Systemy centralnej paletyzacji
Nowoczesne rozwiązanie dla dużych zakładów
Wikpol projektuje i wdraża centralne systemy paletyzacji, które łączą w jednym obszarze paletyzację produktów z wielu linii. Integrujemy stanowiska paletyzacji z transportem produktów i palet, urządzeniami do zabezpieczania i znakowania gotowych ładunków oraz nadrzędnym systemem sterowania.
Liczba robotów, układ stanowisk paletyzacji i sposób realizacji transportu wynikają z wydajności linii, paletyzowanego asortymentu, organizacji produkcji, dostępnej przestrzeni oraz planów rozwoju zakładu.
Czym jest centralna paletyzacja?
Centralna paletyzacja to zintegrowany system, w którym produkty z wielu linii produkcyjnych lub pakujących są kierowane do wspólnego obszaru paletyzacji. Nadrzędny system sterowania koordynuje przepływ produktów, pracę stanowisk paletyzacji, podawanie pustych palet, odbiór gotowych ładunków oraz ich przekazywanie do kolejnych etapów procesu.
O centralnym charakterze systemu nie decyduje konkretna liczba robotów i stanowisk paletowych, obecność wspólnej magistrali transportowej ani sposób transportu palet. Jego wyróżnikami są: połączenie paletyzacji z wielu linii w jeden system, zintegrowany przepływu produktów i palet oraz nadrzędne sterowanie całym procesem.
Jak działa centralny system paletyzacji?
Po zakończeniu pakowania produkty są transportowane do obszaru centralnej paletyzacji. System rozpoznaje produkt, wybiera właściwy plan paletyzacji i kieruje opakowania do odpowiedniego stanowiska. Robot pobiera przygotowane produkty i układa je na palecie zgodnie z ustalonym planem.
Proces obejmuje:
- odbiór produktów z poszczególnych linii;
- transport i identyfikację produktów;
- buforowanie (w razie potrzeby) i kierowanie produktów do odpowiednich stanowisk paletyzacji;
- przygotowanie produktów do pobrania przez robota, jeżeli wymaga tego sposób paletyzacji;
- automatyczne podawanie pustych palet;
- układanie produktów na paletach;
- automatyczny odbiór gotowych palet;
- transport do urządzeń zabezpieczających;
- zabezpieczenie i identyfikację ładunków;
- przekazanie palet do kolejnego etapu procesu.
Organizacja wspólnego obszaru paletyzacji
Najczęściej jeden robot pobiera produkty z kilku linii, dzięki czemu liczba robotów dostosowana jest do wydajności wszystkich doprowadzanych strumieni.
Rzadziej jedna maszyna pakująca jest na stałe połączona z jedną celą robotyczną. W tej samej instalacji pozostałe cele mogą przyjmować produkty z kilku linii.
Poszczególne linie mogą być połączone ze stanowiskami paletyzacji osobnymi przenośnikami albo włączone do wspólnej magistrali transportowej. Nie istnieje jeden uniwersalny schemat centralnej paletyzacji. Układ transportu produktów i palet oraz podział zadań między robotami wynikają z przebiegu procesu, wydajności linii i dostępnej przestrzeni.
Transport i identyfikacja produktów
System transportowy łączy poszczególne linie ze stanowiskami paletyzacji. Jego przebieg jest dostosowywany do odległości między urządzeniami, dostępnej przestrzeni, różnic poziomów oraz możliwych tras prowadzenia przenośników. W zależności od organizacji produkcji stosowane są:- osobne ciągi przenośników prowadzące produkty do określonych stanowisk paletyzacji;
- wspólne magistrale transportowe;
- przenośniki prowadzone na różnych poziomach;
- przenośniki pionowe, nazywane również windami, oraz przenośniki spiralne, umożliwiające transport produktów pomiędzy poziomami.
- układy rozdzielania produktów pomiędzy stanowiska paletyzacji.
Buforowanie produktów
Produkty nie zawsze napływają z poszczególnych linii w równym tempie. Wynika to z różnic wydajności, zmian asortymentu oraz krótkotrwałych zatrzymań.
Bufory pozwalają czasowo gromadzić produkty, gdy napływają one szybciej, niż są odbierane przez roboty. Dzięki temu krótkie zatrzymanie jednego odcinka nie musi od razu powodować zatrzymania wcześniejszych etapów procesu.
Pojemność i rozmieszczenie buforów określa się na podstawie wydajności linii, charakterystyki napływu produktów oraz czasu potrzebnego na realizację kolejnych operacji. System sterowania monitoruje poziom zapełnienia buforów i uwzględnia go podczas koordynowania przepływu produktów.
Roboty i stanowiska paletowe
Liczba robotów w centralnym systemie paletyzacji zależy m.in. od wydajności poszczególnych linii, różnych wariantów obciążenia systemu, sposobu pobierania produktów oraz operacji wykonywanych w jednym cyklu.
Roboty pobierają produkty pojedynczo, w grupach, rzędami, fragmentami warstw lub całymi warstwami. Sposób pobierania dobiera się do właściwości opakowania, zakładanej wydajności, sposobu doprowadzania produktów oraz planu paletyzacji. W zasięgu jednego robota znajduje się jedno lub kilka stanowisk paletowych. Większa liczba stanowisk paletowych umożliwia układanie różnych produktów na oddzielnych paletach oraz pracę z różnymi rodzajami palet. Zakres pracy robota można zwiększyć przez umieszczenie go na torze jezdnym, nazywanym również osią liniową albo siódmą osią. Robot przemieszcza się wówczas pomiędzy kilkoma strefami pobrania lub odkładania. Roboty są wyposażane w chwytaki dostosowane m.in. do:- kartonów;
- worków;
- zgrzewek butelek i puszek;
- wiader i pojemników;
- skrzynek;
- opakowań typu display;
- przekładek i innych elementów zabezpieczających.
Podawanie i odbiór palet
Automatyczne podawanie pustych palet
Puste palety są automatycznie dostarczane do stanowisk paletowych zgodnie z aktualnie realizowanymi zadaniami. System może pracować z jednym albo kilkoma rodzajami palet.
Sposób ich transportu zależy od liczby i położenia stanowisk paletyzacji, dostępnej przestrzeni oraz organizacji produkcji. Stosowane są m.in.:
- ciągi przenośników paletowych;
- drezyny automatyczne, czyli szynowe wózki transferowe;
- podnośniki i przenośniki pionowe;
- systemy transportujące palety nad liniami lub innymi ciągami technologicznymi.
Palety mogą być pojedynczo pobierane ze stosu przez odpowiedni podajnik, a następnie transportowane do stanowisk paletowych. W niektórych rozwiązaniach operację pobrania i odłożenia pustej palety wykonuje robot wyposażony w odpowiednio skonstruowany chwytak.
System sterowania kontroluje dostępność poszczególnych rodzajów palet i kieruje właściwy nośnik do stanowiska paletowego, na którym realizowany jest aktualny plan paletyzacji.
Automatyczny odbiór i przygotowanie gotowych palet
Puste palety są automatycznie dostarczane do stanowisk paletowych zgodnie z aktualnie realizowanymi zadaniami. System może pracować z jednym albo kilkoma rodzajami palet.
Sposób ich transportu zależy od liczby i położenia stanowisk paletyzacji, dostępnej przestrzeni oraz organizacji produkcji. Stosowane są m.in.:
- ciągi przenośników paletowych;
- drezyny automatyczne, czyli szynowe wózki transferowe;
- podnośniki i przenośniki pionowe;
- systemy transportujące palety nad liniami lub innymi ciągami technologicznymi.
Palety mogą być pojedynczo pobierane ze stosu przez odpowiedni podajnik, a następnie transportowane do stanowisk paletowych. W niektórych rozwiązaniach operację pobrania i odłożenia pustej palety wykonuje robot wyposażony w odpowiednio skonstruowany chwytak.
System sterowania kontroluje dostępność poszczególnych rodzajów palet i kieruje właściwy nośnik do stanowiska paletowego, na którym realizowany jest aktualny plan paletyzacji.
Nadrzędny system sterowania
Wydajność systemu nie zależy wyłącznie od prędkości robota. Na przepustowość stanowiska wpływa cały układ: sposób doprowadzania kartonów, kompletacja, cykl pracy robota, dostępność pustych palet oraz odbiór gotowych ładunków.
Produkty i linie
- wymianę danych z liniami produkcyjnymi i pakującymi;
- identyfikację produktów i wybór planów paletyzacji;
- sterowanie transportem produktów pomiędzy liniami a stanowiskami paletyzacji;
- sterowanie buforami.
Roboty i palety
- koordynację pracy robotów i przenośników;
- podawanie właściwych rodzajów pustych palet;
- automatyczny odbiór gotowych ładunków;
- sterowanie transportem do urządzeń zabezpieczających i znakujących.
Dane i nadzór
- rejestrację danych o gotowych paletach;
- wymianę informacji z systemami WMS, ERP lub innymi systemami nadrzędnymi.
Jeżeli linia pakująca jest połączona z konkretnym stanowiskiem paletyzacji, droga produktu pozostaje stała. W systemach ze wspólną magistralą sterowanie rozdziela produkty pomiędzy odpowiednie stanowiska.
Operator otrzymuje informacje o stanie linii, stanowisk paletyzacji, robotów, buforów oraz transportu palet za pośrednictwem interfejsu HMI.
Od czego zależy wydajność centralnej paletyzacji?
Wydajność centralnego systemu nie zależy wyłącznie od liczby i prędkości robotów. Decyduje o niej przebieg całego procesu: od odbioru produktów z linii, przez transport i przygotowanie do pobrania, aż po podanie pustej palety oraz odbiór i zabezpieczenie gotowego ładunku.
Podczas projektowania analizowane są m.in.:
- wydajność poszczególnych linii;
- różne warianty obciążenia systemu, w tym chwilowe spiętrzenia napływu produktów;
- liczba i różnorodność formatów;
- sposób kompletacji oraz liczba produktów pobieranych w jednym cyklu;
- wydajność transportu produktów i palet;
- potrzeba zastosowania i pojemność buforów;
- częstotliwość zmian asortymentu;
- czas odbioru pełnej i podania pustej palety;
- operacje związane z zabezpieczaniem i identyfikacją gotowych ładunków;
- plany dalszej rozbudowy produkcji.
Standardowym elementem projektowania nowego rozwiązania jest symulacja procesu, która pozwala zweryfikować zakładaną wydajność, obciążenie poszczególnych urządzeń oraz płynność przepływu produktów i palet.
Nadrzędny system sterowania
W centralnej paletyzacji poszczególne urządzenia są ze sobą powiązane, dlatego na etapie projektu analizuje się wpływ ich ewentualnego zatrzymania na pracę przyłączonych linii.
Bufory i zapas wydajności
- potrzeba zastosowania, rozmieszczenie i pojemność buforów;
- zapas wydajności.
Niezależność stref
- możliwość przekierowania produktów do innego stanowiska paletyzacji w przypadku zatrzymania jednego z nich;
- architektura systemu i sposób sterowania umożliwiające niezależną pracę poszczególnych stref;
- możliwość kontynuowania pracy pozostałych części systemu.
Serwis i sytuacje awaryjne
- dostęp serwisowy do robotów i urządzeń transportowych;
- sposób postępowania z produktami w sytuacji awaryjnej.
Przykłady skali i rozbudowy systemów Wikpol
Realizacje Wikpolu obejmują zarówno centralne systemy dla kilku linii, jak i duże instalacje z wieloma robotami i stanowiskami paletyzacji.
W jednej z realizacji w centralnym obszarze paletyzacji pracuje 10 robotów. W kolejnym etapie rozwoju zakładu uruchomiono drugi centralny system obejmujący sześć robotów.
W innym zakładzie obszar paletyzacji obejmuje ponad 20 kompaktowych cel, sukcesywnie dodawanych wraz z rozszerzaniem asortymentu. Pokazuje to, że centralny system można rozwijać etapami, dostosowując sposób transportu produktów i palet do zmieniającej się organizacji produkcji.
Nasze Realizacje
Zapoznaj się z przykładami rozwiązanych przez nas problemów na podstawie konkretnych realizacji
Zobacz film z realizacji
Centralnego systemu paletyzacji
Zobacz realizację centralnego systemu paletyzacji, w którym produkty z wielu linii trafiają na wspólną magistralę transportową i są automatycznie kierowane do odpowiednich stanowisk robotycznych.
Centralna magistrala transportowa
Automatyczne sortowanie i kierowanie produktów do stanowisk paletyzacji.
Wiele gniazd robotycznych
Roboty paletyzujące obsługują różne produkty zgodnie z planem produkcji.
Kiedy centralizować i jak zaplanować rozbudowę?
Kiedy warto zastosować centralną paletyzację?
Centralną paletyzację warto rozważyć przede wszystkim w zakładach, w których działa wiele linii, a ich łączna wydajność i organizacja produkcji uzasadniają skupienie procesu paletyzacji w jednym obszarze.
Takie rozwiązanie pozwala skoordynować pracę stanowisk paletyzacji, wspólnie wykorzystać urządzenia do zabezpieczania i znakowania ładunków oraz zautomatyzować transport pustych i gotowych palet. Nie w każdym zakładzie centralizacja będzie jednak najlepszym rozwiązaniem. Porównanie obu wariantów przedstawiamy w osobnym materiale:
Jeden robot, tor jezdny czy centralny system – paletyzacja kartonów z kilku linii?
Możliwość etapowej rozbudowy
Centralny system paletyzacji może być rozbudowywany wraz ze zwiększaniem produkcji, rozszerzaniem asortymentu lub uruchamianiem kolejnych linii.
W odpowiednio zaplanowanym obszarze kolejne cele mogą być dodawane wraz z uruchamianiem nowych produktów lub linii.
Rozbudowa systemu może obejmować:
- dodanie robotów i stanowisk paletowych;
- rozbudowę transportu produktów;
- zwiększenie pojemności buforów;
- przystosowanie systemu do kolejnych rodzajów palet;
- rozbudowę transportu pustych i pełnych palet;
- dodanie urządzeń do zabezpieczania lub znakowania ładunków;
- integrację z robotami AMR albo systemem magazynowym.
Korzyści z centralnej paletyzacji
Wspólne wykorzystanie urządzeń
Centralna organizacja paletyzacji pozwala wspólnie wykorzystać roboty oraz urządzenia do zabezpieczania, znakowania i kontroli gotowych ładunków.
Elastyczne kierowanie produktów
W systemach ze wspólną magistralą transportową umożliwia również elastyczne kierowanie produktów do odpowiednio skonfigurowanych stanowisk paletyzacji, zależnie od ich dostępności i aktualnego obciążenia.Śledzenie i automatyczny transport
Jako rozwiązanie zautomatyzowane system zapewnia ponadto śledzenie przepływu produktów i gotowych palet, ułatwia dostosowanie procesu do zmian asortymentu i organizacji produkcji oraz ogranicza udział operatorów i wózków widłowych w transporcie palet.
Porozmawiajmy o centralnej paletyzacji w Twoim zakładzie
Planujesz automatyzację paletyzacji z kilku linii lub rozbudowę istniejącego systemu? Przeanalizujemy przepływ produktów i palet, organizację produkcji, wymagania wydajnościowe oraz możliwości dalszego rozwoju, a następnie przygotujemy rozwiązanie dostosowane do warunków w Twoim zakładzie.
Najczęstsze pytania o centralną paletyzację
Od czego zależy liczba robotów w centralnym systemie paletyzacji?
Liczbę robotów dobiera się na podstawie łącznej wydajności linii i różnych wariantów obciążenia systemu. Uwzględnia się również sposób oraz liczbę opakowań pobieranych w jednym cyklu, czas ruchów robota, operacje wykonywane podczas paletyzacji, układ przestrzenny instalacji i zakładany zapas wydajności.
Czy centralny system paletyzacji można rozbudowywać etapami?
Tak. Możliwość przyszłej rozbudowy należy przy tym uwzględnić w architekturze sterowania, układzie transportu oraz zagospodarowaniu przestrzeni.
Jakie dane są potrzebne do przygotowania koncepcji?
Do przygotowania koncepcji potrzebne są m.in. informacje o liczbie i wydajności linii, zmienności napływu produktów, paletyzowanych produktach, rodzajach palet, planach paletyzacji, dostępnej przestrzeni, organizacji transportu oraz przewidywanym rozwoju produkcji.