Jak zaprojektować proces zautomatyzowanej kompletacji?

Kompletacja to proces zbiorczego gromadzenia półproduktów według zlecenia produkcyjnego. Z reguły zadanie realizowane jest przez operatora, który manualnie – zgodnie z zamówieniem – gromadzi wymagane półprodukty. W zależności od specyfiki branży skompletowany zestaw może być przekazany dalej – do kolejnego etapu produkcji np. do montażu przez następnego operatora lub – tak jak w branży e-commerce – staje się on produktem gotowym trafiającym do klienta.

Ręczna kompletacja niesie ze sobą duże ryzyko pomyłek, które generują straty w przedsiębiorstwie, poza tym niejednokrotnie realizuje się zamówienia wielkogabarytowe, lub także takie, które składają się z elementów wrażliwych na uszkodzenia. Wymagania stawiane procesom kompletacji z dużą skutecznością spełniają rozwiązania zautomatyzowane, które mają wpływ na poprawę jakości całego procesu produkcyjnego.

Weźmy pod lupę przykładowy cykl. Można podzielić go na następujące etapy:

• formowanie kartonów
• kompletacja zamówień i pakowanie komponentów
• paletyzacja
• transport palet i zabezpieczanie ich folią stretch

Formowanie kartonów

Przygotowywanie kartonowych opakowań do dalszych etapów jest procesem powtarzalnym i wymagającym wysokiej przepustowości, dlatego już na początku warto pomyśleć o jego usprawnieniu. Idealnym rozwiązaniem jest zrobotyzowana cela do formowania kartonów.

Stanowisko składa się z robota wyposażonego w specjalny chwytak przyssawkowy, który pobiera z magazynku karton gotowy do złożenia. Następnie rozkłada go oraz zakleja spód. Karton podawany jest na przenośnik, który transportuje go dalej, do strefy kompletacji i pakowania komponentów.

System został zaprojektowany w taki sposób, iż uzupełnienie magazynku nie wymaga przerwania pracy robota, co znacząco wpływa na wydajność całego stanowiska. Zrobotyzowana kartoniarka może obsługiwać wiele rodzajów opakowań – w zależności od zlecenia produkcyjnego.

Kompletacja i pakowanie komponentów

Proces wymagający od operatora najwięcej uwagi oraz energii. Wcześniej przygotowany karton jest transportowany na przenośniku do miejsca kompletacji. Półprodukty mogą znajdować się na paletach, w pojemnikach umieszczonych przy stanowisku operatorskim, ale również na regałach, do których operator ma bezpośredni dostęp. Takie rozwiązania wykorzystuje się przy tzw. kompletacji wielostopniowej, w której udział bierze więcej niż jeden operator.

W zależności od specyfiki produkcji na stanowiskach operatorskich poza gromadzeniem wymaganych elementów można dokonywać także ich prostego montażu lub kontroli jakości.
Istnieje również kompletacja jednostopniowa, w której jeden operator samodzielnie realizuje całe zamówienie.

Zobacz tutaj, jak mogą wyglądać systemy kompletacji.

W tradycyjnej formie, gdzie operator samodzielnie lokalizuje poszukiwane elementy, proces ten bywa czasochłonny, co przyczynia się do powstania wąskiego gardła całego systemu. Aby przyspieszyć etap kompletacji w magazynie, wykorzystuje się szereg technologii, które nie tylko odciążają operatorów, ale również znacząco wpływają na jakość całego cyklu poprodukcyjnego.

Wpływ mają zastosowane rozwiązania w postaci:

• Układów wspierających ręczną kompletację, takich jak Pick-By-Light, Pick-By-Voice itd.
  Nadrzędnego systemu zarządza modułami umieszczonymi na każdym stanowisku pobrania. Operator dostaje informację wizualną lub głosową o ilości elementów, które ma zgromadzić i gdzie one się znajdują.
• Miejsc buforowych zlokalizowanych na liniach technologicznych. Są one szczególnie przydatne w przypadku braku danego komponentu wymaganego w zamówieniu. Dzięki temu rozwiązaniu zapewniamy ciągłość procesu w przypadku zróżnicowanego charakteru realizowanych zleceń.
• Podnośników nożycowych wyposażonych w przenośniki, na których dostarczane są elementy do skompletowania. Takie rozwiązanie pozwala operatorowi na regulację wysokości pobierania elementów, co znacząco wpływa na ergonomię jego pracy.
• Manipulatorów ręcznych wyposażonych w specjalny chwytak do przenoszenia ciężkich detali.
• Robotów autonomicznych, które dowożą palety z półproduktami na miejsce kompletacji.
• W pełni zautomatyzowanych rozwiązań zaprojektowanych dla etapu kompletacji.

Paletyzacja

Gotowe zamówienia skompletowane w kartonie zbiorczym, trafiają ciągiem transportowym do miejsca paletyzacji. Przekładanie pudełek na paletę jest procesem ciągłym oraz powtarzalnym, który warto zrobotyzować. Przełoży się to na wzrost przepustowości oraz skróci czas całego cyklu. Przykładowy system paletyzacji składa się z:

• Robota lub paletyzatora,
• Chwytaka zaprojektowanego dla danego rodzaju paletyzowanych produktów,
• Przenośnika doprowadzającego produkt gotowy,
• Miejsca paletowego,
• Magazynku przekładek,
• Magazynku palet,
• Elementów bezpieczeństwa – wygrodzeń, kurtyn laserowych, elektrozamków itd.

Robot do paletyzacji może być zarówno prostą konstrukcją 4-osiową, jak i 6-osiową. Stanowisko można dodatkowo doposażyć w tor jezdny, który przedłuża zasięg pracy robota. Wszystko zależy od typu aplikacji, dostępniej przestrzeni, rodzaju paletyzowanych produktów.

Paleta może być formowana na posadzce i odbierana przez operatora dzięki wózka widłowego lub zostać automatycznie przekazana do kolejnego etapu dzięki ciągu przenośników.

Transport palet i zabezpieczanie ich folią stretch

Gotowe palety transportowane są do miejsca, gdzie następuje ich zabezpieczenie poprzez wielokrotne owinięcie folią typu stretch. manualne zabezpieczanie palety z powodzeniem zastępują rozwiązania z użyciem owijarek automatycznych lub półautomatycznych, przy których operator ma za zadanie dostarczyć paletę do miejsca owijania, a następnie ją odebrać.

Zintegrowanie strefy owijania z paletyzacją minimalizuje przestoje, optymalizuje dostępną przestrzeń, a także zwiększa bezpieczeństwo operatorów, poprzez zmniejszenie ilości przejazdów wózków widłowych.

Dobór odpowiedniej owijarki zależy m.in. od rodzaju produktu, palety, wymaganej wydajności, warunków środowiskowych.

Strefę owijania można uzupełnić o system automatycznego etykietowania gotowych palet, co pozwala na uzyskanie pełnej informacji o procesie oraz sprawne zarządzanie przepływem palet w przedsiębiorstwie.

Tak zaprojektowany system zdecydowanie usprawnia efektywność całego procesu kompletacji i paletyzacji, a w rezultacie też całej linii produkcyjnej. Sprawia, iż praca stanowi mniejsze obciążenie dla personelu, a zarząd, w dłuższym horyzoncie czasowym może wypracować redukcję kosztów operacyjnych.