Jeśli w ciągu ostatnich pięciu lat przechodziłeś przez nowoczesne centrum dystrybucyjne, fabrykę przekąsek lub centrum realizacji zamówień w handlu elektronicznym, prawdopodobnie widziałeś w pracy robota paletującego – nawet jeśli o tym nie wiedziałeś. Maszyny te nie tylko układają pudła na paletach; usprawniają zadanie, które kiedyś było pracochłonne, niespójne i podatne na obrażenia w miejscu pracy, a jednocześnie dotrzymywano krótkich terminów realizacji, jakich oczekują konsumenci i firmy. Jako dostawca robotów paletyzujących spędziłem tysiące godzin towarzysząc zespołom fabrycznym, rozwiązując problemy z czkawką na linii i udoskonalając sposób, w jaki te systemy radzą sobie na każdym etapie załadunku i rozładunku produktów, od małych torebek z przekąskami po ciężkie materiały budowlane. Dzisiaj chcę opisać dokładnie, jak te roboty wykonują swoją pracę – bez zbyt technicznego żargonu, tylko codzienną pracę w świecie rzeczywistym, która zapewnia płynny przebieg operacji.
W swej istocie paletyzacja to powtarzalne i precyzyjne zadanie: pobieranie poszczególnych produktów (paczek, pudełek, toreb lub tac) z przenośnika, układanie ich według określonego wzoru na palecie i zabezpieczanie tej palety do wysyłki. Ale „prosta” część to tylko wynik końcowy. Prawdziwa praca składa się z trzech wzajemnie powiązanych etapów: identyfikacji i obsługi produktu, planowania wzoru i rozmieszczenia oraz rozładunku i przekazania do magazynu. Każdy etap opiera się na specjalistycznych narzędziach, programowaniu i sprzęcie, które, jak obserwuję, ewoluują wraz ze zmieniającymi się potrzebami klientów. Zacznijmy od części, której większość ludzi nie widzi jako pierwszej – skąd robot „wie”, co podnosi, ponieważ błędne popełnienie tego błędu prowadzi do nieprawidłowego ułożenia palet, upuszczenia produktów, a nawet przestojów linii.
Pierwszym krokiem w procesie załadunku jest wprowadzenie produktu do celi, a system robota musi to zarejestrować, zanim będzie mógł przystąpić do działania. Większość nowoczesnych konfiguracji paletyzacji wykorzystuje kombinację czujników zamontowanych na przenośniku i systemów wizyjnych do pobierania danych: wymiarów produktu, wagi, kształtu, a nawet szczegółów kodu kreskowego lub QR, które dokładnie informują robota, z czym pracuje. Na przykład 20-funtowe opakowanie detergentu do prania wymaga innego uchwytu i umiejscowienia niż 1-uncjowy worek chipsów ziemniaczanych, a systemy wizyjne rejestrują to w ciągu milisekund i nie wymagają udziału człowieka. W tym przypadku wybór odpowiedniego modelu robota robi różnicę i nie każde zadanie paletyzacji jest zadaniem uniwersalnym.
W przypadku lżejszych i szybkich produktów, takich jak opakowania z przekąskami lub tacki farmaceutyczne, najlepszym rozwiązaniem są elastyczne, szybko poruszające się roboty równoległe. Roboty te, często nazywane robotami delta, są przeznaczone do szybkich i precyzyjnych ruchów w ciasnych przestrzeniach, dzięki czemu idealnie nadają się na linie przetwarzające tysiące małych przedmiotów na godzinę. Niektóre z naszych najpopularniejszych opcji w tej kategorii obejmują czteroosiowego robota równoległego i robota Delta do szybkiego montażu, oba zbudowane z myślą o obsłudze zadań o dużej przepustowości bez utraty dokładności. Widziałem, jak te roboty przetwarzały w fabryce ciastek ponad 150 skrzynek na minutę, układając poszczególne tace z przekąskami z wystarczającą precyzją, że każda paleta była idealnie wyrównana od pierwszej do ostatniej warstwy. Równoległa konstrukcja umożliwia zasięg na dużym obszarze bez zwiększania ciężaru, dlatego idealnie nadają się do obiektów, które muszą zmaksymalizować powierzchnię na liniach produkcyjnych.
W przypadku cięższych i nieporęcznych produktów stosujemy inny typ robota: elastycznego, czteroosiowego przemysłowego robota układającego, który jest przystosowany do obsługi ładunków o masie do 50 kg lub większej. Roboty te mają mocniejsze ramię i większą ładowność, dzięki czemu idealnie nadają się do magazynów materiałów budowlanych, centrów dystrybucji napojów i fabryk części samochodowych. W zeszłym roku współpracowałem z dostawcą sprzętu, który ręcznie układał 50-funtowe worki z mieszanką betonową, co powodowało obrażenia 2-3 pracowników miesięcznie. Po zainstalowaniu naszego elastycznego robota czteroosiowego ograniczyli te obrażenia do zera i zwiększyli tempo paletyzacji o 40%, ponieważ robot nigdy się nie męczy ani nie spieszy, aby dotrzymać terminu.
Gdy robot zidentyfikuje produkt, następną częścią załadunku jest jego podniesienie – jest to krok, który często jest pomijany, ale ma kluczowe znaczenie dla uniknięcia uszkodzeń. Chwytaki są dostosowywane do każdego rodzaju produktu i nie ma czegoś takiego jak rozwiązanie „jeden chwytak pasujący do wszystkich”. W przypadku płaskich pudełek stosujemy chwytaki próżniowe, które przylegają do górnej części opakowania i podnoszą je bez pozostawiania śladów, co jest niezbędne w przypadku marek, którym zależy na tym, aby ich opakowanie wyglądało idealnie na półkach sklepowych. W przypadku toreb lub przedmiotów o nieregularnych kształtach mechaniczne chwytaki z regulowanymi palcami owijają produkt wystarczająco mocno, aby zapobiec ześlizgiwaniu się, ale nie tak mocno, aby nie doszło do rozdarcia. Programowanie robota automatycznie dostosowuje siłę chwytu na podstawie danych z systemu wizyjnego: delikatna szklana butelka zapewnia lżejszy chwyt niż ciężka metalowa skrzynka narzędziowa, co oznacza mniej uszkodzonych produktów i mniej odpadów dla klientów.
Po odebraniu produktu robot przechodzi do etapu układania palet, gdzie precyzja nie podlega negocjacjom. Każdy produkt jest ułożony według określonego „wzoru palet”, który jest wstępnie zaprogramowany w oparciu o dwa kluczowe czynniki: stabilność i efektywność wysyłki. Stabilna paleta nie przewróci się podczas transportu, a wydajny wzór pozwala klientom zmieścić więcej palet na ciężarówce lub regale magazynowym. Programowanie tych wzorów zajmowało kiedyś kilka dni, ale nowoczesne systemy paletyzacji wykorzystują oprogramowanie, które pozwala naszemu zespołowi wprowadzić wymiary palet, rozmiary produktów i limity wagi, a następnie wygenerować zoptymalizowany wzór w ciągu kilku minut. Na przykład standardowa paleta o wymiarach 48 x 40 cali może pomieścić 30 skrzynek napojów gazowanych ułożonych w trzech rzędach po 10, przy czym każda warstwa jest lekko przesunięta, aby utworzyć siatkę łączącą cały stos.
Tutaj dużą rolę odgrywa zasięg robota i prędkość ruchu, szczególnie w obiektach o ograniczonej powierzchni. Ramię robota SCARA o długim ramieniu idealnie nadaje się do mniejszych stanowisk paletyzujących, które muszą pokrywać duży obszar bez przesuwania samej palety. W przeciwieństwie do większych paletyzatorów typu gantry, które zajmują dużo miejsca na podłodze, roboty SCARA mogą jednym ruchem ramienia dotrzeć z jednego końca palety na drugi, co czyni je idealnymi do magazynów miejskich, gdzie liczy się każdy metr kwadratowy. Niedawno zainstalowałem długoramienny system SCARA w małym centrum realizacji handlu elektronicznego w Chicago, które miało miejsce na linię paletyzującą o wymiarach zaledwie 10 x 12 stóp; bez dużego zasięgu SCARA musieliby rozbudować swój obiekt, co kosztowałoby ich 10 razy więcej niż sam robot.
Gdy paleta jest już w pełni załadowana, przechodzi do etapu rozładunku, który często jest pomijany, ale równie ważny dla utrzymania prawidłowego przebiegu operacji. W pełni załadowana paleta może ważyć ponad 1000 funtów, więc przenoszenie jej z celi robota do magazynu lub linii wysyłkowej musi przebiegać płynnie i bezpiecznie. Większość systemów wykorzystuje automatyczne dozowniki palet, które na początku cyklu dostarczają do robota puste palety, a po ich zapełnieniu paleta jest wypychana na napędzany przenośnik, który przenosi ją do owijarki (w celu zabezpieczenia ładunku folią stretch), a następnie do regału magazynowego lub doku wysyłkowego. W przypadku obiektów wymagających dużej prędkości niektórzy klienci integrują przemysłowe roboty delta do sortowania na etapie rozładunku, które mogą dzielić w pełni załadowane palety na różne strefy w zależności od ich ostatecznego miejsca przeznaczenia. Na przykład centrum dystrybucyjne wysyłające towary zarówno na zachodnie, jak i wschodnie wybrzeże może być wyposażone w robota sortującego, który wysyła palety do oddzielnych doków, eliminując potrzebę ręcznego sortowania i redukując błędy w transporcie.
Oczywiście żaden proces paletyzacji nie przebiega idealnie w 100% przypadków i w tym przypadku nasza rola jako dostawcy wykracza poza samą sprzedaż sprzętu. Spędziłem lata pomagając klientom w rozwiązywaniu drobnych problemów, które się pojawiały, takich jak system wizyjny błędnie odczytujący rozmiar produktu z powodu słabego oświetlenia przenośnika lub chwytak zużywający się po intensywnym użytkowaniu. Jedno z najczęstszych pytań, jakie otrzymuję, dotyczy przestojów, a dobra wiadomość jest taka, że nowoczesne roboty paletyzujące zostały zaprojektowane tak, aby zapewniały minimalne przerwy w pracy. Dzięki oprogramowaniu do autodiagnostyki robot ostrzega operatorów o drobnych problemach, zanim przerodzą się one w poważne problemy, a części zamienne są łatwo dostępne i instalowane — często w czasie krótszym niż 15 minut.
To, co najbardziej satysfakcjonujące w pracy w tej branży, to obserwowanie, jak te roboty nie tylko zastępują pracowników, ale ich uzupełniają. Zamiast spędzać 8 godzin dziennie na podnoszeniu ciężkich skrzyń, zespoły fabryczne mogą zająć się bardziej wymagającymi umiejętnościami zadaniami, takimi jak programowanie robota, monitorowanie linii lub rozwiązywanie mniejszych problemów. W zeszłym roku współpracowałem z fabryką przekąsek w Ohio, która zatrudniała zespół 12 ręcznych paletyzatorów; po zainstalowaniu dwóch naszych równoległych systemów robotycznych przeniesiono tych pracowników do kontroli jakości i konserwacji linii, co nie tylko podniosło morale pracowników, ale także poprawiło jakość ich produktów poprzez wychwytywanie problemów na wcześniejszym etapie procesu produkcyjnego.
Jako dostawca robotów paletyzujących moja praca nie polega tylko na sprzedaży sprzętu, ale na upewnieniu się, że odpowiada on konkretnym potrzebom klienta. Mały browar rzemieślniczy nie potrzebuje tego samego szybkiego robota delta, co duży producent napojów bezalkoholowych, tak jak dostawca budowlany nie potrzebuje kompaktowego robota SCARA, który sprawdza się w centrum realizacji handlu elektronicznego. Dlatego przed zarekomendowaniem rozwiązania poświęcamy czas na obejrzenie placówki każdego klienta, rozmowę z jego zespołem i zrozumienie jego celów. Niezależnie od tego, czy potrzebują linii o dużej przepustowości do tysięcy małych produktów, wytrzymałego robota do ciężkich przedmiotów masowych, czy też kompaktowego systemu na ograniczoną powierzchnię, mamy szereg opcji dostosowanych do różnych potrzeb.
Jeśli Twoja firma boryka się z ręczną paletyzacją – niezależnie od tego, czy wiąże się to z wysokimi kosztami pracy, częstymi urazami, długim czasem realizacji czy uszkodzeniem produktu – kolejnym krokiem jest zbadanie, w jaki sposób robot paletyzujący może usprawnić Twój proces. Nasz zespół jest tutaj, aby przeprowadzić Cię przez każdy etap, od wyboru odpowiedniego modelu robota po przeszkolenie zespołu i zapewnienie stałego wsparcia. Nie tylko instalujemy robota i znikamy; jesteśmy partnerami w Twoim długoterminowym sukcesie, pomagając Ci dostosować się do zmieniających się linii produktów, wzrostu wolumenu i nowych standardów branżowych.
Referencje
- Międzynarodowa Federacja Robotyki. (2023).Raport dotyczący światowej robotyki: Roboty przemysłowe. Prasa IFR.
- Automatyczny kod kreskowy, Inc. (nd). Rozwiązania robotów przemysłowych do paletyzacji i przenoszenia materiałów. Pobrane z /industrial-robot/
- Administracja Bezpieczeństwa i Higieny Pracy (OSHA). (2022).Zapobieganie urazom podczas ręcznego przenoszenia materiałów w magazynach. Departament Pracy USA.
- Stowarzyszenie Przemysłu Robotycznego. (2021).Najlepsze praktyki dotyczące robotów paletyzujących w magazynach i zakładach produkcyjnych. Publikacje RIA.