IN DEN PALETTIERUNGS- UND GROSSVERPACKUNGSANLAGEN VON WIKPOL KOMMEN NEUESTE TECHNOLGISCHE ERRUNGENSCHAFTEN ZUM EINSATZ

Die robotergestützten Palettier- und Verpackungsanlagen von Wikpol nutzen eine lange Liste von Lösungen, die auf moderner Technologie basieren. In der Praxis variiert der Grad der technischen Komplexität einzelner Projekte, was sich aus dem Grundsatz ergibt, die von uns vorgeschlagenen Lösungen an die tatsächlichen Bedürfnisse des Kunden anzupassen. Durch diese individualisierten und hochgesteckten Nutzungskriterien der Geräte sind die Herausforderungen bei späteren Implementierungen immer gleich hoch.

Um sie zu erfüllen, verwenden wir fortschrittliche Arbeitsinstrumente, die unsere Konstruktions- und Ausführungspraxis perfektionieren.

MODERNE KONSTRUKTIONSMETHODEN UND -INSTRUMENTE

3D-CAD-SOFTWARE

Podstawowe narzędzie pracy konstruktorów mechaników służy do precyzyjnego projektowania ‒
w tym trójwymiarowego modelowania ‒ części, maszyn, układów i systemów mechanicznych.
Dieses grundlegende Arbeitsinstrument für Konstrukteure dient der Konstruktion mechanischer Bauteile
sowie der Erstellung von Dokumentationen und Simulationen.

Das Programm ermöglicht die Abbildung der tatsächlichen Betriebsbedingungen von Geräten hinsichtlich ihrer mechanischen Belastung. Mit seiner Hilfe durchgeführte Simulationen ermöglichen es, das Gerätemodell zu testen und seine Zuverlässigkeit zu überprüfen, insbesondere dank Festigkeitsberechnungen mit der Finite-Elemente-Methode (FEM). Das Instrument hilft auch dabei, die Auswahl der verwendeten Materialien zu überprüfen.

Im Falle eines zentralen Geräts in der Palettier- und Verpackungsanlage, d. h. des Bearbeitungskopfes des Roboters, ermöglicht die FEM-Analyse die wirksame Lösung der Probleme, die seine Verwendbarkeit und Haltbarkeit bestimmen, wie zum Beispiel:

Leichtigkeit vs. Steifheit
Trägheitsmoment vs. Zyklusdauer
Zyklusdauer vs. Haltbarkeit

Die Videos zeigen einen reduzierten Belastungstest nach der von-Mises-Methode für einen Zuführungsarm und ein Regal.

Roboter-Bearbeitungsköpfe sind ein gutes Beispiel für die Verdeutlichung des multidimensionalen Charakters der Konstruktionsaufgabe. Einerseits müssen sie perfekt auf die Produkteigenschaften und Arbeitsbedingungen abgestimmt sein:

Produkteigenschaften: Gewicht, Form, Abmessungen, Herstellungsmaterial, Beständigkeit gegen mechanische Beschädigungen und Verformungen
Arbeitsbedingungen: Temperatur und deren Amplitude, Feuchtigkeit, Staub, Vorhandensein chemischer Stoffe, verfügbarer Arbeitsraum, besondere hygienische Anforderungen hinsichtlich der Sterilität der Leistung

Andererseits unterliegen sie zahlreichen Einschränkungen im Zusammenhang mit physikalischen Parametern:

Masse/Abmessungen/Trägheitsmoment
Haltbarkeit
Steifheit
Stabilität
Tragfähigkeit

Schließlich muss die Konstruktion des Kopfes so gestaltet sein, dass die erwartete Leistung (Zyklusdauer) im Rahmen der optimalen Produktions- und Betriebskosten gewährleistet ist, natürlich unter Berücksichtigung der oben genannten externen Faktoren.

SOFTWARE FÜR TESTS DES BETRIEBS DER ANLAGE IM VIRTUELLEN RAUM

Damit die Palettier- und Verpackungsanlage den Anforderungen an Effizienz, Zuverlässigkeit, Ergonomie, Sicherheit, Effektivität usw. gerecht wird, muss der Betrieb der Geräte innerhalb des Systems koordiniert und optimiert werden. Um die angenommenen Parameter zu erreichen, ist eine spezielle Software äußerst hilfreich, mit deren Hilfe umfassende Tests des Betriebs der Anlage in der virtuellen Realität durchgeführt werden.

Roboter-Simulator (Roboguide)

Der Roboter-Simulator ermöglicht die 3D-Modellierung der Maschine, die Abbildung ihrer Bewegungen, die Anzeige und Bestätigung von Trajektorien sowie die Simulation von Befehlen. Dank dieser Funktionen erfolgt die Programmierung sowie das anschließende Testen und Ändern der Arbeit des Roboters im Offline-Modus, d. h. noch vor der Installation. In der Praxis bedeutet dies die Möglichkeit für eine:

gründliche Analyse der Zyklusdauer, die die Systemeffizienz bestimmt
Überprüfung der tatsächlichen Reichweite des Roboters und der korrekten Zusammenarbeit mit anderen Geräten, z. B. hinsichtlich möglicher Kollisionen
Erkennung naher Objekte noch vor Produktionsbeginn

Fertigungssystem-Simulator (Visuelle Komponenten)

Er ermöglicht die Gestaltung und 3D-Abbildung von Herstellungsprozessen. Die damit erstellten virtuellen Modelle der Palettier- und Verpackungsanlagen ermöglichen eine detaillierte Analyse der von uns eingesetzten Lösungen, Produktflüsse bzw. des Roboterbetriebs auf einer einzigen Plattform.
Die Computermodellierung und virtuelle Bewegungstests ermöglichen es, den Betrieb aller Geräte des neu entwickelten Systems zu optimieren und die Möglichkeit von Kollisionen zwischen ihnen zu eliminieren.

Durch die Verbindung des Simulators mit anderen Offline-Tools, z. B. Roboguid, sowie SPS-Programmen können wir die Korrektheit des Signalaustauschs und damit die Reihenfolge der durchgeführten Aktivitäten kontrollieren.

Die Einbeziehung von 3D-Simulatoren in den Konstruktionsprozess führt zu langfristigen Vorteilen für den Kunden. Auf diese Weise wird unter realen Bedingungen ein Modell implementiert, das den Bedürfnissen des Benutzers am besten entspricht und zudem einen zuverlässigen Betrieb des Systems gewährleistet.

STEUERUNG DES BETRIEBS DER ANLAGE

Ein wichtiger Bereich im Hinblick auf einen reibungslosen und störungsfreien Betrieb der Palettier- und Verpackungsanlage ist die Steuerung des Betriebs der im System miteinander kooperierenden Geräte. Die von uns in diesem Bereich eingesetzten modernen Lösungen verbessern und beschleunigen den Prozessablauf deutlich. Standard ist beispielsweise der Einsatz von Echtzeitsteuergeräten, die es dem Benutzer erleichtern, komplexe Berechnungen in weniger als 1 ms durchzuführen, und so die Ausführung sehr komplexer mehrachsiger Regelalgorithmen auf Basis von CAM-Kurven erlauben. Die hohe Rechenleistung dieser Art von Steuergeräten ermöglicht zudem die Integration vieler Systeme in einem zentralen System, was eine globale Steuerung ermöglicht und die Kommunikationsstruktur vereinfacht.

DATENAUSTAUSCH IN PROZESSMANAGEMENTSYSTEMEN

Wir legen großen Wert auf die Optimierung der Kommunikation zwischen der Palettier- und Verpackungsanlage und externen IT-Systemen. Wir nutzen Datenaustauschprotokolle wie OPC UA, die deutlich schneller sind als das Standard-OPC-Protokoll und dank Sicherheitszertifikaten einen sicheren Informationsaustausch zwischen Systemen gewährleisten.

Kommunikationsstandard

OPC UA / Profinet - Standard

Steuergerät
Externe IT-Systeme und Geräte

UMFANG DES DATENAUSTAUSCHES

Standard

Paletten-/Produkt-Schichtzähler
Minuten-/Stundenleistung einzelner Linien
Paletten-/Produkt-Hauptzähler
Status der Linie (Linie im Automatikmodus, manuellen Modus, Störung, angehalten)
Tabelle der Alarmbits

Optionen

Verfügbarkeit und Auslastung der Linie (OEE)
Status von Geräten (im Automatikmodus, manuellen Modus, Störung, angehalten)
Fernparametrierung der Linie (Sortimentsauswahl, Produktionsstart, SSCC)
Zusammenarbeit mit dem Palettenetikettiersystem
Senden von Informationen über die Palette (Anzahl der Produkte auf der Palette, Datum/Uhrzeit, Palettentyp, Nummer der Linie)

MODERNE AUTOMATISIERUNGSLÖSUNGEN

Wir achten stets darauf, dass unsere Systeme flexibel und benutzerfreundlich sind und vielfältige Parametriermöglichkeiten für ihren Betrieb bieten. Gleichzeitig arbeiten wir daran, die von uns erstellten Konstruktionen zu vereinfachen und den dafür nötigen Materialverbrauch zu reduzieren. Eine Möglichkeit, diese Ziele zu erreichen, sind verteilte Ein-/Ausgabesysteme, die die klassischen Lösungen in Form zentraler Systeme abgelöst haben. In unseren Anlagen sind Sensoren und Aktoren, z. B. an lokale I/O-Module angeschlossene Magnetventile, die mit dem Hauptsteuergerät der Anlage kommunizieren. Remote-Module wiederum werden direkt an den Maschinen montiert.

Der Einsatz verteilter Ein-/Ausgabesysteme bringt zahlreiche Vorteile mit sich. Sie umfassen neben der bereits erwähnten größeren Flexibilität des Systems auch eine umfangreiche Diagnose des Steuerungssystems. Durch die Abkehr von der Lösung eines zentralen Anschlusses von Sensoren und Aktoren lassen sich außerdem der Hauptschaltschrank und der Verkabelungsaufwand an Maschinen reduzieren sowie die Montage- und Inbetriebnahmezeiten von Geräten verkürzen.

Ein weiteres Beispiel für eine moderne Lösung zur Unterstützung des Betriebs von Geräten in einer Anlage ist die Einführung von Sensoren und Ventilinseln mit IO-Link-Kommunikation anstelle herkömmlicher Sensoren oder Magnetventile, die durch binäre und analoge Signale gesteuert werden. Die digitale Übertragung von Signalen im Zusammenhang mit IO-Link-Schnittstellen bietet eine Reihe von Vorteilen. Die wichtigsten davon sind die Möglichkeit einer umfassenden Diagnose und Fernparametrierung des Gerätebetriebs sowie eine höhere Zuverlässigkeit bei der Übertragung von Messdaten.

MODERNE BAUGRUPPEN UND KOMPONENTEN

Bei der Arbeit an Folgeprojekten sind wir auf der Suche nach technischen Innovationen, die auf die spezifischen Bedürfnisse unserer Kunden eingehen. Die enge Zusammenarbeit mit namhaften Herstellern und Zulieferern mechanischer und elektrischer Komponenten garantiert uns einen schnellen Zugriff auf die neuesten, oft innovativen Produkte und Lösungen, die wir dann in unsere in der Anlage arbeitenden Geräte einbauen können.

ENGE ZUSAMMENARBEIT MIT FANUC ROBOTICS

Als einziges Unternehmen in Polen sind wir als Systempartner von FANUC Robotics im Bereich Roboter-Palettierung und -verpackung zertifiziert. Durch die enge Zusammenarbeit mit einem der weltweit führenden Hersteller von Robotern und Industrieautomation ergeben sich für uns zahlreiche Vorteile, die wir an unsere Kunden weitergeben können. Die wichtigsten davon sind die Ausbildung von Spezialisten auf dem Gebiet der Robotik und der Zugang zu den neuesten technischen Erkenntnissen.

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