Balenie plastových obalov do kartónu s Universal robots UR10

Andrej Bielik

02/2/21

prípadové štúdie | balenie | potravinárstvo | Stimba | universal robots | výrobné linky

Zákazník je svetová špička vo výrobe rôznych obalových produktov z plastu pre rôzne odvetvia a zákazníkov z celého sveta. Finálne balenie produktov bol proces, ktorý pomohol odľahčiť operátorov od monotónnej práce.

Video z kompletnej aplikácie a komentármi k jednotlivým činnostiam

Zadanie | ukladať pozične nestabilné produkty do igelitom vystlaných kartónových krabíc

Plastová dóza sa váhou a správaním podobá povedzme ping-pongovej loptičke. Je nestabilná na manipuláciu. Ľahko padá. Treba ju naviac ukladať do kartónových krabíc s vloženým igelitom a papierovými preložkami.

Na nerovné dno kartónov ho má problém uložiť aj skúsená obsluha. Nedá sa vákuovo chytať za dno. Výhodou je robotická bunka bez krytovania a ľahko premiestniteľná.

Skvelý tím technikov

Na strane zákazníka bola úprava bufferu a dopravníku pre odoberanie kusov. Počas finálneho odlaďovania bola potrebná úzka spolupráca všetkých strán. Kolegovia zvládli všetko excelentne a posledné úpravy v dodatočnej stabilizácii procesu pomocou vibračných zariadení sme zrealizovali doslova z večera do rána. Večer sme spolu vymysleli, ráno zrealizovali.

Riešenie balenia| Kolaboratívny robot Universal robots UR10 na overenej podstave a odladenie množstva procesných drobností

Gripper - odoberanie 13 ks plastových dóz pomocou pohybu s prítlakom
Gripper – odoberanie a balenie 13 ks plastových dóz pomocou pohybu s prítlakom

Každá aplikácia sa dá zvládnuť rôznymi metódami. V tomto prípade sme sa rozhodli kvôli taktu odoberať jeden riadok dóz naraz. Pripravili sme na ten účel špeciálny gripper. Nefungoval. Stačili mikroskopické odchýlky a kusy oblepené papierom padali.

Multifunkčný gripper na mieru pre pick&place aplikáciu

Stimba multifunkčný gripper s Piab prísavkami a Schunk otočným mechanizmom
Stimba multifunkčný gripper s Piab prísavkami a Schunk otočným mechanizmom

Kvôli vkladaniu do krabice a potrebe otáčania bol len minimálny priestor na ovládacie prvky. Postupne sme spravili 3-4 dizajnové úpravy, vrátane vymenenia frézovaného operného hrebeňa za 3D tlačený, zmenili princíp prisávania, použili Piab 15mm prísavky… až nakoniec proces stabilizovala a rozhodla dynamická kontrola polohy kusov pohybom a prítlakom pri odoberaní – viď video.

Otáčanie kusov pneumatikou od Schunk

Gripper - otáčanie kusov o 180° pomocou Schunk pneumatiky a sekvencovaného vzduchu
Gripper – otáčanie kusov o 180° pomocou Schunk pneumatiky a sekvencovaného vzduchu

Vzhľadom k možnostiam budgetu a limitovanému priestoru na grippri sme zvolili pneumatický prvok od Schunku. Nevýhodou je však obmedtzená regulácia rýchlosti a presnosti pohybu. Zjednodušene – neriadeným otočením sa rozletia dózy po celej miestnosti. Čo s tým? Vyriešené programovou sekvenciou. Jednoducho v desatinkách sekundy púšťame tlak do rotora z opačných smerov – výsledkom je spomalenejší a jemnejší pohyb.

Gripper – vkladanie papierových preložiek

Gripper - prísavky na robotické odoberanie papiera
Gripper – prísavky na robotické odoberanie papiera

Typickým problémom v robotike je nájsť aktuálnu výšku zásoby papiera. V našom prípade sme zo skúsenosti použili hmat robota. Tesne nad zásobníkom papiera robot spomalí a hľadá najvyšší papier. Mierne nerovnosti sme vyriešili Festo odpruženými prísavkami.

Papiere majú tendenciu sa lepiť k sebe. Vyriešené pomalým špecifickým pohybom pri zdvíhaní.

Tenký papier má tendenciu sa správať v priestore neštandardne. Pri vkladaní sme jednoducho využili odpor vzduchu, nech nerobí ďalšiu neplechu.

Mierne nepresné kartóny pre ukladanie robotom

Na veľkosť krabice má vplyv napríklad elementárny úkon – jeho poskladanie a spôsob prelepenia. Rozdiel môže byť niekoľko milimetrov. Ak máte k dobru 5-6mm na vkladanie kusov tak stabilitu automatického procesu ovplyvní čokoľvek. Našťastie operátori skladajú krabice ukážkovo a prípadné výkyvy riešime špecifickými podprogramami pre dopresnenie ukladania spolu s vibračným zariadením.

Nevypočítateľný igelit

ukladanie robotom plastových kusov pomocou universal robots UR10 do katónovej krabice s igelitom
ukladanie robotom plastových kusov pomocou universal robots UR10 do katónovej krabice s igelitom

Musí byť súčasťou balenia kvôli hygiene. Jeho úprava spolu so spodným papierom je na strane operátora. Pomáhame si prípravkami. Dobudúcna pribudnú ešte poistné upínania pre správne natiahnutie okolo stien a rohov.

Vibračné zariadenia na stabilizáciu polohy kusov

Dno krabice kvôli vnútorným ušiam kartónu je bežne zdvihnuté o 1-2 cm a tvorí šikmú plochu. Ľahučké plastové tuby sa ľahko ponakláňajú do všetkých smerov. Ak v 2.-4. rade sa čo len jedna tuba vzprieči o 3-4mm, tak posledný rad sa do krabice jednoducho kvôli znásobeniu nepresnosti nezmestí. Občas sa to pri testoch stalo a bolo treba tomu predísť.

Ako riešenie sa ukázali vibračné dosky pod krabicami. Vyrobili sme ich vrátane odpružených členov do slova z večera do rána. Večer vznikol nápad a riešenie na mieru sme zrealizovali z komponentov, ktoré RPC malo zhodou okolností na sklade náhradných dielov.

Po uložení robot na niekoľko sekúnd spustí vibračnú sekvenciu. Kusy krásne spresnia svoju optimálnu pozíciu uloženia.

Odporúčame si pozrieť a prečítať

Paletizačný cobot PALco https://www.stimba.sk/paletizacny-cobot-palco-samozarovnavajuci-dopravnik/

Súvisiace články

všetky články

Súvisiace videá

všetky videá

Sme pripravení
na akékoľvek výzvy

V Stimbe sme pomocou kolaboratívnych robotov Universal robots našli riešenia na mnohé problémy automatizácie. Naše riešenia nájdete v rôznych odvetviach priemyslu, svojím prístupom sú často netradičné a prelomové. Prinášame robotiku bližšie k ľuďom.

Ak sa chcete o kolaboratívnej robotike dozvedieť viac, ozvite sa nám. Radi vám predstavíme vaše možnosti!

kontaktujte nás