Если вы за последние пять лет посещали современный распределительный центр, фабрику по производству закусок или центр выполнения электронной коммерции, вы, вероятно, видели робота-укладчика на поддоны за работой, даже если вы этого не знали. Эти машины не просто укладывают коробки на поддоны; они упрощают задачу, которая когда-то была трудоемкой, непоследовательной и склонной к травмам на рабочем месте, и при этом соблюдают сжатые сроки выполнения работ, которых ожидают потребители и предприятия. Будучи поставщиком роботов для укладки на поддоны, я провел тысячи часов, гуляя вместе с заводскими бригадами, устраняя неполадки на линиях и совершенствуя то, как эти системы обрабатывают каждый этап погрузки и разгрузки продуктов, от небольших пакетов с закусками до тяжелых строительных материалов. Сегодня я хочу рассказать, как именно эти роботы выполняют свою работу: без излишнего технического жаргона, только реальная, повседневная работа, которая обеспечивает бесперебойную работу.
По своей сути укладка на поддоны — это повторяющаяся и точная задача: снятие отдельных продуктов (упаковок, ящиков, мешков или лотков) с конвейера, расположение их по определенному шаблону на поддоне и закрепление этого поддона для транспортировки. Но «простая» часть — это всего лишь конечный результат. Реальная работа происходит в три взаимосвязанных этапа: идентификация продукта и обработка, планирование и размещение шаблонов, а также разгрузка и передача на хранение. Каждый этап опирается на специализированные инструменты, программирование и аппаратное обеспечение, которые, как я наблюдал, развивались по мере изменения потребностей клиентов. Давайте начнем с той части, которую большинство людей не видят в первую очередь: откуда робот «знает», что он поднимает, потому что неправильная установка приводит к смещению поддонов, падению продуктов или даже к остановке линии.
Первым шагом в процессе загрузки является попадание продукта в ячейку, и роботизированная система должна его зарегистрировать, прежде чем она сможет действовать. В большинстве современных систем укладки на поддоны используется комбинация датчиков, установленных на конвейере, и систем технического зрения для получения данных: размеров, веса, формы продукта и даже деталей штрих-кода или QR-кода, которые точно сообщают роботу, с чем он работает. Например, ящик стирального порошка весом 20 фунтов требует другого захвата и размещения, чем пакет картофельных чипсов весом 1 унция, и системы машинного зрения распознают это за миллисекунды, без вмешательства человека. Именно здесь выбор правильной модели робота имеет решающее значение, и не каждая задача по паллетированию является универсальной работой.
Для более легких и высокоскоростных продуктов, таких как упаковки для закусок или лотки для фармацевтических препаратов, лучше всего подходят гибкие, быстро движущиеся параллельные роботы. Эти роботы, часто называемые дельта-роботами, предназначены для быстрых и точных перемещений в ограниченном пространстве, что делает их идеальными для линий, обрабатывающих тысячи мелких предметов в час. Некоторые из наших самых популярных вариантов в этой категории включают четырехосный параллельный робот и дельта-робот для быстрой сборки, оба созданы для выполнения задач с высокой производительностью без ущерба для точности. Я видел, как эти роботы обрабатывают более 150 коробок в минуту на фабрике по производству печенья, укладывая отдельные лотки с закусками с достаточной точностью, чтобы каждый поддон был идеально выровнен от первого слоя до последнего. Параллельная конструкция позволяет им охватывать большую площадь без увеличения веса, поэтому они идеально подходят для предприятий, которым необходимо максимально увеличить площадь производственных линий.
Для более тяжелых и громоздких продуктов мы обращаемся к другому типу роботов: гибкому четырехосному промышленному роботу-штабелеру, который предназначен для обработки грузов весом до 50 кг и более. Эти роботы имеют более прочную руку и большую грузоподъемность, что делает их идеальными для строительных складов, центров распределения напитков и заводов по производству автозапчастей. В прошлом году я работал с поставщиком оборудования, который вручную укладывал 50-фунтовые мешки с бетонной смесью — задача, которая приводила к 2-3 травмам рабочих в месяц. После установки нашего гибкого четырехосного робота они свели количество травм к нулю и увеличили скорость укладки на поддоны на 40 %, поскольку робот никогда не устает и не спешит уложиться в сроки.
Как только робот идентифицирует продукт, следующей частью загрузки является его подъем. Этот шаг часто упускают из виду, но он имеет решающее значение для предотвращения повреждения. Захваты изготавливаются индивидуально для каждого типа продукции, и не существует универсального решения, подходящего для всех. Для плоских коробок мы используем вакуумные захваты, которые прикрепляются к верхней части коробки и поднимают ее, не оставляя следов, что очень важно для брендов, которым важно, чтобы их упаковка выглядела идеально на розничных полках. Для пакетов или предметов неправильной формы механические захваты с регулируемыми пальцами охватывают продукт достаточно плотно, чтобы он не соскользнул, но не настолько плотно, чтобы он не порвался. Программирование робота автоматически регулирует давление захвата на основе данных системы технического зрения: хрупкая стеклянная бутылка захватывается легче, чем тяжелый металлический ящик для инструментов, что означает меньшее количество поврежденных продуктов и меньше отходов для клиентов.
После подбора продукта робот переходит к этапу размещения поддонов, где точность не подлежит обсуждению. Каждый продукт укладывается по определенному «шаблону поддонов», который заранее запрограммирован с учетом двух ключевых факторов: стабильности и эффективности доставки. Устойчивый поддон не опрокинется во время транспортировки, а эффективная конструкция позволяет клиентам помещать больше поддонов в грузовик или складскую стойку. Программирование этих шаблонов раньше занимало несколько дней, но современные системы укладки на поддоны используют программное обеспечение, которое позволяет нашей команде вводить размеры поддонов, размеры продукта и ограничения по весу, а затем за считанные минуты генерирует оптимизированный шаблон. Например, стандартный поддон размером 48x40 дюймов может вместить 30 ящиков газировки, расположенных в три ряда по 10 штук, при этом каждый слой слегка смещен, чтобы создать сетку, которая скрепляет всю стопку вместе.
Здесь большую роль играет дальность действия и скорость передвижения робота, особенно на объектах с ограниченной площадью. Манипулятор SCARA с длинной рукой идеально подходит для небольших ячеек паллетирования, которым необходимо покрывать большую площадь, не перемещая сам поддон. В отличие от более крупных паллетайзеров портального типа, которые занимают много места, роботы SCARA могут перемещаться от одного конца поддона к другому одним движением руки, что делает их идеальными для городских складов, где каждый квадратный фут имеет значение. Недавно я установил систему SCARA с длинным рукавом для небольшого центра выполнения заказов электронной коммерции в Чикаго, у которого для линии укладки на поддоны было всего 10x12 футов; без широкого охвата SCARA им пришлось бы расширять свое предприятие, что обошлось бы им в 10 раз дороже, чем сам робот.
Как только поддон полностью загружен, он переходит к этапу разгрузки, который часто упускают из виду, но который не менее важен для обеспечения бесперебойной работы. Полностью загруженный поддон может весить более 1000 фунтов, поэтому его транспортировка из ячейки робота на склад или на линию отгрузки должна быть гладкой и безопасной. В большинстве систем используются автоматические диспенсеры поддонов, которые доставляют пустые поддоны к роботу в начале цикла, а после заполнения поддон толкается на приводной конвейер, который перемещает его к обертке (чтобы закрепить груз стрейч-пленкой), а затем на складской стеллаж или отгрузочный док. Для высокоскоростных объектов некоторые клиенты интегрируют на этапе разгрузки промышленных сортировочных дельта-роботов, которые могут разделять полностью загруженные поддоны на разные зоны в зависимости от их конечного пункта назначения. Например, распределительный центр, который осуществляет доставку как на Западное, так и на Восточное побережье, может иметь сортировочный робот, который отправляет поддоны в отдельные доки, устраняя необходимость ручной сортировки и уменьшая количество ошибок при доставке.
Конечно, ни один процесс паллетирования не проходит идеально в 100% случаев, и именно здесь наша роль как поставщика выходит за рамки простой продажи оборудования. Я потратил годы, помогая клиентам устранять возникающие мелкие проблемы, например, система машинного зрения, неправильно определяющая размер продукта из-за тусклого освещения конвейера, или захват, который изнашивается после интенсивного использования. Один из наиболее частых вопросов, которые я получаю, касается простоев, и хорошая новость заключается в том, что современные роботы-укладчики на поддоны рассчитаны на минимальные перерывы. Благодаря программному обеспечению самодиагностики робот предупреждает операторов о небольших проблемах до того, как они перерастут в серьезные проблемы, а запасные части легко найти и установить — часто менее чем за 15 минут.
Что больше всего радует в работе в этой отрасли, так это то, что эти роботы не просто заменяют рабочих, они дополняют их. Вместо того, чтобы тратить 8 часов в день на подъем тяжелых ящиков, заводские команды могут перейти к более высококвалифицированным должностям, таким как программирование робота, мониторинг линии или устранение более мелких проблем. В прошлом году я работал на фабрике по производству снеков в Огайо, где работала команда из 12 ручных укладчиков на поддоны; после установки двух наших параллельных роботизированных систем они перераспределили этих работников на контроль качества и обслуживание линий, что не только повысило моральный дух сотрудников, но и улучшило качество их продукции за счет выявления проблем на более ранних этапах производственного процесса.
Моя работа, как поставщика роботов-укладчиков на поддоны, заключается не просто в продаже оборудования, а в том, чтобы убедиться, что оно соответствует конкретным потребностям клиента. Небольшой крафтовой пивоварне не нужен такой же высокоскоростной дельта-робот, как крупному производителю безалкогольных напитков, точно так же, как поставщику строительных материалов не нужен компактный робот SCARA, который работает в центре выполнения электронной коммерции. Вот почему мы уделяем время осмотру объекта каждого клиента, беседам с его командой и пониманию их целей, прежде чем рекомендовать решение. Нужна ли им высокопроизводительная линия для тысяч мелких продуктов, надежный робот для тяжелых сыпучих грузов или компактная система для ограниченной площади, у нас есть ряд вариантов, адаптированных к различным потребностям.
Если на вашем предприятии возникают трудности с укладкой на поддоны вручную (высокие затраты на рабочую силу, частые травмы, медленные сроки выполнения работ или повреждение продукции), следующим шагом будет изучение того, как робот-укладчик на поддоны может оптимизировать ваш процесс. Наша команда готова помочь вам на каждом этапе: от выбора подходящей модели робота до обучения вашей команды и оказания постоянной поддержки. Мы не просто устанавливаем робота и исчезаем; мы являемся партнерами в вашем долгосрочном успехе, помогая вам адаптироваться к меняющимся линейкам продуктов, увеличению объемов и новым отраслевым стандартам.
Ссылки
- Международная федерация робототехники. (2023).Всемирный доклад по робототехнике: промышленные роботы. ИФР Пресс.
- Автоматический штрих-код, Inc. (nd). Промышленные роботы для паллетирования и погрузочно-разгрузочных работ. Получено из /industrial-robot/
- Управление по охране труда (OSHA). (2022).Предотвращение травм при ручном обращении с материалами на складах. Министерство труда США.
- Ассоциация робототехники. (2021).Лучшие практики робота-паллетизатора для складских и производственных операций. Публикации РИА.