Czym właściwie jest paletyzacja z użyciem robota -, a czym nie jest
Paletyzacja robotycznanajlepiej rozumieć nie jako maszynę, ale jako system - skoordynowany zestaw części, który zdejmuje luzem produkt z linii i dostarcza stabilną, owiniętą paletę gotową do wysyłki. To rozróżnienie nie ma charakteru akademickiego. Wszystko w dalszej części tego przewodnika - koszt, wydajność, bezpieczeństwo - wynika z niego. Zatem użytecznym pytaniem nie jest „którego robota potrzebuję?” ale „co obejmuje ten system i na czym się kończy?”
Co obejmuje ten przewodnik:paletyzacja gotowych skrzynek i toreb - zapieczętowanych, jednolitych ładunków, które stanowią większość opakowań końcowych--linii. To prawdanieobejmują sortowanie-pojedynczych sztuk lub kompletację-zamówień mieszanych (każdej). Są to różne problemy związane z różnymi ekonomiami i traktowanie ich jako tego samego jest początkiem wielu złych cytatów.
5 etapów standardowego cyklu paletyzacji
Jeden pełnycykl paletyzacjiprzenosi produkt przez pięć etapów:
Zasilanie- Pudełka lub torby przychodzą z linii produkcyjnej na przenośniku, jedna po drugiej.
Podział pasa / orientacja- Produkt jest oddzielany, podnoszony do kwadratu i obracany do orientacji wymaganej przez wzór. Na tym etapie po cichu ustawiana jest prędkość maksymalna. -. Do wyjaśnienia tego wrócimy w części poświęconej przepustowości.
Wybierać- Robot chwyta jedną lub więcej jednostek za pomocą narzędzia na końcu-ramienia.
Ułóż według wzoru- Każda jednostka jest układana zgodnie z zaprogramowanym wzorem układania, warstwa po warstwie.
Zmiana/opakowanie palet- Gotowa paleta jest wynoszona, ustawiana jest pusta, a ładunek jest-owinięty rozciągliwie. W wyniku tego przekazania blokuje się wiele linii, a nie sam robot.
Paletyzacja ≠ samo ramię robota: co zawiera kompletna komórka paletyzująca
Myślisz, że kupujesz robota. Kupujesz Akomórka paletyzująca. To sąelementy systemu paletyzacjifaktycznie płacisz za - i, co równie ważne, kto ma je dostarczyć:
|
Część |
Co to robi |
Kto to zapewnia (zwykle) |
||
|
Robot / ramię paletyzujące |
Wybiera i umieszcza produkt |
Twórca robota |
||
|
Narzędzie-końca-ramienia (chwytak) |
Łapietwójkonkretny futerał lub torbę |
Integrator (specyficzny-aplikacyjny) |
||
|
Przenośnik podający i orientowanie |
Podaje, kwadratuje i orientuje produkt |
Integrator |
||
|
Magazyn/dyspenser palet |
Przechowuje i zasila puste palety |
IntegratorLubprzez innych |
||
|
Ogrodzenia ochronne/skanery obszaru |
Strzeże strefy pracy |
IntegratorLubprzez innych |
||
|
Rozciągliwe opakowanie i interfejs |
Owija gotowy ładunek |
Częstoprzez innych(oddzielna maszyna) |
||
|
Sterowanie i oprogramowanie do tworzenia wzorów |
Uruchamia sekwencję i wzorce układania |
Producent/integrator robotów |
||
|
Instalacja i uruchomienie |
Uruchamia go na twojej podłodze |
Integrator |
Spory dotyczące wyceny prawie zawsze kończą się trzema miejscami: magazynem palet, ogrodzeniem zabezpieczającym i elementami interfejsu-rozciągniętej opakowania -, które każda ze stron po cichu zakłada, że zakrywa druga.
Wskazówka: Poproś każdego dostawcę o pisemny zakres dostawy i wymagaj, aby każdy wiersz był oznaczony przez dostawcę lub przez innych. Zamienia ukryte założenia w podpisaną listę - i jest to najtańsze ubezpieczenie jakie kupisz w całym projekcie.
Typowe nieporozumienia i kluczowe rozróżnienia
Kilka terminów jest używanych zamiennie, ale opisują różne rzeczy. Ta tabela definiuje tylko różnice. - To, która opcja faktycznie pasuje do Twojej linii, jest zadaniem w następnej sekcji.
|
Termin |
Definicja jednego-zdania |
Kluczowa różnica |
Typowy scenariusz |
|
Paletyzacja |
Budowa załadowanej palety z pojedynczych jednostek |
Montuje ładunki |
Koniec linii pakującej |
|
Depaletyzacja |
Rozbicie załadowanej palety na pojedyncze jednostki |
Odwrotność paletyzacji - wymaga wykrywania ładunku i-logiki układania w stosy, a nie tylko umieszczania, więc rzadko jest to proste zadanie polegające na „przeprowadzeniu robota do tyłu” |
Doki odbiorcze, załadunek liniowy, podawanie surowca do produkcji |
|
Robot paletyzujący |
Ramię przegubowe lub suwnicowe układane według zaprogramowanego wzoru |
Obsługuje pojedyncze jednostki według elastycznego, reprogramowalnego wzorca |
Zróżnicowane jednostki SKU i wzorce, które się zmieniają |
|
Paletyzator warstwowy |
Maszyna formująca pełną warstwę i natychmiastowo opuszczająca ją na paletę |
Przesuwa całe warstwy, a nie pojedyncze jednostki |
Wysoka-stawka, pojedyncze-linie SKU |
|
Wspólna paletyzacja |
Paletyzator cobot, który działa bez twardych osłon |
Działa wolniej, ale dzieli przestrzeń z ludźmi |
Linie-o niskiej stawce, mało miejsca |
Robot konwencjonalny vs robot przemysłowy vs paletyzator Cobot
O wyborze trasy decydują zasadniczo trzy zmienne:przepustowość, liczba jednostek SKU i stopień złożoności integracji, jaki chcesz posiadać.Wyprowadź te trzy prosto, a pole szybko się zwęży. Większość kupujących przybywa z przekonaniem, że potrzebuje robota; wielu opuszcza tę sekcję, zdając sobie sprawę, że granica biegnie gdzieś, czego się nie spodziewali. To jest część, w którejtypy paletyzatorówprzestań być katalogiem i zacznij być filtrem -, a prawdziwe pytanie, paletyzator cobot kontra robot przemysłowy, okazuje się złym pierwszym pytaniem. Pierwsza kwestia dotyczy tego, czy w ogóle należysz do robota.
Konwencjonalny paletyzator warstw:-optymalne rozwiązanie pod względem kosztów w przypadku-szybkich linii z pojedynczym-SKU
Mechanicznepaletyzator warstwowynie jest starszą opcją, którą tolerujesz, dopóki nie stać cię na robota - do jednego szybko działającego produktu, to nadal jest to maszyna, która wygrywa pod względem kosztu w przeliczeniu na opakowanie. Tworzy pełną warstwę, a następnie ją odkłada, więc jej szybkość skaluje się wraz z rozmiarem warstwy, a nie liczbą pobrań.
Podział, który ma znaczenie, to wysokość wlotu.
Zasilanie na niskim-poziomietworzy warstwę blisko podłogi i podnosi ją - prosto, łatwo, ale z prędkością około 1–3 warstw/min, czyli realistycznie 15–40 przypadków/min.
Zasilanie na wysokim-poziomietworzy warstwę nad głową i opuszcza ją na opadającą paletę; krótki{0}}skok w dół eliminuje ryzyko podnoszenia-na cykl, przesuwając 5–10 warstw/min i 100–180 skrzynek/min.
Ogólna zasada: powyżej ~40–50 przypadków/min w stabilnym formacie, wysoki-poziom jest oczywistym wyborem inżynierskim. Dokładne liczby zależą od rozmiaru obudowy i liczby warstw.
Oto część sprzeczna z intuicją: jeśli Twoja linia obsługuje pojedynczy SKU-przez cały rok-z prędkością powyżej ~60 skrzynek/min, robot - nawet z wielo-pobieraniem lub chwytakiem-pełnowarstwowym - jest zwyklezarówno wolniejsze, jak i droższeniż warstwa tworząca. Elastyczność, z której nie korzystasz, jest po prostu kosztem, który ponosisz. Paletyzator warstw traci moment, w którym konieczna jest częsta zmiana wzoru lub SKU: zmiana mechaniczna trwa 30–120 minut.
Paletyzacja za pomocą robota przemysłowego: elastyczność-plus-średnia prędkość
Przemysłowyrobot paletyzującywygrywa najszerszy zakres: mieszane jednostki SKU przy średnim-do-wysokim współczynniku. Pojedyncze ramię zazwyczaj wykonuje 8–12 pobrań/min, czyli około 20–35 skrzynek/min, a liczba ta ulega zwielokrotnieniu po zamontowaniu chwytaka rzędowego lub-pełnowarstwowego. Ładowność to miejsce, w którym od razu różni się od cobotów: od 50 kg do 800 kg, co sprawia, że 25-kilogramowe worki, bębny i pełne warstwy są opłacalne w ramach jednej instalacji. Nowe wzorce to zmiana oprogramowania, a nie przezbrojenie, więc zmiana zajmuje 15–60 minut.
Zaczep jest tym, co otacza ramię. Ogrodzenie, skanery obszarowe i (w przypadku cięższej broni) wzmocniony fundament nie są opcjonalnymi dodatkami--. Stanowią one istotną część całkowitego kosztu ogniwa i w dużej mierze decydują o tym, dlaczego cela przemysłowa znacznie przewyższa cobota pod względem ceny.
Paletyzacja Cobota: niska bariera, ruchoma
To pytanie brzmi: co sprzedajepaletyzacja cobotów, a szczera odpowiedź jest taka, że paletyzator cobot ma prawdziwą wartość -, po prostu nie jest umiejscowiony tam, gdzie wskazuje marketing. Zasada „bez ogrodzenia, podłącz-i-graj” sprawdza się aż do trzech twardych granic i każdy poważny kupujący powinien wycenić wszystkie trzy przed podpisaniem umowy.
Jeden ładunek -, za chwytakiem.Nominalna ładowność (zwykle 10–25 kg, niektóre do 30 kg) wynosiniewaga Twojej walizki. Narzędzie na końcu--ramienia wgryza się w niego: głowica podciśnieniowa z ramieniem-z blachą ślizgową może sama ważyć 15–20 kg, więc ramię o wadze znamionowej-25 kg często pozostawia ~18 kg na rzeczywiste podniesienie. Aby uzyskać prędkość maksymalną, planuj pozostać poniżej około połowy wartości znamionowej.
Sufit dwóch - cykli.Prawdziwy-światwspólna paletyzacjadziała z szybkością 4–12 przypadków/min, a górna część tego pasma obejmuje lekkie przypadki i proste wzory.
Trzy - rzeczywista prędkość, jaką osiągasz.Dane dotyczące cyklu dostawcy to zazwyczaj liczba nie-współpracująca (chroniona,-pełna prędkość). W momencie, gdy ocena ryzyka wymaga-działania z ograniczoną siłą w pobliżu ludzi, ramię zwalnia -, a przepustowość standardowa w porównaniu z-ograniczoną siłą może znacznie się różnić, spokojnie zmieniając specyfikację „12/min” na znacznie mniejszą na Twoim piętrze. Powiązane: kolumna podnośnika/siódma oś umożliwiająca osiągnięcie pełnej wysokości palety to konfiguracja niemal-standardowa,-nie warto-mieć- takiego budżetu.
I podstawowa korekta:To, czy potrzebujesz ochrony, zależy od oceny ryzyka, a nie od słowa „cobot”.Współpracujące ramię machające z dużą prędkością ciężkim pudłem może nadal wymagać środków ochronnych.
Test praktyczny: podczas sprawdzania--koncepcji uruchom demo dostawcy z pełną-prędkością, wykorzystując rzeczywiste przypadki i prawdziwy wzorzec, - a nie pętlę-wystawową.
Hybrydowy i wielostanowiskowy-: jeden robot, kilka linii
Przemysłowyrobot paletyzującywygrywa najszerszy zakres: mieszane jednostki SKU przy średnim-do-wysokim współczynniku. Pojedyncze ramię zazwyczaj wykonuje 8–12 pobrań/min, czyli około 20–35 skrzynek/min, a liczba ta ulega zwielokrotnieniu po zamontowaniu chwytaka rzędowego lub-pełnowarstwowego. Ładowność to miejsce, w którym od razu różni się od cobotów: od 50 kg do 800 kg, co sprawia, że 25-kilogramowe worki, bębny i pełne warstwy są opłacalne w ramach jednej instalacji. Nowe wzorce to zmiana oprogramowania, a nie przezbrojenie, więc zmiana zajmuje 15–60 minut.
Zaczep jest tym, co otacza ramię. Ogrodzenie, skanery obszarowe i (w przypadku cięższej broni) wzmocniony fundament nie są opcjonalnymi dodatkami--. Stanowią one istotną część całkowitego kosztu ogniwa i w dużej mierze decydują o tym, dlaczego cela przemysłowa znacznie przewyższa cobota pod względem ceny.
Macierz porównania trzech-tras
Przeczytaj go od lewej do prawej, a sprawdzi się również jako filtr - każdy wiersz wykluczający Cię z kolumny zawęża pole.
|
Czynnik decyzyjny |
Konwencjonalny paletyzator warstwowy |
Robot przemysłowy |
Paletyzator Cobot |
|
Przepustowość |
Wysoki-poziom 100–180/min; niski-poziom 15–40 przypadków/min |
20–35 przypadków/min; więcej dzięki chwytakowi rzędów/warstw |
4–12 przypadków/min; mniej raz siła-ograniczona |
|
Ładowność / masa jednostkowa |
Skrzynie lub torby o wadze do ~50–100 kg |
50–800 kg; torby, bębny, warstwy, wszystko wykonalne |
10–25 kg; ~18 kg na wyciąg po EOAT |
|
SKU / zmiana |
1–2 jednostki SKU; Mechaniczne przezbrojenie 30–120 min |
Wiele jednostek SKU; zmiana oprogramowania 15–60 min |
Nieograniczone wzory; wymiana tabletu w ciągu kilku minut |
|
Ślad i wolna wysokość |
Duży, 20–50 m²; wysoki-poziom wymaga 4–5 m |
Średni, 15–30 m²; standardowy sufit |
Mały, 3–6 m²; potrzebuje ~3,5 m wysokości w świetle |
|
Wymóg bezpieczeństwa |
Pełna ochrona; dojrzała, naprawiona maszyna |
Wymagane ogrodzenie + skanery; dodaje realny koszt |
Ochrona ustalana na podstawie oceny ryzyka, a nie rodzaju ramienia |
|
Czas wdrożenia |
Długi; prace cywilne/konstrukcyjne, tygodnie |
tygodnie; ogrodzenie, fundamentowanie, uruchomienie |
Szybko; godzin do kilku dni |
|
Możliwość przeniesienia |
Nie - skutecznie na stałe |
Trudny; zakotwiczona, ogrodzona instalacja |
Tak - często na podstawie na kółkach |
|
Konserwacja |
Mechaniczne, wiele ruchomych części; wykwalifikowany |
Solidny; wykwalifikowany, ale-z dobrym wsparciem |
Niski; w dużej mierze możliwy do serwisowania-przez operatora |
|
Najlepsze dopasowanie |
Jeden SKU, bardzo duża prędkość, stabilny format |
Mieszane SKU, średnie i wysokie stawki, duże obciążenia |
1–3 linie, mniejsze lub równe ~10/min, pudełka/torby lekkie |
|
Gdzie jest to niewłaściwe narzędzie |
Częste zmiany SKU lub wzorców; niska głośność |
Ultra-wysoki pojedynczy-SKU (wygrywa warstwa); malutki budżet |
>12–15/min lub duże obciążenia - staje się to wąskim gardłem |
Kiedy NIE kupować robota paletyzującego
Uruchamiasz jedno SKU z szybkością 60+ przypadków/min,-przez cały rok. → Robot, nawet wielokrotny-pobierania, nie jest w stanie dorównać szybkości urządzenia układającego warstwę i kosztuje więcej w przeliczeniu na przypadek. → Kup-paletyzator warstwowy wysokiego poziomu.
Paletyzujesz kilka palet dziennie, nieregularnie. → Kapitał plus integracja nie zwróci się w tym wolumenie; ROI wykracza poza każde rozsądne okno. → Trzymaj go ręcznie, korzystając z podnośnika-lub ergonomicznego-rurki próżniowej.
Twój produkt jest niestabilny, mokry lub ma-dziwny kształt, a jego format często się zmienia. → EOAT na-format i ponowna-projektowanie wzorców wykorzystuje dokładnie taką elastyczność, za jaką płacisz. → Najpierw ustabilizuj opakowanie poprzedzające; pozostań ręczny + ergonomiczny, dopóki formaty się nie ustabilizują.
Chcesz szybkości cobota, ale „brak ogrodzenia” to główny powód zakupu. → Jeśli ocena ryzyka wymusza-ograniczoną prędkość, ogrodzona cela przemysłowa jest szybszaItaniej za sztukę. → Kup robota przemysłowego i zaplanuj budżet na ochronę - lub-zmień zakres przepustowości.
Jak obliczyć czas cyklu paletyzatora i przepustowość linii dopasowującej
W poprzedniej sekcji wybrałeś architekturę robota. Teraz pojawia się pytanie, które tak naprawdę decyduje o tym, czy ten wybór przetrwa kontakt z Twoją żyłką: czy może trafić wczas cyklu paletyzatoraTwoje wymagania dotyczące procesu początkowego, dzień po dniu - nie tylko na szpuli demonstracyjnej dostawcy?
Od przepustowości linii do wymaganej liczby pobrań na minutę
Zacznij od szybkości linii, a nie specyfikacji robota. Wszystko inne z niego wynika.
Krok 1 - Przelicz liczbę przypadków na minutę (CPM) na wymagane pobrania na minutę:wymagane pobrania/min=linia CPM ÷ przypadki na pobranie
Krok 2 - Przekształć to w budżet czasu cyklu:czas cyklu=60 ÷ wymagane pobrania/min
Krok 3 - Budowanie łańcucha strat.Teoretyczny czas cyklu robota nigdy nie jest taki sam, jak na podłodze. Do surowej liczby należy dodać cztery rabaty: czas amortyzowany w przypadku zmiany palet,-spowolnienia związane z buforem, dostępność sprzętu (procent zaplanowanego czasu, w którym maszyna faktycznie pracuje, - często skracany do OEE-obowiązujących warunków w ofertach dostawców) oraz zmienność w spójności produktu dostarczanej z wyższego szczebla. Jako zakres roboczy zaprojektuj docelowy czas cyklu z 15–25% zapasu powyżej teoretycznego minimum - ciaśniejsze linie ze stabilnym zasilaniem mogą znajdować się w pobliżu dolnego końca, linie ze zmiennym przepływem wejściowym powinny uwzględniać górny koniec.
Praktyczna zasada działania:
Szybkość linii: 47 CPM
Skrzynki na wybór: 1 (pojedynczy-wybór)
Wymagane kilofy/min=47 ÷ 1=47 picki/min
Budżet czasu cyklu=60 ÷ 47=1.28 s/wybór
Dostępność: 92%
Skorygowane wymagania=1.28 × 0.92=1.18 sek./wybór - to jest rzeczywista liczba, którą robot musi trafić, a nie 1,28
Paleta: 8 warstw, 6 skrzynek/warstwę, czas zmiany 22 sek./paleta
Strata przy przełączeniu na wybór=22 s ÷ (8 × 6 wyborów)=0.46 s/wybór
Prawdziwy wymagany czas cyklu=1.18 - 0.46=0.72 sek./wybór
Jeśli wymagane-pobrania na minutę wyniosą na północ od około 45–50 pobrań/min w przypadku obsługi pojedynczego-pobrania, paletyzacja z użyciem robota z jednym-pobraniem zazwyczaj nie jest już opłacalna przy tej prędkości. - przejdź do następnej sekcji poświęconej strategiom pobierania wielo-pobierania pełnego-warstwami, zamiast próbować wymuszać szybszy cykl pojedynczego-ramienia.
Jak pobieranie wielo-pełne-warstwowe i kompletowanie wielowarstwowe zwiększa przepustowość
Kompletacja wielo-i kompletacja-pełnowarstwowa zwiększają efektywną przepustowość bez szybszego robota -, ale oba niosą ze sobą warunki wstępne, a nie tylko korzyści. Zależą one od stałych wymiarów skrzynek, poprzedzającego urządzenia podającego, które może niezawodnie ułożyć produkt w kształcie prostokąta, zanim dotrze on do robota, oraz układu palet, który geometrycznie umożliwia grupowe rozmieszczenie. Jeśli którykolwiek z tych trzech nie jest spełniony, dodanie możliwości wyboru-wielokrotnego daje ujemny zwrot, a nie ulepszenie.
Istnieje również mechaniczna reakcja łańcuchowa, którą warto prześledzić przed zatwierdzeniem: apaletyzacja z wieloma-wyboramiLubkompletowanie całej warstwyNarzędzie końca--ramienia (EOAT) jest cięższe niż chwytak z pojedynczym-wybierakiem. Ta dodatkowa waga zmniejsza ładowność znamionową robota, co może wymusić przejście na robota wyższej klasy -, co zmienia powierzchnię, koszty, a czasami dynamikę cykli w kierunku przeciwnym do zamierzonego.
Przypomnienie o kosztach, które warto zinternalizować: kosztem pełnego-wybierania warstw zwykle nie jest oprzyrządowanie -, ale sekcja poprzedzająca torowanie i prostowanie, niezbędna do niezawodnego zasilania.
Przeoczony cykl-Zabójcy czasu
W praktyce podawane czasy cykli i obserwowane czasy cykli różnią się z czterech powtarzalnych powodów.
Czas zmiany palety. Każda wymiana pustej-palety kosztuje realne sekundy - zwykle 15–25 sekund na paletę. Amortyzowane według wartości pełnej palety, co może kosztować 0,3–0,5 sekundy na kilof, co szybko się zwiększa w przypadku dużej liczby przesyłek.
Opakowanie czeka. Cykl dalszego rozciągania-owijarki wyznacza górną granicę szybkości rzeczywistej pracy paletyzatora, a nie odwrotnie: - robot, który kończy paletę, zanim owijarka ją wyczyści, po prostu pracuje na biegu jałowym.
Zmienność przepływu przychodzącego. Luki i skoki przepływu w górę rzeki oznaczają, że robot nie jest zasilany ze stałą szybkością, więc jego średni rzeczywisty-czas cyklu jest zawsze gorszy niż czasnajlepszym-przypadkiemczasu cyklu, nawet w przypadku w pełni sprawnego robota.
Złożoność wzoru. Wzory palet blokujących lub układanych krzyżowo-wymagają dłuższych ścieżek umieszczania na skrzynkę niż proste-wzory kolumnowe-, im bardziej wzór jest zoptymalizowany pod kątem stabilności ładunku, tym większy jest koszt czasu cyklu.
