку, работали с пониженной производительностью или часто останавливались.
• Высокий уровень травматизма:Ручная-складывание подносов с напитками массой по 15 кг приводило к частым повторяющимся травмам от перенапряжения, большому количеству прогулов и увеличению затрат на оплату труда работников.
• Нестабильность нагрузки:Неравномерная укладка вручную привела к разрушению лотков, что привело к опрокидыванию поддонов внутри грузовых автомобилей и возврату клиентов.

Системное проектирование и внедрение

Инженерно-технические бригады отремонтировали участок-участка-упаковочной линии завода, установив двойную-загрузочную линию.автоматический робот-паллетизаторклетка:

1. Транспортировка при нулевом-давлении:Установлены роликовые конвейеры ZPA для плавной подачи входящих лотков с напитками без деформации кромок.
2. Роботизированная ячейка с тяжелой-полезной нагрузкой:Интегрированный 4-осевой промышленный робот-манипулятор грузоподъемностью 180 кг. Рука была оснащена специальной вакуумной губкой EOAT, способной работать с двойным корпусом.
3. Автоматизированное управление поддонами:Интегрирован автоматический дозатор поддонов, который подавал пустые деревянные поддоны через цепные конвейеры непосредственно в ячейку.

Измеренные эксплуатационные результаты

После ввода системы в эксплуатацию на объекте были достигнуты явные улучшения в эксплуатации:

• Линейный выход восстановлен:Линии розлива выше по потоку достигли операционной эффективности 99,1%, устраняя невыполненные заказы на выходе.
• Эргономическая безопасность:Травматизм на рабочем месте из-за подъема тяжестей в зоне паллетирования снизился до нуля.
• Сокращение отходов:Коэффициент повреждения продукции снизился с 2,4% до уровня ниже 0,02%.
• Быстрое восстановление капитала:Принимая во внимание прямую экономию трудовых ресурсов, сокращение количества отходов и снижение страховых выплат, завод достиг полной окупаемости инвестиций (ROI) в течение 14,2 месяцев.

Оценкаавтоматический паллетайзертребует не только первоначальной покупной цены, но и учитывать совокупную стоимость владения (TCO).

Формула расчета рентабельности инвестиций

Большинство производственных предприятий, работающих в несколько-сменных графиков, достигают полного возмещения капитала в течениеот 12 до 24 месяцев.

Модернизация предприятия до автоматической укладки на поддоны требует структурированного инженерного подхода:

Этап 1: Аудит пропускной способности и пакетов

1. Измерьте максимальную скорость выдачи коробок в часы пиковой производительности.
2. Запишите размеры упаковки, вес брутто, пористость поверхности и жесткость конструкции.
3. Определите необходимые размеры поддона (например, GMA 48x40 дюймов, европоддон) и максимальную высоту штабеля.

Этап 2: Выбор системы и проектирование ячейки

1. Выбирайте между роботизированной, обычной конфигурацией высокого-или низкого-уровня в зависимости от потребностей в пространстве и скорости.
2. Выберите подходящее EOAT (вакуумные подушки для коробок, механические вилы для пакетов, боковые-зажимы для ящиков).
3. Спроектируйте схему конвейера с буферными зонами ZPA для предотвращения скачков напряжения на линии.

Этап 3: Обеспечение безопасности и интеграция

1. Спроектируйте ограждение по периметру, входные двери с блокировкой и световые завесы в соответствии со стандартами OSHA/ISO.
2. Интегрируйте управление системой через Industrial Ethernet (PROFINET/EtherNet/IP) с вышестоящим оборудованием и нижестоящими упаковочными машинами.

Этап 4: Тестирование и ввод в эксплуатацию

1. Проведите заводские приемочные испытания (FAT) на предприятии интегратора с использованием реальных образцов продукции.
2. Установите оборудование, проверьте цепи аварийной остановки и откалибруйте размещение датчиков.
3. Обучите операторов установок и техников по техническому обслуживанию элементам управления ЧМИ, созданию рецептов и графикам профилактического обслуживания.

1. Может ли автоматический укладчик паллет обрабатывать продукцию нескольких размеров одновременно?

Да.Автоматический робот-паллетизаторИ современные обычные укладчики на поддоны могут хранить десятки предварительно-сконфигурированных рецептов штабелирования в памяти ПЛК. Для переключения между различными размерами продукта или рисунками слоев требуется лишь быстрый выбор на экране HMI.

2. Что произойдет, если коробка будет повреждена или смещена перед входом в укладчик?

Современные автоматизированные системы включают в себя встроенные датчики контроля и системы технического зрения. Если обнаруживается смятая коробка или открытый клапан, система отклоняет дефектную упаковку от основной линии до того, как она достигнет ячейки укладки на поддоны, предотвращая-застревание.

3. Сколько места требуется для автоматической ячейки паллетайзера?

Требования к пространству зависят от архитектуры системы. Компактные ячейки коботов требуют всего лишь 6 х 6 футов, тогда как промышленные роботизированные ячейки обычно занимают 12 х 15 футов. Обычные паллетайзеры высокого- уровня требуют большей площади, часто превышающей 20 x 30 футов, а также больших зазоров под потолком.

Чтобы оценить возможность планировки вашего многоуровневого объекта,свяжитесь с нашим инженерно-техническая группа сегодня. Предоставьте архитектурные чертежи вашего предприятия, высоту-до-этажей, производительность линии преобразования и характеристики целевых поддонов, и наша команда подготовит индивидуальный чертеж компоновки 2D/3D CAD и полный технико-экономический анализ с учетом вашего объекта.

Свяжитесь сейчас