CC BY
13Расчеты по текущим параметрам:
600 * 120 *
О utp ut 2 =--= 6 О О 0 пачек в минуту
600* 120
О u tp ut 2 =--= 2400 пачек в минуту
Расчеты по максимально допустимым параметрам:
850 * 120 *
Output2 =-——— = 8500 пачек в минуту
850* 120*^ О u tp ut 2 =--= 3400 пачек в минуту
Исходя из полученных цифр, можно сделать вывод, что увеличение скорости ремней до максимальных показателей приведет к увеличению производительности 644 машины Diana Pro на 40%.
Однако, увеличить скорость ремней не позволяет человеческий фактор: подсобный рабочий физически не успевает формировать короба в таком режиме. Используя полученные цифры, можно просчитать необходимое количество коробов в минуту для автоматизированной системы. Для двух нарядов внутри одного короба соответственно находятся 800 и 400 пачек. Пропускная способность автоматизированной системы формирования коробов и прокладки листов внутрь должна составлять 11 коробов в минуту. Для подсобных рабочих данная производительность невозможна.
Используя автоматизированную систему формирования короба и интеграцию в работу машины заполнения Heidelberg Japack можно добиться прироста производительности на 40%.
Список литературы
1. Стефанов Стефан. Полиграфия от А до Я. Энциклопедия. URSS, 2014. 560 с.
2. Техническая документация Diana Pro, 2013. 206 с.
ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ЗАПОЛНЕНИЯ КОРОБА И ПАЛЛЕТИЗАЦИИ Ширяев С.Л.
Ширяев Сергей Леонидович - студент, кафедра информатики и компьютерного дизайна, факультет информационных систем и технологий, Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, г. Санкт-Петербург
Аннотация: на российских полиграфических производствах используется много неквалифицированных рабочих. Международные компании, работающие в этой сфере, стремительными темпами внедряют роботизированные производственные линии, которые позволяют резко повысить производительность труда и сократить число рабочих, занятых на фабрике. Преодоление отставания отечественных компаний в этой среде возможно только за счёт модернизации существующих производственных мощностей путем внедрения полностью или частично роботизированных конвейерных линий.
Ключевые слова: эксперимент по автоматизации, автоматизация производственных процессов, полиграфические предприятия, конвейерные линии.
В рамках эксперимента по определению технических составляющих для автоматизированной системы, разрабатываемой в ходе проекта автоматизации предприятия ММ Полиграфоформление Пэкэджинг, были выделены следующие критерии оценки:
• Скорость формирования коробов;
• Возможность интеграции во внутреннюю систему заполнения коробов;
• Быстрота настройки системы;
• Диапазон размеров коробов;
• Скорость паллетизации.
Для каждого из критериев были выбраны несколько современных технических компонентов, проведены их испытания на тестовых площадках и сделаны выводы.
Для определения наиболее эффективного решения формирователя коробов производились тесты на специальной машине-формирователе SIAT F144 и обычном промышленном роботе ABB IRB-4600-45/2,05, при помощи специально разработанного захвата.
Автоматический формирователь SIAT F144 разработан для формирования гофрокоробов, складывания и склеивания нижних клапанов при помощи клеящей ленты. Формирователи F144 изготавливаются и имеют возможность встраивания в линию.
Технические характеристики:
• Производительность машины составляет до 12 гофрокоробов в минуту, в зависимости от размера короба;
• Магазин несформированных заготовок вмещает в себя до 150 штук.
• В комплектацию включены защитные ограждения
• Счетчик количества гофрокоробов в магазине;
• Датчики окончания /обрыва скотча.
IRB 4600 — современный промышленный робот нового поколения, обладающий расширенными возможностями, по сравнению с предшественниками. Использование роботизированных ячеек на базе IRB 4600 дает высокое качество и производительность, необходимое производству [1].
IRB 4600 имеет высочайшую точность в своем классе, а также обладает хорошей скоростью работы, что сводит к минимуму процент брака и способствует увеличению производительности предприятия. Данные параметры важны при выполнении различных операций. Кроме того, время программирования робота уменьшено за счет разработки специального программного обеспечения, которое позволяет редактировать отдельно взятые функции. В результате резко уменьшается время цикла, внутри которого происходит работа. Подобное сокращение времени переналадки, определяющее продолжительность перехода на новые изделия или заготовки, существенно сокращает производственные затраты.
Благодаря изменению конструкции робот стал иметь меньшие габариты, что позволяет сократить время рабочего цикла почти на четверть. IRB 4600 обладает самыми высокими характеристиками в своем классе в том, что касается ускорения и скорости, что делает его незаменимым в задачах погрузки / разгрузки, укладки. Высокое ускорение позволяет ему обходить препятствия и перемещаться строго по заданной траектории. Все это способствует увеличению производственных мощностей и производительности в целом.
Проведение эксперимента базировалось на исследовании скорости формирования трех размеров коробов:
• 200х200 х150;
• 300х250 х200;
• 450х300х250;
Ниже представлена таблица, показывающая скорость формирования коробов трех размеров.
200 х 200 х 150 300 х 250 х 200 450 х 300 х 250
SIAT F144 11 10 9
ABB IRB-4600-45/2,05 11 11 11
12 10 8 6 4 2 0
200 х 200 х 150 300 х 250 х 200 450 х 300 х 250
SIAT F144 IRB-4600
Рис. 1. Скорость формирования коробов трех размеров
Как можно видеть, на рисунке SIAT F144 при увеличении размера короба теряет в производительности, а робот ABB IRB-4600 обеспечивает стабильную работу на максимальной скорости.
Возможность интеграции во внутреннюю систему заполнения коробов. Оба рассматриваемых формирователя коробов не интегрируются в работу Japack без использования дополнительных средств. Дополнительными средствами могут являться робототехнические средства или специальные пневматические механизмы, построенные на логике работы машины заполнения короба.
В данном случае, более выгодным является вариант с дополнительным робототехническим средством, так как их работу можно синхронизировать через специальный контроллер, в работу которого встроено лицензионное программное обеспечение.
Быстрота настройки системы. Формирователь SIAT F144 имеет 4 ручные настройки: ремни подачи короба, магазин заготовок, клеевая станция, смена механизма присосок, значения которых человек должен выставлять без использования точных измерительных приборов, что может приводить к неправильной работе формирователя и увеличивать время приладки.
Формирователь на базе робота имеет одну настройку - изменение местоположения вакуумных присосок на захвате. Все остальные настройки производятся автоматически, при использовании специально разработанного интерфейса и сервоприводов.
Диапазон размеров коробов. Для робототехнического формирователя нет ограничения по размерам гофрокоробов. Все зависит от разработанного захвата и магазина коробов. Т.к. на полиграфическом предприятии ММ Полиграфоформление Пэкэджинг около 300 различных коробов, данный фактор является существенным преимуществом.
Диапазоны по SIAT F144 ABB IRB-4600
Длине 200-450 мм Зависит от ТЗ
Ширине 150-350 мм Зависит от ТЗ
Высоте 120-450 мм Зависит от ТЗ
Текущие диапазоны размеров коробов на предприятии варьируются следующим образом:
• Длина: 150 - 628 мм;
• Ширина: 150 - 450 мм;
• Высота: 115 - 350 мм;
Таким образом, формирователь коробов SIAT F144 не охватывает около 25% коробов, имеющихся на предприятии.
Скорость паллетизации. Для паллетизации можно использовать несколько видов решений: промышленные роботы, пневматические захваты, а также послойную паллетизацию.
Для сравнения будет выделены промышленные роботы и пневматические захваты, т.к. послойная паллетизация занимает большой объем пространства, что недопустимо в варианте с рассматриваемым производством.
Для укладки на паллет готовой продукции при помощи промышленных роботов используется несколько видов захватов: вакуумный, вилочный и т.д. [2]. Так как предприятию требуется выпускать короба без заклейки нижнего клапана, единственным верным вариантом является вилочный захват, который будет поддерживать короб за нижнюю грань. Выбор схемы разработки захвата является очень вариативным.
Пневматические захваты являются отличным вариантом при использовании одного типа и размера короба.
После анализа выделенных критериев сделан вывод, что автоматизированная система должна состоять из робота формирователя коробов, который интегрируется с системой заполнения при помощи дополнительного робота, т.к. покрывает все типы и размеры коробов и является наиболее производительным. Для паллетизации на данном предприятии выгоднее использовать робота из-за необходимости брать короба с незаклеенным низом.
Список литературы
1. Техническая документация робота ABB-4600. M.: ABB, 2017. 234 с.
2. Юревич Е.И. Основы робототехники. Учебное пособие. М.: БХВ-Петербург, 2018.
304 с.
