В модерните съоръжения за преработка на велпапе модернизирането на наследеното производство надолу по веригата до автоматизирана обработка на материали е най-ефективният метод за елиминиране на оперативните пречки. Докато високо{1}}скоростните центрове за обработка-като направтоматична машина за гофрирани кутии(включително слотери,-лепачи за сгъване и ротационни щанцо-резачки)-могат да изведат хиляди-плоски (KDF) снопове на час, ръчното подреждане в-на-реда често ограничава общата скорост на линията.
Интегриране на робот за сътрудничество (кобот палетизатор) директно в съществуваща линия позволява на заводите да увеличат максимално производителността, без да променят структурното оформление на завода. Тъй като фабриките преминават от ръчен труд към модеренрешения за роботизирано палетизиране, внедрявайки компактенкутия палетизаторклетката се превърна в индустриален стандарт за надграждане на изоставени индустриални инсталации. Технологични платформи катоуниверсални роботи за палетизиранесистеми са доказали, че роботизираните ръце могат безпроблемно да се адаптират към наследените линии. Успешното преоборудване обаче изисква разрешаване на разликите в скоростите на комуникация, обработка на физически трансфери на материали и съвпадение на вериги за безопасност между наследени машини и съвременна роботика.
Това техническо ръководство предоставя рамка-по-стъпка за интегриране на много-осръка роботв активна гофрирана преобразуваща линия, използваща индустриални полеви мрежи и стандартизирани хардуерни интерфейси за безопасност.
Прочетете повече:《Най-доброто ръководство за експресния процес на производство на велпапе
Механичен интерфейс и подравняване на материалния поток
Преди да се установят мрежови комуникации, физическата граница между терминала за разтоварване на машината с кутии и роботизираната клетка за палетизиране трябва да бъде проектирана така, че да се предотврати задръстване на материал и разваляне на продукта.
Синхронизация на захранващия конвейер и буфери за натрупване
Ан автоматична машина за гофрирани кутииизхвърля обвити или плътно завързани снопове с непрекъсната линейна скорост. Рамото на кобот обаче работи с цикличен кинематичен профил на избиране-и-поставяне. Тази разлика изисква механична буферна зона, за да се предотврати сблъсък на приближаващите кутии, докато роботът завършва своя път на подреждане.
Разтоварващият конвейер на машината с кутии трябва да се захранва в специален конвейер за разделяне с високо-триене, управляван от задвижване с променлива честота (VFD). Този конвейер се движи с по-висока линейна скорост от изходната линия на кутия машината, изтегляйки отделни снопове далеч от потока, за да създаде ясна физическа междина (обикновено 300 mm до 500 mm) между единиците. След сепариращия конвейер трябва да се монтират серия от моторизирани ролкови зони, оборудвани с фотоелектрически сензори. Ако коботът претърпи временно забавяне на цикъла (напр. по време на смяна на палета), ролките спират поотделно. Това задържа идващия продукт на място, без да упражнява натиск в предната линия, предотвратявайки изкривяването или изкривяването на кутиите.
Край-на-пространствения клирънс на инструментите за ръка (EoAT).
Захващащото устройство на робота трябва да съответства на ориентацията на входящите пакети с кутии. Тъй като вълнообразните листове са силно порести, клетката трябва да бъде конфигурирана с много-етапна вакуумна решетка на Вентури, използваща меки гъбести уплътнения. Физическата станция за събиране трябва да разполага с пневматична повдигаща ограничителна-порта. Тази врата се издига, за да индексира кутията във фиксирана, предвидима координатна точка, след което се спуска, след като роботът завърши вектора за избор, за да позволи на следващия пакет да напредне. Това механично позициониране е от решаващо значение, независимо дали инсталирате специализиранкутия палетизаторили разгръщане на многостраннироботизирани решения за палетизиране.
Индустриална комуникационна архитектура Fieldbus
Свързването на модерен колаборативен контролер към наследена PLC машина за опаковане изисква протокол за индустриална полева шина. Повечето наследени преобразуващи устройства използват PROFIBUS или дискретно I/O окабеляване, докато съвременните роботизирани контролери разчитат на индустриални Ethernet стандарти като PROFINET или EtherNet/IP.
Мрежова топология и мостови шлюзове
Ако наследената кутия машина работи на по-стар Siemens S7-300 PLC (PROFIBUS) и новият cobot контролер използва PROFINET, хардуерен мрежов мост-като Anybus X-шлюз или Siemens PN/DP съединител-трябва да се инсталира вътре в основната електрическа кутия. Този шлюз картографира регистрите на данни между двете отделни мрежи с минимално забавяне (под 5 милисекунди).
Карта на паметта за ръкостискане (регистри на данни)
За да се постигне автоматизирана непрекъснатост, трябва да бъде конфигуриран строг протокол за ръкостискане в рамките на оформлението на паметта на PLC. Таблицата по-долу описва основното 16-битово картографиране на регистъра, необходимо за оперативна синхронизация в реално време. Това гарантира, че всяка стандартна платформа, включително оптимизираната зауниверсални роботи за палетизиранеархитектури, може да прочете точно състоянието на линията:
Таблица 1: PLC-to-Cobot Fieldbus I/O Memory Mapping
| Адрес на данните (бит/дума) | Име на сигнала | Посока | Функционално описание |
| E0.0 (Bool) | System_Ready | Box Machine ->Кобот | Висока, когато кутията машина е под напрежение и работи. |
| E0.1 (Bool) | Product_At_Pick_Station | Box Machine ->Кобот | Високо, когато оптичният сензор потвърждава, че кутията е заключена в стоп{0}}портата. |
| E0.2 (Bool) | Emergency_Stop_Active | Box Machine ->Кобот | Показва, че машината нагоре по веригата е задействала E-стоп верига. |
| AW10.0 (Word) | Current_Recipe_ID | Box Machine ->Кобот | Предава индекс на размерите на кутията нагоре по веригата (дължина/ширина/височина). |
| A0.0 (Bool) | Cobot_In_Home_Position | Cobot ->Машина за кутия | Високо, когато рамото е свободно от активния конвейер. |
| A0.1 (Bool) | Pick_Cycle_Complete | Cobot ->Машина за кутия | Сигнализира конвейера нагоре по веригата за долна спира{0}}порта и подаване на следващата кутия. |
| A0.2 (Bool) | Pallet_Buffer_Full | Cobot ->Машина за кутия | Сигнализира, че и двете товарни рампи са достигнали крайните височини на слоевете. |
| AW20.0 (Word) | Cobot_Current_Status | Cobot ->Машина за кутия | Диагностична кодова дума за грешка (0=ОК, 1=Загуба на вакуум, 2=Сблъсък). |
Интегриране на хардуерна безопасност с двоен-контур
Съгласно международните стандарти ISO 10218-2 и ISO/TS 15066, модернизацията не може да разчита единствено на софтуерни потоци от данни за управление на ситуации на аварийно спиране. Веригите за безопасност на двете машини трябва да се комбинират на хардуерно ниво с помощта на дву-канални, безопасни сухи контакти, свързани към специален PLC за безопасност или главно реле за безопасност.
Блокировка за аварийно спиране (E-Stop).
Когато оператор натисне бутон за аварийно спиране на горния потокавтоматична машина за гофрирани кутииили клетката за подреждане надолу по веригата, и двете машини трябва да изпълнят контролирано спиране от категория 1. Това премахва въртящия момент на двигателя, докато използва регенеративно спиране, за да доведе всички движещи се части до пълно спиране безопасно.
За да конфигурирате това, веригата за безопасност трябва да бъде окабелена с помощта на резервна дву{0}}канална конфигурация (канал A=24VDC, канал B=0VDC / заземяване). Спомагателните изходи за безопасност на главното реле за безопасност на кутия машината са свързани директно към входовете за функционална безопасност на контролера cobot (конфигурируеми входове за безопасност или CSI). Ако някой от контурите е прекъснат, релето за безопасност се отваря незабавно, прекъсвайки захранването на серво усилвателите по всички оси наръка робот.
Лазерни скенери за охрана и активна зона
Тъй като колаборативната ръка работи без фиксирана физическа ограда, тя трябва динамично да наблюдава заобикалящото пространство, за да коригира скоростта си въз основа на човешката близост.
Оптичен лазерен скенер за безопасност е монтиран диагонално в основата на плъзгача за палети, проектирайки хоризонтално сензорно поле през пода. Ако техник се приближи, за да инспектира конвейерната линия, скенерът сигнализира на кобот контролера чрез защитен I/O да ограничи максималната скорост на ставите до под 250 mm/s, в съответствие с ограниченията на биомеханичната сила на ISO/TS 15066. Ако техникът стъпи директно в зоната за-активно товарене на палети, скенерът за безопасност отваря първичната верига за безопасност. Коботът изпълнява временна пауза, като задържа текущата си позиция под пълен контрол на спирачките, без да изпуска пакета, държан от вакуумния захващач. След като операторът напусне зоната, роботът автоматично възобновява своята последователност на подреждане, без да изисква ръчно нулиране на контрола.
Софтуер за динамична конфигурация на рецепти и модели
Основен оперативен риск по време на модернизация е повреда на продукта, причинена от несъответствие между размера на произведената кутия и модела на подреждане, програмиран в робота. За елиминиране на грешки при ръчно превключване, модеренроботични решения за палетизиране използвайте автоматизирана синхронизация на рецепти.
Когато надзорен орган на завода избере конкретен производствен цикъл на главния човек-машинен интерфейс (HMI) на машината за гофрирани кутии, вътрешната база данни изпраща уникален целочислен идентификатор (напр. Recipe_ID=402) през мрежата на fieldbus към контролера на робота. Регистър AW10.0 получава стойността и cobot контролерът незабавно изпълнява вътрешно търсене в масив. Ако е избран SKU 402, системата автоматично изтегля размерите (като Дължина: 450 mm, Ширина: 300 mm, Височина: 200 mm) и активира предварително-конфигурирана взаимосвързана матрица с 6 кутии с автоматично дублиране на слоеве.
Програмата за вътрешен контрол на робота използва този идентификатор, за да коригира автоматично своите променливи за-планиране на пътя, включително целевата височина на избиране въз основа на дебелината на пакета от кутии, X-Y координатна отместваща решетка за изграждане на редуващи се, взаимосвързани палетни слоеве, за да се осигури стабилност на купчината, и параметрите на вертикалното разширение на 7-мата-колона за повдигане на ос за поемане на по-високи купчини.
Ролята на модулния хардуер в преоборудването на завода
Когато проектирате модернизация, изборът на правилната роботизирана платформа определя лесната инсталация. Много фабрики предпочитат модулни системи катоуниверсални роботи за палетизиранекомплекти, защото елиминират нуждата от тежка надземна рамка. Традиционните промишлени клетки за подреждане изискват масивен физически отпечатък, но модуленкобот палетизаторможе да се закрепи директно към пода или да се монтира на подвижна плъзгача.
Тази модулност позволява накутия палетизаторда действа като независима машинна клетка, която може лесно да бъде преместена, ако схемата на завода се промени. Например, ако една компания надстрои своя първиченавтоматична машина за гофрирани кутиикъм по-голям модел, модулна кобот клетка може да бъде изключена от конвейерните линии, преместена чрез стандартен крик за палети и повторно -закотвена към новата линия в рамките на една работна смяна. Тази гъвкавост намалява общия риск, свързан с дългосрочните-капиталови инвестиции в автоматизация.
Контролен списък за въвеждане в експлоатация и протоколи за валидиране
Преди да върнат преоборудваната производствена линия към-серийно производство, инженерите по интеграцията трябва да изпълнят официален протокол за валидиране, за да проверят стабилността и съответствието на системата.
Фаза 1: Студена проверка и I/O валидиране
Първо, проверете дали структурното закотвяне на пода може да поддържа динамичните вектори на въртящия момент на рамото на робота, работещо при разтягане при пълно натоварване. Второ, проверете поотделно всички комуникационни регистри на полевата шина, за да потвърдите, че битовите състояния преминават правилно без отскачане на сигнала. И накрая, потвърдете, че пневматичната захранваща линия поддържа стабилно минимално налягане от 6,0 бара при максимално непрекъснато генериране на вакуум.
Фаза 2: Проверка на функционалната безопасност и силата
Тествайте всички бутони за аварийно спиране, за да потвърдите, че натискането на всеки отделен превключвател изключва едновременно машината с кутия нагоре по веригата и ръката на робота надолу по веригата. Използвайте калибриран манометър-преобразувател на сила, за да проверите дали физически сблъсък по която и да е ос на кобота задейства незабавно спиране по Категория 1 в границите на силата, определени от ISO/TS 15066. Уверете се, че зоналните лазерни скенери идентифицират правилно влизането както в предупредителната, така и в опасната зона по целия периметър на работното пространство.
Фаза 3: Оптимизация при горещо изпълнение
Пуснете линията при 25% пропускателна способност, за да проверите механичното подравняване на системата за индексиране на стоп{1}}затвора и координатите на захващане на вакуумния захващащ механизъм. След това увеличете скоростта на линията до 100% капацитет, за да тествате ефективността на натрупване на ZPA конвейерните зони по време на симулиран цикъл на смяна на палети. И накрая, потвърдете, че софтуерните алгоритми за редуване на въртене на слоевете точно съответстват на изходните размери, идващи отавтоматична машина за гофрирани кутии.
Критерии за снабдяване-Избор на правилния производител на оборудване за автоматизация
При търсене на квалифициран продавач на оборудване илипроизводителза проект за преоборудване фабричните инженери трябва да оценят инженерната съвместимост на доставчика с наследените линии. Високо{1}}качественият партньор за интегриране трябва да предостави проверена документация в три основни категории:
- Кинематична сигурност на полезен товар:Доставчикът трябва да гарантира, че роботизираната ръка може да управлява както теглото на най-тежките ви пакети от кутии, така и теглото на персонализирания EoAT при максимално хоризонтално удължаване, без да задейства вътрешни термични претоварвания на двигателя.
- Отвореност на софтуерната екосистема:Уверете се, че контролният интерфейс на доставчика позволява на вашите техници в завода да създават и модифицират шаблони за подреждане независимо, без да изискват скъпи външни договори за програмиране за всяка бъдеща смяна на кутията.
- Пълна проверка на безопасността:Доставчикът на оборудването трябва да предостави документация за фабрично приемане (FAT), която доказва, че контурите-ограничаващи силата отговарят напълно на международните стандарти за безопасност.
Като систематично следват тази механична, електрическа и програмна рамка, фабриките могат безпроблемно да интегрират технология за съвместно подреждане в своите съществуващи линии. Тази надстройка елиминира тесните места в край-на-линията и намалява зависимостите от работна ръка, като същевременно гарантира пълно съответствие с международните стандарти за безопасност.
