W liniach paletyzacji i pakowania zbiorczego Wikpolu wykorzystywane są najnowsze osiągnięcia techniki

W zrobotyzowanych liniach paletyzacji i pakowania Wikpolu wykorzystywana jest długa lista rozwiązań, które bazują na nowoczesnych zdobyczach techniki. W praktyce stopień skomplikowania technicznego poszczególnych projektów jest różny, co wynika z zasady dostosowania proponowanych przez nas rozwiązań do rzeczywistych potrzeb klienta. To zindywidualizowanie oraz wyśrubowane kryteria użytkowe urządzeń powodują, że wyzwania towarzyszące kolejnym realizacjom są zawsze jednakowo wysokie.

Aby im sprostać, stosujemy zaawansowane narzędzia pracy, które udoskonalają nasz warsztat projektowy i wykonawczy.

Nowoczesne metody i narzędzia projektowe

OPROGRAMOWANIE DO PROJEKTOWANIA KONSTRUKCJI MECHNICZNYCH

Podstawowe narzędzie pracy konstruktorów mechaników służy do precyzyjnego projektowania ‒
w tym trójwymiarowego modelowania ‒ części, maszyn, układów i systemów mechanicznych.
Wykorzystywane jest również do symulowania pracy projektowanych elementów, wykonywania
analiz wytrzymałościowych oraz tworzenia dokumentacji.

Program umożliwia odwzorowanie rzeczywistych warunków pracy urządzeń pod względem ich obciążenia mechanicznego. Symulacje wykonywane za jego pomocą pozwalają na przetestowanie modelu urządzenia oraz weryfikację jego niezawodności, szczególnie dzięki obliczeniom wytrzymałościowym metodą elementów skończonych (MES). Narzędzie pomaga także weryfikować dobór stosowanych materiałów.

W przypadku kluczowego urządzenia w linii paletyzacji i pakowania, jakim jest głowica manipulacyjna robota, analiza MES pozwala skutecznie rozwiązać kwestie decydujące o jej użyteczności i trwałości, takie jak:

lekkość vs. sztywność
zapewnienie niezbędnych funkcji vs. prosta konstrukcja
odpowiedni poziom niezawodności vs. niska masa

Filmy przedstawiają badanie naprężeń zredukowanych według metody von Misesa dla ramienia podajnika i półki.

Głowice manipulacyjne robotów są dobrym przykładem ilustrującym wielowymiarowość zadania projektowego. Z jednej strony muszą być idealnie dopasowane do cech produktu oraz warunków pracy:

cechy produktu: masa, kształt, gabaryty, materiał z jakiego został wykonany, odporność na uszkodzenia mechaniczne i odkształcenia
warunki pracy: temperatura i jej amplituda, wilgotność, zapylenie, obecność czynników chemicznych, dostępna przestrzeń robocza, specjalne wymagania higieniczne, dotyczące sterylności wydajności

Z drugiej strony podlegają licznym ograniczeniom związanym z parametrami fizycznymi:

masa/gabaryty/moment bezwładności
wytrzymałość
sztywność
stateczność
nośność

Finalnie konstrukcja głowicy musi być zaprojektowana w sposób gwarantujący oczekiwaną wydajność (czas trwania cyklu) w ramach optymalnych kosztów wytworzenia i eksploatacji, oczywiście z uwzględnieniem wskazanych powyżej czynników zewnętrznych.

Oprogramowanie testujące pracę linii w przestrzeni wirtualnej

Aby linia paletyzacji i pakowania spełniła wymagania dotyczące wydajności, niezawodności, ergonomii, bezpieczeństwa, efektywności itp., praca urządzeń w ramach układu musi być skoordynowana oraz zoptymalizowana. Niezwykle przydatne w dochodzeniu do założonych parametrów jest specjalistyczne oprogramowanie, za pomocą którego prowadzone są kompleksowe testy pracy linii w rzeczywistości wirtualnej.

Symulator robota

Symulator robota pozwala na modelowanie 3D maszyny, odwzorowanie jej ruchów, wyświetlanie i potwierdzanie trajektorii, a także symulowanie poleceń. Dzięki tym funkcjom programowanie, a następnie testowanie oraz modyfikowanie pracy robota odbywa się w trybie offline, tj. przed instalacją. W wymiarze praktycznym oznacza to możliwość:

gruntownej analizy czasów trwania cykli decydujących o wydajności układu
sprawdzenia rzeczywistego zasięgu robota i poprawności jego współpracy z innymi urządzeniami, m.in. pod kątem możliwych kolizji
detekcji obiektów bliskich jeszcze przed uruchomieniem produkcji

Symulator Systemów Produkcyjnych

Umożliwia projektowane i obrazowanie 3D procesów wytwórczych. Tworzone za jego pomocą wirtualne modele linii paletyzacji i pakowania pozwalają na szczegółową analizę stosowanych przez nas rozwiązań, przepływów produktu czy też działania robotów, łącznie na jednej platformie.
Komputerowe modelowanie oraz wirtualne testy ruchowe pozwalają na optymalizowanie pracy wszystkich urządzeń nowo projektowanego układu oraz wyeliminowanie potencjalnych kolizji pomiędzy nimi.

Dzięki spięciu symulatora z innymi narzędziami typu off-line oraz z programami sterowników PLC możemy kontrolować poprawność wymiany sygnałów, a co za tym idzie – sekwencji wykonywanych czynności.

Włączenie do projektowania symulatorów 3D przekłada się na uzyskanie długoterminowych korzyści dla klienta. W warunkach rzeczywistych wdrożony zostaje bowiem model, który najpełniej odpowiada potrzebom użytkownika, a także gwarantuje niezawodne działanie systemu.

Sterowanie pracą linii

Ważnym obszarem z punktu widzenia płynnej, bezproblemowej pracy linii paletyzacji i pakowania jest sterowanie pracą urządzeń współpracujących ze sobą w obrębie systemu. Nowoczesne rozwiązania, po które sięgamy w tym zakresie, znacząco usprawniają i przyspieszają przebieg procesów. Standardem jest np. stosowanie sterowników czasu rzeczywistego, ułatwiających użytkownikowi prowadzenie skomplikowanych obliczeń w czasie krótszym niż 1 ms, a w efekcie umożliwiających wykonywanie bardzo złożonych algorytmów sterowania wieloosiowego opartego na krzywkach CAM. Wysoka moc obliczeniowa tego rodzaju sterowników pozwala również na integrację wielu systemów w jeden układ centralny, który zapewnia globalne sterowanie oraz upraszcza strukturę komunikacyjną.

Wymiana danych w systemach zarządzania procesem

Dużą wagę przywiązujemy do optymalizowania komunikacji pomiędzy linią paletyzacji i pakowania a zewnętrznymi systemami informatycznymi. Stosujemy protokoły wymiany danych, takie jak np. OPC UA, które są znacznie szybsze od standardowego protokołu OPC i dzięki certyfikatom bezpieczeństwa zapewniają bezpieczną wymianę informacji pomiędzy systemami.

Standard komunikacji

OPC UA / Profinet – standard

Sterownik
Zewnętrzne systemy IT i urządzenia

Zakres wymiany danych

Standard

Liczniki zmianowe palet/produktu
Wydajność minutowa/godzinowa poszczególnych linii
Liczniki główne palet/produktu
Status linii (tryb automatyczny, ręczny, awaria, zatrzymanie)
Tablica bitowa alarmów

Opcje

Dostępność i wykorzystanie linii (OEE)
Status urządzeń (tryb automatyczny, ręczny, awaria, zatrzymanie)
Zdalna parametryzacja linii (wybór asortymentu, rozpoczęcie produkcji, SSCC)
Współpraca z systemem etykietowania palet
Wysyłanie informacji o palecie (ilość produktu, data/godzina/typ palety, nr linii)

Nowoczesne rozwiązania z zakresu automatyki

Stale czuwamy nad tym, by nasze systemy były elastyczne, przyjazne dla użytkownika oraz stwarzały szerokie możliwości parametryzacji ich pracy. Równolegle prowadzimy prace nad uproszczeniem oraz zmniejszeniem materiałochłonności tworzonych przez nas konstrukcji. Jednym ze sposobów realizacji tych celów są systemy rozproszone wejść/wyjść, które zastąpiły klasyczne rozwiązania w postaci systemów scentralizowanych. W naszych liniach czujniki i aktuatory, np. elektrozawory, są podłączone do lokalnych modułów wejść/wyjść, komunikujących się z głównym sterownikiem linii. Zdalne moduły są z kolei montowane bezpośrednio na maszynach.

Zastosowanie systemów rozproszonych wejść/wyjść niesie za sobą liczne korzyści. Oprócz wspominanej już większej elastyczności systemu należy do nich rozbudowana diagnostyka układu sterowania. Dzięki odejściu od centralnego przyłącza sensorów i aktuatorów możliwe jest również zmniejszenie głównej szafy sterowniczej i ilości okablowania na maszynach, a także skrócenie czasu montażu i uruchomienia urządzeń.

Kolejny przykładem nowoczesnego rozwiązania wspomagającego pracę urządzeń w linii jest wprowadzenie czujników i wysp zaworowych z komunikacją IO-Link w miejsce zwykłych czujników czy elektrozaworów sterowanych sygnałami dwustanowymi i analogowymi. Cyfrowa transmisja sygnałów związana z magistralami danych IO-Link ma szereg zalet, z których najważniejsze to: możliwość rozbudowanej diagnostyki i zdalnej parametryzacji pracy urządzeń oraz większa niezawodność w przesyłaniu danych pomiarowych.

Nowoczesne podzespoły i komponenty

Podczas prac nad kolejnymi projektami poszukujemy nowości technicznych, które byłyby odpowiedzią na konkretne potrzeby naszych klientów. Bliska współpraca z renomowanymi producentami oraz dostawcami komponentów mechanicznych i elektrycznych gwarantuje nam szybki dostęp do najnowszych, nierzadko innowacyjnych, produktów i rozwiązań, które możemy następnie zaimplementować do naszych urządzeń pracujących w linii.

Bliska współpraca FANUC Robotics

Jako jedyna firma w Polsce posiadamy certyfikat Partnera Systemowego FANUC Robotics w zakresie zrobotyzowanej paletyzacji i pakowania. Ścisła współpraca z jednym z czołowych światowych producentów robotów i automatyki przemysłowej stanowi dla nas źródło licznych korzyści, które możemy z kolei przekazać naszym klientom. Najważniejsze z nich to kształcenia specjalistów w dziedzinie robotyki oraz dostęp do najnowszej myśli technicznej.

Przeczytaj również

Roboty vs. Coboty: Które rozwiązanie najlepiej sprawdzi się w procesach paletyzacji i pakowania?
Manualne pakowanie możemy definitywnie ogranicz...
Roboty magazynowe: 5 obszarów, w których można postawić na automatyzację
Automatyzacja w magazynie przekłada się be...