Ak ste za posledných päť rokov prechádzali moderným distribučným centrom, továrňou na občerstvenie alebo plniacim centrom elektronického obchodu, pravdepodobne ste pri práci videli paletizačného robota – aj keď ste o tom nevedeli. Tieto stroje nielen stohujú krabice na palety; zefektívňujú úlohu, ktorá bola kedysi náročná na prácu, bola nekonzistentná a náchylná na úrazy na pracovisku, a to všetko pri dodržiavaní krátkych časových harmonogramov, ktoré spotrebitelia a podniky očakávajú. Ako dodávateľ paletizačných robotov som strávil tisíce hodín chodením po boku továrenských tímov, odstraňovaním problémov so zaseknutím linky a zdokonaľovaním toho, ako tieto systémy zvládajú každý krok nakladania a vykladania produktov, od malých tašiek na občerstvenie až po ťažké stavebné materiály. Dnes chcem presne rozobrať, ako tieto roboty vykonávajú svoju prácu – žiadny prehnane technický žargón, len každodennú prácu v reálnom svete, ktorá zabezpečuje hladký chod operácií.
Paletizácia je vo svojej podstate opakujúca sa presná úloha: odoberanie jednotlivých produktov (balíkov, debničiek, vrecúšok alebo podnosov) z dopravníka, ich usporiadanie do špecifického vzoru na palete a zabezpečenie tejto palety na prepravu. Ale „jednoduchá“ časť je len konečný výsledok. Skutočná práca prebieha v troch vzájomne prepojených fázach: identifikácia a manipulácia s produktom, plánovanie a umiestnenie vzoru a vyloženie a presun do skladu. Každá fáza sa spolieha na špecializované nástroje, programovanie a hardvér, ktorý som sledoval, ako sa vyvíja podľa toho, ako sa menia potreby zákazníkov. Začnime časťou, ktorú väčšina ľudí na prvý pohľad nevidí – ako robot „vie“, čo zdvíha, pretože nesprávne nastavenie vedie k nesprávne zarovnaným paletám, spadnutým produktom alebo dokonca k odstaveniu linky.
Prvým krokom v procese nakladania je vstup produktu do bunky a robotický systém ho musí zaregistrovať, aby mohol začať konať. Väčšina moderných paletizačných zariadení využíva kombináciu snímačov namontovaných na dopravníku a kamerových systémov na získavanie údajov: rozmery produktu, hmotnosť, tvar a dokonca aj detaily čiarových kódov alebo QR kódov, ktoré robotovi presne povedia, s čím pracuje. Napríklad 20 librový obal pracieho prostriedku potrebuje iné uchopenie a umiestnenie ako 1 oz vrecko zemiakových lupienkov a systémy videnia to zachytia v priebehu milisekúnd, nie je potrebný žiadny ľudský zásah. Toto je miesto, kde výber správneho modelu robota robí rozdiel a nie každá paletizácia je univerzálna úloha.
Pre ľahšie, vysokorýchlostné produkty, ako sú balíčky s občerstvením alebo farmaceutické podnosy, sú to flexibilné, rýchlo sa pohybujúce paralelné roboty. Tieto roboty, často označované ako delta roboty, sú navrhnuté na rýchle a presné pohyby v stiesnených priestoroch, vďaka čomu sú ideálne pre linky, ktoré spracúvajú tisíce malých predmetov za hodinu. Niektoré z našich najobľúbenejších možností v tejto kategórii zahŕňajú štvorosový paralelný robot a robot s rýchlou montážou Delta Robot, ktoré sú skonštruované tak, aby zvládli úlohy s vysokou priepustnosťou bez obetovania presnosti. Videl som, ako tieto roboty spracovávajú viac ako 150 obalov za minútu v továrni na sušienky a stohujú jednotlivé podnosy s dostatočnou presnosťou, že každá paleta je dokonale zarovnaná od prvej vrstvy po poslednú. Paralelný dizajn im umožňuje dosiahnuť širokú oblasť bez zvýšenia hmotnosti, takže sú ideálne pre zariadenia, ktoré potrebujú maximalizovať podlahovú plochu na svojich výrobných linkách.
V prípade ťažších a objemnejších produktov sa obraciame na iný typ robota: flexibilný štvorosový priemyselný stohovací robot, ktorý je skonštruovaný tak, aby zvládol zaťaženie do 50 kg alebo viac. Tieto roboty majú pevnejšie rameno a vyššiu nosnosť, vďaka čomu sú ideálne pre sklady stavebných potrieb, distribučné centrá nápojov a továrne na výrobu automobilových dielov. Minulý rok som spolupracoval s dodávateľom hardvéru, ktorý ručne ukladal 50 libier vrecia betónovej zmesi, čo bola úloha, ktorá viedla k 2-3 zraneniam pracovníkov mesačne. Po nainštalovaní nášho flexibilného štvorosového robota znížili tieto zranenia na nulu a zvýšili mieru paletizácie o 40 %, pretože robot sa nikdy neunaví a neponáhľa sa, aby splnil termín.
Keď robot identifikuje produkt, ďalšou časťou nakladania je jeho vyzdvihnutie – krok, ktorý sa často prehliada, ale je rozhodujúci, aby sa predišlo poškodeniu. Uchopovače sú prispôsobené pre každý typ produktu a neexistuje riešenie typu „jeden uchopovač vyhovuje všetkým“. V prípade plochých puzdier používame vákuové chápadlá, ktoré sa prilepia k hornej časti puzdra a zdvihnú ho bez zanechania stôp, čo je nevyhnutné pre značky, ktoré potrebujú, aby ich obaly vyzerali perfektne pre maloobchodné regály. V prípade tašiek alebo predmetov nepravidelného tvaru mechanické chápadlá s nastaviteľnými prstami obopínajú výrobok dostatočne tesne, aby sa nešmýkali, ale nie tak pevne, aby sa roztrhol. Programovanie robota nastavuje tlak uchopenia automaticky na základe údajov zo systému videnia: krehká sklenená fľaša má ľahší úchop ako ťažký kovový box na náradie, čo znamená menej poškodených produktov a menej odpadu pre zákazníkov.
Po vyzdvihnutí produktu sa robot presunie do štádia umiestňovania paliet, kde sa nedá vyjednávať o presnosti. Každý produkt je usporiadaný v špecifickom „paletovom vzore“, ktorý je vopred naprogramovaný na základe dvoch kľúčových faktorov: stability a efektivity prepravy. Stabilná paleta sa počas prepravy neprevráti a efektívny vzor umožňuje zákazníkom umiestniť viac paliet do nákladného auta alebo skladového regálu. Programovanie týchto vzorov trvalo niekoľko dní, ale moderné paletizačné systémy používajú softvér, ktorý nášmu tímu umožňuje zadať rozmery paliet, veľkosti produktov a hmotnostné limity a potom vygenerovať optimalizovaný vzor v priebehu niekoľkých minút. Napríklad štandardná paleta s rozmermi 48 x 40 palcov môže obsahovať 30 debien sódy usporiadaných v troch radoch po 10, pričom každá vrstva je mierne posunutá, aby sa vytvorila mriežka, ktorá uzamkne celý stoh dohromady.
Tu zohráva veľkú úlohu dosah a rýchlosť pohybu robota, najmä v zariadeniach s obmedzeným podlahovým priestorom. Robotické rameno SCARA s dlhou dĺžkou ramena je ideálne pre menšie paletizačné bunky, ktoré potrebujú pokryť veľkú plochu bez pohybu samotnej palety. Na rozdiel od väčších portálových paletizátorov, ktoré zaberajú veľa miesta, môžu roboty SCARA dosiahnuť z jedného konca palety na druhý jediným pohybom ruky, vďaka čomu sú ideálne pre mestské sklady, kde sa počíta každá štvorcová stopa. Nedávno som nainštaloval systém SCARA s dlhým ramenom pre malé plniace centrum elektronického obchodu v Chicagu, ktoré malo priestor len 10 x 12 stôp pre ich paletizačnú linku; bez dlhého dosahu SCARA by museli rozšíriť svoje zariadenie, čo by ich stálo 10-krát viac ako samotný robot.
Po úplnom naložení palety sa presunie do fázy vykládky, ktorá je často prehliadaná, ale rovnako dôležitá pre udržanie operácií na správnej ceste. Plne naložená paleta môže vážiť viac ako 1 000 libier, takže jej presun z robotickej bunky do skladu alebo na prepravnú linku musí byť hladký a bezpečný. Väčšina systémov používa automatické dávkovače paliet, ktoré prinesú prázdne palety do robota na začiatku cyklu, a keď sa naplní, paleta sa posunie na poháňaný dopravník, ktorý ju presunie do obalu (na zabezpečenie nákladu strečovou fóliou) a potom do skladovacieho regálu alebo prepravného doku. Pre vysokorýchlostné zariadenia niektorí zákazníci integrujú priemyselné triediace delta roboty do fázy vykládky, ktoré dokážu rozdeliť plne naložené palety do rôznych zón podľa ich konečného určenia. Napríklad distribučné centrum, ktoré dodáva na západné aj východné pobrežie, môže mať triediaceho robota, ktorý posiela palety do samostatných dokov, čím eliminuje potrebu manuálneho triedenia a znižuje chyby pri preprave.
Samozrejme, žiadny proces paletizácie neprebieha dokonale 100 % času a v tom naša úloha ako dodávateľa presahuje len predaj zariadení. Strávil som roky pomáhaním zákazníkom odstraňovať malé problémy, ktoré sa vyskytnú, ako napríklad systém videnia, ktorý nesprávne číta veľkosť produktu z dôvodu slabého svetla na dopravníku alebo chápadla, ktoré sa opotrebujú po intenzívnom používaní. Jedna z najčastejších otázok, ktoré dostávam, sa týka prestojov a dobrou správou je, že moderné paletizačné roboty sú navrhnuté tak, aby ich prerušovali len minimálne. Pomocou samodiagnostického softvéru robot upozorní operátorov na malé problémy skôr, ako sa z nich stanú veľké problémy, a náhradné diely sa dajú ľahko získať a nainštalovať – často za menej ako 15 minút.
Na práci v tomto odvetví je najuspokojujúcejšie vidieť, ako tieto roboty nielen nahradzujú pracovníkov, ale ich dopĺňajú. Namiesto trávenia 8 hodín denne zdvíhaním ťažkých kufrov môžu továrenské tímy prejsť na úlohy s vyššou kvalifikáciou, ako je programovanie robota, monitorovanie linky alebo riešenie menších problémov. Minulý rok som pracoval s továrňou na občerstvenie v Ohiu, ktorá mala tím 12 ručných paletizátorov; po nainštalovaní dvoch našich paralelných robotických systémov prerozdelili týchto pracovníkov na kontrolu kvality a údržbu liniek, čo nielen zvýšilo morálku zamestnancov, ale zlepšilo aj kvalitu ich produktov, keďže sa problémy zachytili skôr vo výrobnom procese.
Mojou úlohou ako dodávateľa paletizačných robotov nie je len predať určité zariadenie, ale zabezpečiť, aby vyhovovalo špecifickým potrebám zákazníka. Malý remeselný pivovar nepotrebuje rovnaký vysokorýchlostný delta robot ako veľký výrobca nealkoholických nápojov, rovnako ako stavebný dodávateľ nepotrebuje kompaktného robota SCARA, ktorý pracuje pre plniace centrum elektronického obchodu. Preto si pred odporúčaním riešenia venujeme čas na prechádzku zariadením každého zákazníka, rozhovor s jeho tímom a pochopenie jeho cieľov. Či už potrebujú vysokovýkonnú linku pre tisíce malých produktov, robustný robot na ťažké objemné predmety alebo kompaktný systém pre obmedzený priestor, máme celý rad možností prispôsobených rôznym potrebám.
Ak vaša prevádzka zápasí s manuálnou paletizáciou – či už ide o vysoké náklady na pracovnú silu, časté zranenia, pomalé časy obrátky alebo poškodenie produktu – ďalším krokom je skúmanie toho, ako môže paletizačný robot zefektívniť váš proces. Náš tím je tu, aby vás previedol každou fázou, od výberu správneho modelu robota až po školenie vášho tímu a poskytovanie nepretržitej podpory. Nenainštalujeme len robota a zmizneme; sme partneri pre váš dlhodobý úspech, pomáhame vám prispôsobiť sa meniacim sa radom produktov, zvyšovaniu objemu a novým priemyselným štandardom.
Referencie
- Medzinárodná federácia robotiky. (2023).Svetová správa o robotike: Priemyselné roboty. IFR Press.
- Automatic Barcode, Inc. (nd). Riešenia priemyselných robotov pre paletizáciu a manipuláciu s materiálom. Získané z /industrial-robot/
- Úrad pre bezpečnosť a ochranu zdravia pri práci (OSHA). (2022).Predchádzanie zraneniam pri ručnej manipulácii s materiálom v skladoch. Ministerstvo práce USA.
- Združenie robotického priemyslu. (2021).Najlepšie postupy paletizačného robota pre skladové a výrobné operácie. Publikácie RIA.