Fleksible kobot-arbejdsgange til hurtige produktomstillinger

En fleksibel kobot-arbejdsgang lader produktionslinjer skifte mellem forskellige opgaver - for eksempel pakning og palletering - uden omfattende omprogrammering eller mekanisk nedetid. Når du integrerer en kollaborativ robot rigtigt med modulært værktøj og recept-baseret software, kan operatørerne på få minutter skifte fra at samle bakker til at stable tunge kasser på en palle.

At omstille en kollaborativ robot fra kasserejsning til palletering tager typisk under ti minutter, når man bruger quick-change-mekaniske plader og forhåndsgemte software-rutiner. På tværs af de fødevarepakkerier, vi har opgraderet siden januar 2020, er netop denne reduktion i omstillingstid den primære grund til hurtigt afkast på investeringen. I stedet for at maskinen står stille, mens teknikere skifter dele og skriver kode om, er robotten næsten med det samme tilbage til at flytte produkter.

Fra faste linjer til fleksible celler

Med fast automation gør en maskine kun én ting. En depalleteringsrobot depalleterer kun. En kasserejser folder kun kasser. Når produktformen ændrer sig, eller linjen er nødt til at pause én opgave for at prioritere en anden, bliver fast automation en streng flaskehals. Du kan ikke uden videre bede en traditionel tung industrirobot stoppe med at svejse og begynde at sortere pakker uden flere ugers ingeniørarbejde.

Kollaborative robotter ændrer det regnestykke. Fordi de er lettere, sikrere at arbejde tæt på og nemmere at programmere, bygger vi automationsceller omkring dem, hvor robotarmen behandles som et alment værktøj.

Fødevarepakkerier, der implementerer fleksible kobot-celler, henter typisk deres oprindelige hardware- og integrationsomkostninger hjem inden for 12 til 36 måneder. Vi ser det med egne øjne, når vi gennemgår pakkelinjer. En fabrik kan have brug for, at en robot pakker lette sæsonvarer om formiddagen og derefter flytter samme arm til at håndtere tunge bulkbakker om eftermiddagen. Ved at designe cellen til modularitet fra dag ét opnår du udnyttelsesgrader, der retfærdiggør investeringen langt hurtigere end en specialmaskine.

Tre trin til hurtige opgaveskift

En omstilling på ti minutter sker ikke ved et tilfælde. Det kræver bevidste ingeniørbeslutninger i integrationsfasen. Når vi bygger turnkey-løsninger til vores kunder fra vores base i Odense, fokuserer vi på tre konkrete områder for at sikre, at operatørerne kan flytte robotten mellem job uden at ringe efter IT eller ingeniører.

1. Du skal bruge udskifteligt værktøj på robotarmen. Vi anvender pneumatiske og elektriske quick-connect-plader, så en operatør kan dreje et fysisk håndtag, tage vakuumgriberen til fladt karton af, og klikke en parallelgriber på til cylindriske beholdere, mens robotcontrolleren straks genkender det nye værktøj.
2. Operatørerne skal have recept-baseret programmering i stedet for at skrive kode. Vi programmerer opgaverne på forhånd og gemmer dem som specifikke recepter på robottens betjeningspanel, så hvis linjen skifter fra en 5-kilos kasse til en 10-kilos kasse, vælger operatøren simpelthen den tilsvarende recept i en touchskærm-menu og justerer automatisk armens hastighed og kraft.
3. Cellen bør have mobile eller flytbare baser. Ved at montere en kobot på en kraftig, låsbar mobil sokkel kan du koble systemet fra depalleteringsstationen, rulle den femten meter videre til pakkestationen i enden af linjen og låse foden fast i gulvmonterede registreringsstifter for nøjagtig opretning.

Det er denne tilpasningsevne, der gør, at vi ofte anbefaler at starte med en alsidig platform. Et kig på vores oversigt over Universal Robots-specifikationer viser, hvordan forskellige nyttelastkapaciteter afgør, hvilke opgaver du komfortabelt kan samle hos én robotarm.

Tids- og omkostningsbesparelser på fabriksgulvet

For at forstå den økonomiske effekt af fleksibilitet i arbejdsgangen er det værd at sammenligne den daglige virkelighed på en fast automationslinje med en fleksibel kobot-celle. Når du kører high-mix, low-volume-produktion, står faste maskiner stille for ofte.

I de audits, vi gennemførte i starten af 2024, registrerede vi nedetid på udstyr tæt på tværs af flere regionale pakkelinjer.

Tallene i tabellen ovenfor forklarer, hvorfor produktionsledere bevæger sig væk fra fastboltede monumenter. Hvis du taber fire timer på en omstilling hver uge, mister du en hel måneds produktionskapacitet hen over et år. Ved at skære omstillingen ned til femten minutter genvinder du hundredvis af timers aktiv produktionstid.

For fabrikker, der håndterer lettere nyttelaster eller præcisionsmontage, integrerer vi ofte Dobot-robotter til industrielle formål, netop fordi deres lette design gør det praktisk at flytte dem fra station til station.

Håndtering af high-mix, low-volume-kørsler

Hardwaren er kun halvdelen af regnestykket. For at gøre en arbejdsgang virkelig fleksibel skal softwaren bag robotten være lige så tilpasningsdygtig. Den største forhindring, vi ser fabrikker løbe ind i ved high-mix-produktion, er sorterings- og stablingslogikken.

Når du modtager paller med blandede kassestørrelser, eller du skal pakke forskellige varer på den samme udgående palle, kommer standard robotprogrammering til kort. Robotten forventer normalt nøjagtig samme kasse i nøjagtig samme position hver gang. Hvis kassen er fem centimeter højere, kører robotten lige ind i den.

Mix-palleterings-software fjerner manuel sortering ved at lade en enkelt robotarm stable forskellige kassestørrelser på samme palle automatisk.

Vi har bygget vores egenudviklede SmartPack-Nordic-software netop for at løse dette problem for pakkerier. Softwaren beregner det optimale stablingsmønster i farten ud fra dimensionerne på de indkommende kasser. Hvis produktionsplanen dikterer, at små kartoner kører om formiddagen og store eksportkasser om eftermiddagen, justerer softwaren robottens målpositioner uden manuelle kodeopdateringer. Du fortæller simpelthen systemet, hvilke kasser der kommer på transportbåndet, og algoritmen klarer den rumlige matematik.

---

Hold opsætningen enkel for gulvoperatører

Den ultimative test af en fleksibel arbejdsgang er, om de folk, der arbejder på gulvet, rent faktisk bruger fleksibiliteten. Hvis processen er for kompleks, finder operatørerne smutveje eller ringer efter ekstern support - og dermed forsvinder dine effektivitetsgevinster.

Vi mener, at hvis en operatør har brug for en bærbar computer for at skifte en robots opgave, så er integrationen mislykket.

Interfacet skal i stedet være en dedikeret touchskærm monteret direkte ved arbejdspladsen. Alt fra fejlnulstilling til receptvalg skal foregå via store, tydelige knapper. Ved højhastighedsanvendelser som sortering eller pick-and-place skal den visuelle feedback være øjeblikkelig. At implementere en M1 Pro SCARA-robotserie til hurtige monteringsopgaver giver kun gevinst, hvis operatøren hurtigt kan bede systemet om at skifte fra at håndtere en rund komponent til en firkantet via en intuitiv visuel menu.

Færre fysiske belastninger gennem opgaverotation

En sekundær - men lige så vigtig - gevinst ved fleksible kobot-arbejdsgange er forbedret ergonomi på arbejdspladsen. Tunge, gentagne opgaver er den primære årsag til muskel- og skeletskader i produktionsmiljøer.

Når en fabrik støtter sig til manuelt arbejde i pakningen i enden af linjen, sidder medarbejderne ofte fast i præcis den samme fysiske bevægelse i en otte timers vagt. Hvis du introducerer en fleksibel kobot, kan du rotere maskinen igennem dagens mest belastende opgaver.

For eksempel kan du sætte koboten til at løfte 15-kilos sække med råvarer ind i en silo de første fire timer af vagten. Når den kørsel er færdig, flytter du koboten til palleteringsstationen og lader den stable færdigpakkede kasser de resterende fire timer. Den fleksibilitet fjerner helt det tunge løftearbejde fra dine medarbejdere, og du kan omplacere holdet til kvalitetskontrol eller maskinovervågning. Resultatet er et sikrere fabriksgulv, færre skadesrelaterede sygefravær og et markant højere baseline-niveau for daglig produktivitet.

FAQ: Fleksible kobot-implementeringer

Hvor lang tid tager det at skifte en kobot til en ny opgave? At skifte en kobot til en ny opgave tager mellem fem og femten minutter, når man bruger quick-change-værktøj og forhåndsprogrammerede software-recepter. Operatøren skifter blot værktøjet på enden af armen, vælger den nye opgave på touchskærmen og genoptager produktionen.

Skal vi bruge en ingeniør til at ændre robottens daglige arbejdsgang? Nej, en ingeniør er ikke nødvendig til daglige opgaveskift. Vi programmerer den oprindelige automationscelle med specifikke, valgbare recepter, så dine almindelige linjeoperatører kan flytte robotten mellem job via en enkel touch-betjening.

Kan én kobot håndtere både pakning og palletering? Ja, én kobot kan håndtere både pakning og palletering, hvis den har tilstrækkelig nyttelastkapacitet og modulære gribere. Du kan programmere robotten til at lægge varer i kasser under én produktionskørsel og derefter skifte værktøj, så den senere stabler de forseglede kasser på en palle.

Hvad sker der, hvis vores kassestørrelser ændrer sig ofte? Robotten justerer sig automatisk, når den er parret med mix-palleterings-software. Softwaren beregner de indkommende kassers dimensioner og genererer et nyt stablingsmønster i farten, hvilket helt fjerner behovet for manuel omprogrammering.

Hvordan flytter vi robotten mellem forskellige stationer? Du flytter robotten ved at låse den mobile sokkel op og rulle den hen til den nye station. Foden låser så fast i faste gulvstifter på den nye placering og sikrer, at robotarmen står perfekt justeret med transportbåndet eller bordet, før næste opgave starter.

For at maksimere afkastet på din automationshardware bør du prioritere modularitet i værktøjet frem for hastighed i én opgave: En robot, der kan udføre tre forskellige job tilstrækkeligt godt, vil tjene mere end en højt specialiseret maskine, der står stille under produktomstillinger.