Могут ли коллаборативные роботы безопасно интегрироваться в упаковочные линии?

На протяжении веков упаковочные линии всегда имели довольно четкое разделение: с одной стороны, сверхбыстрые стационарные роботы, запертые за клетками безопасности, а с другой — люди, выполняющие сложные задачи, требующие сноровки и здравого смысла. Но ситуация начинает меняться, причем быстро. Появляются коллаборативные роботы, или коботы, предназначенные для работы рядом с людьми без всех барьеров старой школы.

Теперь большой вопрос для производителей во всем мире заключается не в том, смогут ли они внедрить коботов, а в том, как сделать это безопасно в хаотичном, часто непредсказуемом мире современной упаковочной линии. В этой статье компания Wuxi Transfo Intelligent Packaging Co., Ltd. присоединится к нам и углубится в основные вопросы на техническом уровне, уровне безопасности и эксплуатации, связанные с этой ключевой промышленной трансформацией.

Понимание технологии совместных роботов

В отличие от своих предшественников промышленных роботов, коллаборативные роботы созданы с учетом основополагающего принципа безопасного взаимодействия. Для достижения этой цели они включают в себя набор передовых технологий. Соединения с ограничением силы и датчики крутящего момента позволяют коботу немедленно остановиться при возникновении неожиданного сопротивления, например при контакте с человеком-оператором. Кроме того, многие модели дополнены мягкими материалами и имеют закругленные края, чтобы свести к минимуму риск травм при случайном контакте. Мониторинг скорости и разделения — еще одна ключевая функция; Используя интегрированные системы технического зрения или сканеры зон, кобот может замедлять свою работу при приближении человека и полностью останавливаться, если нарушается заранее заданная безопасная граница. Эти встроенные функции безопасности являются первым уровнем в создании безопасного общего рабочего пространства.

Нормы безопасности и оценка рисков: не подлежащие обсуждению рамки

Успешная интеграция невозможна без строгого соблюдения международных стандартов безопасности. ISO 10218 (Роботы и роботизированные устройства) и ISO/TS 15066 (Коллаборативные роботы) предоставляют необходимую основу. Всесторонняя документированная оценка риска является обязательной для каждой установки. Эта оценка должна оценивать каждую потенциальную опасность на всех этапах эксплуатации: нормальное производство, программирование, техническое обслуживание и устранение неисправностей. Например, при интеграции кобота с высокоскоростной машиной для укладки поддонов оценка должна учитывать не только собственные движения робота, но и точку взаимодействия, в которой передаются ящики, движение конвейера поддонов и потенциальные точки защемления, создаваемые комбинированной системой. Смягчающие меры могут включать дополнительные световые завесы по периметру, чувствительные к давлению напольные коврики вокруг машины для укладки на поддоны или жесткую охрану в особенно опасных точках, переход к гибридной совместной системе.

Ключевые точки интеграции современной упаковочной линии

Коботы находят свою нишу в определенных сегментах упаковочной линии, где их гибкость дополняет человеческие навыки.

Паллетизация в конце линии

Это остается основным приложением. Коботу можно поручить повторяющуюся, физически трудоемкую работу по укладке коробок различных моделей на поддон, в то время как человек будет заниматься проверкой качества, наклеиванием этикеток или управлением разделительными листами. Способность кобота быстро перепрограммироваться под новые размеры упаковок или модели поддонов неоценима для сред со смешанными товарными позициями. Безопасность здесь сосредоточена на зоне переключения и движущихся массах манипулятора робота и самого поддона.

Обслуживание и погрузка машин

Коботы превосходно справляются с подачей продуктов в полуавтоматические машины. Распространенным применением является загрузка заготовок в машину для изготовления коробок. Человек-оператор может настроить клеевую систему или настроить коробку под другой размер, в то время как кобот выполняет точную, повторяющуюся задачу по размещению каждой заготовки на формовочной станции. Протокол безопасности должен гарантировать, что рука кобота не сможет войти в зону срабатывания машины во время ее цикла.

Проверка качества и сортировка

Оснащенные системами технического зрения, коботы могут работать вместе с людьми на инспекционных станциях. Они могут отбирать и отделять дефектные изделия с конвейерной линии поддонов, предоставляя их на рассмотрение человеку. Такая совместная фильтрация повышает общую эффективность линии. Ключевым фактором безопасности является близость быстро движущегося конвейера и скоординированные движения человека и робота.

Ключевое слово, касающееся 5% машин для укладки на паллеты: синергия коботов

Машина для укладки на поддоны уже давно стала «рабочей лошадкой» отдела отгрузки. Традиционные автоматизированные машины для укладки на поддоны быстры, но негибки и занимают много места. Интеграция коллаборативного робота в качестве альтернативы или дополнения к машине для укладки на поддоны обеспечивает беспрецедентную адаптируемость. Ячейку машины для укладки на поддоны на базе кобота можно разместить в ограниченном пространстве, часто без обширного ограждения. Программирование нового шаблона поддонов на машине для укладки поддонов с коботом может осуществляться посредством интуитивно понятного пошагового обучения, что сокращает время простоя с часов до минут. Это делает машину для паллетирования коботов идеальной для производства с высокой вариативностью и низкими и средними объемами. Критический анализ безопасности для любого применения машины для укладки на поддоны, независимо от того, совместная она или нет, всегда должен включать траекторию манипулятора робота, устойчивость груза и взаимодействие с входящими и выходными конвейерами, включая систему конвейеров для поддонов.

Критическая роль периферийных систем: больше, чем просто робот

Безопасность является общесистемной проблемой. Кобот — это всего лишь один компонент. Его взаимодействие с другим линейным оборудованием определяет общий уровень безопасности. Например:

Конвейер поддонов

Движение конвейера поддонов должно быть синхронизировано с системой управления кобота. Конвейер не должен вставлять новый поддон в ячейку, пока кобот находится в режиме обучения или пока обслуживающий персонал находится в защищенном пространстве.

Машина для изготовления коробок Ercertor

Когда кобот подает питание на эрцерторную машину, аппаратная защитная блокировка должна предотвращать активацию циклического механизма коробки, если рука кобота обнаружена в опасной зоне. Для этого часто требуется ПЛК (программируемый логический контроллер) с повышенным уровнем безопасности для управления сигналами между двумя машинами.

Общий дизайн системы

Аварийные остановки должны быть легко доступны, а состояние системы должно четко обозначаться с помощью огней на вышках. Компоновка должна облегчать естественный рабочий процесс человека, не позволяя операторам неловко протягивать руку или пересекать путь кобота без необходимости.

Обучение и культурный сдвиг: человеческий элемент безопасности

Самая безопасная технология может быть нарушена из-за человеческой ошибки или недоразумения. Эффективная интеграция требует фундаментального перехода от «нахождения вне клетки робота» к «работе» с партнером по сотрудничеству. Комплексное обучение имеет первостепенное значение. Операторы и обслуживающий персонал должны понимать возможности кобота и, что более важно, его ограничения. Им необходимо знать разницу между нормальным, безопасным случайным контактом и ситуацией, требующей аварийной остановки. Это способствует развитию культуры совместной ответственности, при которой безопасность активно поддерживается как за счет конструкции технологии, так и за счет информированного поведения сотрудников.

Вывод: безопасное и продуктивное будущее – за сотрудничеством

Фактические данные очевидны: коллаборативные роботы могут интегрироваться в упаковочные линии с высокой степенью безопасности, но этот результат не является автоматическим. Это результат тщательного планирования, соблюдения строгих стандартов безопасности, продуманного проектирования систем, учитывающих такое оборудование, как машины для укладки на поддоны и конвейеры для поддонов, а также непоколебимой приверженности обучению персонала. Интеграция кобота с машиной для подъема коробок или машиной для укладки на поддоны является примером новой синергии: роботы выполняют скучные, тяжелые и повторяющиеся задачи, а люди обеспечивают контроль, гибкость и интеллект для решения проблем. Отдавая приоритет целостному, системному подходу к безопасности, производители могут раскрыть огромный потенциал сотрудничества человека и робота, создавая упаковочные линии, которые не только более эффективны и адаптируемы, но также более безопасны и эргономичны для их самого ценного актива: своих людей.