artikel

Robot-palletiseersystemen

Warehousing Premium

Robot-palletiseersystemen

Palletiseren is het op een systematische wijze beladen van een pallet met verpakte producten in de vorm van dozen, zakken en dergelijke. Doel hiervan is de pallet te beladen met een zo groot mogelijk aantal eenheden, uiteraard rekening houdend met het totale gewicht en volume, en het geheel voldoende stabiliteit mee te geven met het oog op transport.

Eenvoudig op elkaar stapelen (kolomstapeling) biedt geen stabiliteit; daarom moeten de producten volgens een bepaald patroon geplaatst worden (het formeren). De stabiliteit wordt verder verbeterd door maatregelen zoals het plaatsen van tussenvellen, het omwikkelen met tape, inpakken in folie etc.

 

Robots

Palletiseersystemen op basis van robots worden ingezet voor het snel en doelmatig beladen van pallets met behulp van een vier- of zesassige robot. De robot vormt het centrale deel van een cel waarin de pallets en de producten worden aangevoerd, bijvoorbeeld via transportbanden. De robot is voorzien van een grijper die telkens een of meer aangevoerde eenheden opneemt en ze volgens het door de software gedicteerde patroon op de pallets plaatst.

Palletiseersystemen met een vier- of zes-assige robot worden productspecifiek ontworpen door een systeemintegrator vanuit de wensen van de klant, waarbij onder andere rekening gehouden moet worden met de heersende condities op de werkvloer. Ieder systeem is weer anders en wordt doorgaans ‘sleutelklaar’ afgeleverd, compleet met bijbehorende software. Als productmanipulator kunnen robots van uiteenlopende merken en capaciteiten worden ingezet, al naar gelang de specifieke wensen van de klant of de aanbevelingen van de systeemontwerper.

Apparatuur

Robot-palletiseersystemen moeten worden onderscheiden van de relatief eenvoudiger portaal-palletiseercellen, waarbij uitsluitend sprake is van lineaire verplaatsingen in drie haaks op elkaar staande richtingen.

 

Systemen met robots bieden, naast de grotere bewegingsvrijheid en veel hogere snelheden,  een grotere bedrijfszekerheid, terwijl ze nagenoeg geen onderhoud vergen. Dit is te danken aan de gesloten, robuuste behuizing, die binnendringen van vuil en vocht tegengaat en daarmee slijtage van mechanische en elektronische componenten voorkomt.

 

Varianten

Op het basissysteem van een robot met aanvoer van pallets en producten zijn verschillende varianten mogelijk. Vaak worden verschillende producttypen over meerdere aanvoerlijnen naar de cel getransporteerd. Een compleet robot-palletiseersysteem kan bijvoorbeeld bestaan uit een aanvoerstation voor pallets, een pallet-ontstapelsysteem, drie aanvoerlijnen voor verschillende producten en een zes-assige robot.
De robot wordt voorzien van een grijper, die werkt op basis van vacuüm, eventueel in combinatie met een mechanisch klemsysteem. De meeste grijpers zijn geschikt voor het opnemen van een of meer producten. Grijpers worden specifiek voor een toepassing flexibel gebouwd en kunnen daardoor verschillende producten door elkaar heen verwerken. Wanneer een lijn bij productwisseling wordt omgebouwd, kan ook desgewenst voor een andere grijper worden gekozen.

 

Snelwissel

Bij een snelwisselsysteem vindt de grijperwisseling automatisch door de robot plaats. De robot kan naast het palletiseren bijkomende taken verrichten, zoals het plaatsen van een tussenvel na het voltooien van een productlaag, het oppakken en plaatsen van een lege pallet vanuit een magazijn of het aanbrengen van een tape om de bovenste laag heen teneinde de stabiliteit van de beladen pallet te verzekeren.
Ook kan de robot worden voorzien van een lijmpistool enz.

 

Vaktermen
  • Kolomstapeling
    eenvoudig, zonder tussenverband, op elkaar stapelen van producten
     
  • Formeren
    het volgens een bepaald patroon plaatsen van producten op een pallet; voorformeren is het opnemen van meerdere producten door de robot op een wijze die aansluit op het gewenste palletpatroon.
  • Lagenpalletiser
    conventionele machine voor het laag voor laag beladen van pallets, waarbij de producten niet worden opgepakt, maar verschoven nadat ze zijn geformeerd.
  • Multigripper
    grijper die een of meer producten kan oppakken.
     
Aandachtspunten en tips

Alles draait om de grijper. De robot is alleen maar een ‘instrument’; de grijper bepaalt de prestaties die ermee kunnen worden verricht. Het ontwerp van de productspecifieke grijper vormt niet zelden het belangrijkste en meest uitdagende onderdeel van de totale systeemengineering. Een weldoordachte uitvoering bepaalt immers voor een groot deel de efficiëntie en productiviteit van de installatie. De grijper is bovendien een tamelijk complex mechanisme; een goed ontwerp kan echter de storingsgevoeligheid reduceren. Meer aandachtspunten.

 

Zorg voor voldoende capaciteit
De robot-palletiseerinstallatie vormt het sluitstuk van de productielijn. Wanneer de productiviteit ervan niet in de pas loopt met de productielijn(en), fungeert de installatie als zwakste schakel en houdt ze het gehele voorgaande traject op. Zorg er dus voor dat de capaciteit ervan ruim voldoende is door bijvoorbeeld niet teveel productielijnen op één installatie aan te sluiten. Denk aan de beschikbaarheid van de gehele productielijn. 

Software
Doorgaans verlangt de klant een totaaloplossing, die ook de ontwikkeling van besturingssoftware omvat. Een goede systeemintegrator verzorgt ook de programmering van de robot en de robotcel en beschikt over  eigen  Engineeringscapaciteiten. In de praktijk wordt vaak een deel van de robotbesturing gebruikt voor het aansturen van de banen in de periferie, m.n. bij eenvoudige cellen.

Doosmaat bepaalt patroon
De afmetingen van de productverpakking (zak, doos e.d.) bepaalt het patroon waarin de verpakkingen op de pallet geplaatst worden. Het patroon kan op twee manieren worden bepaald. Bij de eenvoudigste variant rekent het standaardprogramma van de robot na invoer van de verpakkingsafmetingen in ca. een half uur de logische stappen voor het realiseren van het patroon uit. Bij gebruik van een multigripper wordt dit al lastig. Daarom wordt vaker van een apart programma gebruik gemaakt, dat via de ‘teach-in’ methode met een ‘pendant’ handmatig wordt gegenereerd. Dit geeft een veel hogere capaciteit.

Leid operators op
Voor het bedienen van de palletiseerinstallatie is een gerichte opleiding onontbeerlijk. De operators moeten de installatie op een verantwoorde manier bedienen, ingrijpen bij storingen e.d. Een goede systeemintegrator biedt een opleidingstraject aan als vast onderdelen van het turnkeyproject.

Veiligheid
Vanzelfsprekend moet de installatie voldoen aan de Europese Machinerichtlijn en mag er alleen gewerkt worden met installaties voorzien van een CE-markering. De installatie valt, vanwege de snelheden waarmee gewerkt wordt, onder de hoogste veiligheidsklasse. Belangrijk is de verschillende systemen goed te vergelijken omdat hier grote verschillen in bestaan.

Onderhoud
Palletiseerrobots vergen relatief weinig onderhoud (zie 1.2). Wordt in een éénploegendienst gewerkt, dan is één inspectie- en serviceronde per jaar voldoende, bij een drieploegendienst houdt men twee keer per jaar aan.

 

Basisinformatie voor aanvragen offerte

Om vergelijkbare offertes van ontwerpers/bouwers van robot-palletiseersystemen aan te vragen, zijn minimaal de volgende gegevens nodig:

 

  • Omgevingscondities
    Om te beginnen moet bekend zijn of de installatie in dagdienst fungeert of binnen een bepaald ploegensysteem. Daarnaast zijn typische omgevingscondities van belang, zoals de temperatuur, een al of niet vochtige ruimte, alsmede de bouwkundige kenmerken van de locatie waarin de cel zal worden ingezet: de beschikbare hoogte, het materiaal van de vloer (beton, hout, asfalt), de belastbaarheid en stand (vlak, hellend) van de vloer e.d.
      
  • Klantvoorkeur componenten
    Het is goed mogelijk dat de klant zelf een voorkeur heeft voor bepaalde componenten van de installatie, m.n. de robot. Een reden daarvoor kan zijn dat de klant met een bepaald fabrikaat reeds goede ervaringen heeft opgedaan en niet verschillende merken robots in het bedrijf wil inzetten. Ook ten aanzien van andere componenten, zoals de transportbanden, het pallet-ontstapelsysteem enz., kan een dergelijke voorkeur bestaan. 
      
  • Kleurstelling
    De klant dient de kleurstelling volgens RAL-codes op te geven voor palletiser, palletbanen, hekwerken en productbanen.
      
  • Elektrische systemen
    Voor het systeem moet zowel de aansluitspanning als de stuurspanning worden opgegeven, met name wanneer deze afwijkt van de standaardwaarden. Ook voor de elektrische componenten kan de klant een voorkeur opgeven voor een bepaald fabrikaat. Dit geldt voor o.a. de besturingskast, lichtschermen, fotocellen, relais, PLC en eveneens voor de pneumatische onderdelen. Ook zijn nog de persluchtdruk en de gewenste isolatieklasse van belang. 
      
  • Palletiseerinformatie
    In de eerste plaats is hierbij van belang welk palletiseerprincipe gewenst is: gaat het om een relatief eenvoudige installatie met een portaalrobot (2 tot 4 assen), een lagenpalletiser of een vrij programmeerbare robot (4 tot 6 assen). Ook kunnen merk en type van de robot worden opgegeven. Voorts moet het aantal productielijnen bekend zijn, alsmede het aantal verschillende producten dat hierover wordt aangevoerd en moet de vraag worden beantwoord welk product over welke lijn wordt aangevoerd. Voorts is van belang of de producten al of niet door elkaar heen worden aangevoerd (is dat het geval dan kan bijvoorbeeld een visionsysteem voor productherkenning worden overwogen). Tenslotte moet het aanvoersysteem (rollenbaan, bandtransporteur, glijplaat) worden opgegeven alsmede de aanvoerhoogte van de producten.
      
  • Productinformatie
    Vanzelfsprekend moet voor een juiste uitwerking van de palletiseercel ook opgegeven worden om welke producten het gaat. Per product moeten kenmerken als de verpakking (dozen, trays, zakken e.d.), de inhoud (blikken, flacons, potten e.d.), de vulling (pinda’s, creamer, drank e.d.), het verpakkingsmateriaal (karton, folie e.d.), de afmetingen en niet te vergeten de gewenste capaciteit in aantallen per minuut worden opgegeven. Ook de transportrichting (lange of korte zijde voor) en het toegepaste pallettype (Europallet, blokpallet) zijn van belang.
Reageer op dit artikel