Prečo je paletizácia perfektnou úlohou pre duálne uchopovače
Väčšina času stráveného počas paletizácie je venovaná presúvaniu. To znamená, že duálny uchopovač môže výrazne skrátiť čas cyklu jednoducho preto, že je schopný držať dva objekty naraz. Je to tiež pomerne jednoduchá aplikácia na programovanie.
Nasledujúcich sedem krokov vedie k optimalizácii paletizácie s nasadením duálneho uchopovača, čo si budeme demonštrovať na reálnom príklade z praxe, v ktorom robot od Universal Robots vkladá diely do pripravenej prepravky.
1. Nastavenie bunky s jedným uchopovačom
Najprv sa paletizačná bunka nastaví v režime jedného uchopovača. Ak je už na robotovi pripevnený duálny uchopovač, nie je potrebné odstrániť druhý manipulátor. Činnosť vkladania sa naprogramuje len pre jeden uchopovač (z technického hľadiska môže hmotnosť druhého uchopovača ovplyvniť výsledný čas, zvyčajne však len zanedbateľne).
2. Zoznam všetkých dôležitých časov v procese
Je potrebné prejsť celý proces paletizácie, najlepšie pred naprogramovaním robota (pokiaľ už nie je naprogramovaný), aby sa ušetril čas. Jednu sekvenciu uchopenia a uloženia na určené miesto je potrebné podrobne rozpísať, aby sa zohľadnili všetky dôležité časy.
Pri našom demonštračnom príklade bude jedna sekvencia vyzerať nasledovne:
Čakať -> Vybrať -> Presunúť -> Umiestniť -> Presunúť
Dôležité časy sú tu nasledovné:
- Tpi – čas vyzdvihnutia pomocou jedného uchopovača
- Ttt – čas presunutia medzi miestami vyzdvihnutia a umiestnenia
- Tpl – čas umiestnenia pomocou jedného uchopovača
- Tw – čas vyčkávania, pokiaľ sa objekt objaví na mieste vyzdvihnutia (vyskytuje sa v závislosti od aplikácie)
Potom sa sekvencia vyjadrí vo forme matematického zápisu a zjednoduší sa. V našom prípade to bude vyzerať takto:
Tw + Tpi + 2Ttt + Tpl
3. Meranie časov
Pomocou stopiek sa zmerajú časy každej fázy v procese. Tie je možné zaznamenať aj pomocou kódu robota, kvôli externému overeniu je však stále dobré merať pomocou stopiek. Čím viackrát robot prejde sekvenciou, tým lepšie. Ak je paleta malá (t.j. naplnenie každej palety trvá menej ako päť minút), treba prejsť celým procesom. Inak je vhodné absolvovať toľko cyklov, koľko sa dá. Po zaznamenaní časov sa vypočítajú priemerné hodnoty jednotlivých časových parametrov.
V našom demonštračnom príklade vyšli nasledovné priemerné hodnoty:
Čas vyzdvihnutia (Tpi) = 3,7 sekundy
Čas presunutia (Ttt) = 4,6 sekundy
Čas umiestnenia (Tpl) = 3,9 sekundy
Čas vyčkávania (Tw) = 6 sekúnd
4. Výpočet času cyklu pre jeden uchopovač
Pomocou týchto hodnôt je teraz možné vypočítať celkový čas cyklu. Pred tým je však potrebná ešte jedna hodnota a to je počet položiek na palete Ni. V našom demonštračnom príklade to je 30.
Ni = 30
Vynásobením vyššie uvedeného matematického zápisu touto hodnotou dostaneme celkový čas cyklu naloženia jednej palety Tt.
Rovnica v našom prípade je nasledovná:
Tt = Ni(Tw + Tpi + 2Ttt + Tpl)
Po dosadení čísiel v našom demonštračnom príklade dostaneme:
Tt = 30(6 + 3,7 + 2x4,6 + 3,9) = 684 s = 11,4 min.
Celkový čas cyklu je teda 11,4 minút. Ak sa nasadením duálneho uchopovača tento čas zlepší, môže to byť rentabilná investícia. Ak však dôjde k zníženiu výkonu, nemusí to byť práve najlepší nápad.
5. Zavedenie duálneho uchopovača
Teraz sa nasadí duálny uchopovač. Podobne ako predtým sa nová sekvencia rozpíše. V našom demonštračnom príklade to bude vyzerať takto:
Čakať -> Vybrať s uchopovačom 1 -> Zámena uchopovačov -> Vybrať s uchopovačom 2 -> Presunúť -> Umiestniť s uchopovačom 1 -> Zámena uchopovačov -> Umiestniť s uchopovačom 2 -> Presunúť
Teraz je potrebné poznať nasledujúci čas:
Ts – čas potrebný na zámenu medzi uchopovačmi
Naša sekvencia môže byť teraz reprezentovaná týmto matematickým zápisom:
Tw + 2Tpi + 2Ts + 2Ttt + 2Tpl
Opätovne sa zmerajú časy pre každý krok v sekvencii. V našom prípade je priemerný čas potrebný na zámenu medzi uchopovačmi:
Ts = 1,4 sekundy
6. Výpočet skrátenia času
Teraz môžeme vypočítať nový celkový čas cyklu. Namiesto vynásobenia s Ni (počet položiek v prepravke) použijeme len polovičnú hodnotu Ni /2, pretože robot drží súčasne dva objekty.
V našom demonštračnom príklade je rovnica výpočtu celkového času cyklu nasledovná:
Tt = (Ni/2) (Tw + 2Tpi + 2Ts + 2Ttt + 2Tpl)
Po dosadení príslušných hodnôt dostaneme:
Tt = (30/2)(6 + 2x3,7 + 2x1,4 + 2x4,6 + 2x3,9) = 498 s = 8,3 min.
Z toho vyplýva nasledujúce percentuálne skrátenie času:
% = (Tt jeden uchopovač – Tt duálny uchopovač)/ Tt jeden uchopovač
% = (684 – 498)/684 = 27,19%
Znamená to úsporu času 3,1 minúty na jednu prepravku, čo je ekvivalentné kompletnému naplneniu každej štvrtej prepravky.
7. Ďalšia optimalizácia
Skrátenie času o 27 % je pôsobivé. Existuje však ešte nejaký spôsob, ako dosiahnuť pri paletizácii ešte vyššiu časovú úsporu? Jednou z možností je umiestňovať diely do prepravky z oboch uchopovačov naraz. Uvidíme, ako predpoklad ovplyvní celkový cyklový čas.
Po odstránení jedného Ts a jedného Tpl vyzerá rovnica nasledovne:
Tt = (Ni/2) (Tw + 2Tpi + Ts + 2Ttt + Tpl)
Po dosadení hodnôt:
Tt = (30/2)(6 + 2x3,7 + 1,4 + 2x4,6 + 3,9) = 418,5 s = 6,98 min.
Znamená to ďalšiu úsporu času 1,3 minúty na jednu prepravku a skrátenie času o ďalších 16 %. Paletizácia s duálnym uchopovačom je tak o 39 % rýchlejšia ako v režime s jedným uchopovačom.
Vždy je dobré hľadať možnosti skrátenia vykonávania úlohy. V konečnom dôsledku to môže viesť k značnému celkovému zlepšeniu procesu.
