V súčasnosti je takmer každá oblasť priemyslu zameraná na automatizáciu. Tá je založená na samostatnom vykonávaní a riadení činností bez nutného zásahu človeka, pričom šetrí ľudské sily pri manipulácii s ťažkými objektmi vo výrobe. Všade tam, kde treba manipulovať s objektom a presúvať ho na iné pracovisko, je dobré investovať do manipulátorov a dopravníkov. Tieto neúnavné a bez prestávky pracujúce zariadenia s vysokou rýchlosťou a presnosťou pomáhajú vo výrobnom aj logistickom procese.
Priemyselné manipulátory
Manipulátory sú zariadenia na manipuláciu s objektmi v rámci výrobného procesu. Základným typom sú tzv. jednoúčelové manipulátory, ktoré sú v súčasnosti samozrejmosťou v každej modernej výrobnej firme. Zrýchľujú, skvalitňujú a uľahčujú výrobný proces. Obrovskou výhodou je možnosť pracovať 24 hodín denne, čo zároveň minimalizuje ľudské zlyhanie. Manipulátory sú vlastne manipulačné zariadenia, ktoré zvyčajne pracujú po viacerých osiach. Využívajú sa pri manipulovaní s dielmi, ktoré sú príliš ťažké pre človeka, alebo v prípadoch, keď diel nemôžeme dobre chytiť alebo umiestniť na dané miesto.
Medzi jednoúčelové manipulátory zaraďujeme podávacie mechanizmy, manipulačné zariadenia ovládané priamo človekom (synchrónne manipulátory), ale aj manipulátory riadené programom. Jednoúčelové manipulátory sú zväčša prídavným zariadením obsluhovanej výrobnej linky alebo dopravníka. Pohyby vykonávané jednoúčelovými manipulátormi sú jednoduché, napr. premiestňovanie, nakladanie, odoberanie výrobkov alebo súčiastok z dopravníkového pásu. Voľba typu manipulátora sa odvíja od hmotnosti výrobku, požadovaného dosahu, rýchlosti pohybu a presnosti polohovania.
V priemysle sa však často využívajú univerzálne manipulátory, ktoré majú oproti jednoúčelovým manipulátorom väčší rozsah manipulačných možností. Ich univerzálnosť zaručujú vymeniteľné jednoúčelové chápadlá, ktorými manipulujú s predmetmi. Preto sa dajú použiť na viacerých pracoviskách alebo aj na obsluhu viacerých strojov. Univerzálne manipulátory majú vlastné programové riadenie, ktoré komunikuje s riadiacim programom výrobnej linky.
Uchopovacie mechanizmy
Uchopovacie hlavice manipulátorov a robotov obvykle navrhuje priamo používateľ kvôli špecifickým požiadavkám na spôsob uchopenia a manipulácie. Nie je preto možné definovať jednotlivé typy uchopovacích hlavíc, iba všeobecné mechanizmy využívané pri manipulácii s objektom. Základné typy chápadiel sú mechanického, magnetického a podtlakového charakteru.
Veľmi dôležitými faktormi pri výbere uchopovacieho zariadenia sú tvar, rozmery a hmotnosť manipulovaného výrobku. Podľa týchto základných kritérií ďalej postupujeme pri výbere chápadla a tvaru jeho čeľustí, poprípade iných uchopovacích elementov. Dnes je snaha o čo najväčšiu univerzálnosť týchto chápadiel, aby bolo možné s jedným typom a tvarom akčného člena vykonávať čo najväčšie množstvo uchopovacích operácií.
Dopravníkové systémy
Manipulátory v mnohých prípadoch pracujú ruka v ruke s dopravníkovými systémami. Takmer žiadna automatizovaná prevádzka sa nezaobíde bez spoľahlivej logistiky dielov a výrobkov v rámci priestorov prevádzky.
Transportné prostriedky umožňujú prepravu objektov po závode, aby sa zaistila kontinuita prevádzky a technologického procesu. Typ dopravníka treba voliť vždy s ohľadom na druh a vlastnosti prepravovaného materiálu. Možnosti dopravníkových systémov sú veľmi široké a zahŕňajú širokú škálu systémov určených pre rôzne aplikácie a typ prepravovaného materiálu.
Dopravníky možno rozdeliť do niekoľkých kategórií. Napríklad podľa spôsobu pohybu prepravovaného predmetu či materiálu ich delíme na nepoháňané dopravníky (mechanický dopravník bez pohonu) a poháňané dopravníky (dopravník so vstavaným pohonom). Nepoháňané dopravníky obsahujú pohyblivé časti nenapojené na poháňací zdroj. Predmety sa na ňom pohybujú pomocou gravitácie (tzv. gravitačný dopravník) alebo pôsobením externej sily, obvykle tlačením ľudskej obsluhy. Poháňané dopravníky majú všetky alebo aspoň niektoré pohyblivé časti napojené na zdroj sily/pohybu a predmety na ňom umiestnené sú unášané bez nutnosti pôsobenia vonkajších síl.
Ďalej sa dopravníky obvykle rozdeľujú podľa vyhotovenia nosnej časti, po ktorej sa predmety či materiály prepravujú, takže poznáme tieto typy:
Pásové dopravníky sú najčastejšie používané systémy na kontinuálnu prepravu sypkých látok. Sú výhodné najmä pre ich jednoduchú konštrukciu, veľkú maximálnu dopravnú rýchlosť a možnosť nakladania a odoberania materiálu na akomkoľvek mieste. Podľa zaťaženia sa pásové dopravníky delia na dva základné, a to dopravníky s gumovým alebo oceľovým pásom.
Gumové pásy sú tvorené textilnou kostrou a niekoľkými krycími vrstvami z mäkkej gumy. Textilná kostra sa skladá z niekoľkých ďalších vrstiev textilných vložiek z bavlny, ktoré sú vzájomne spojené vrstvami gumy. Tým je zaistená potrebná pevnosť a zároveň tuhosť pásu vhodná na prepravu sypkých materiálov.
Konštrukcia dopravníka s oceľovým pásom je podobná dopravníkom s gumovým pásom, len pás je vyrobený z valcovanej ocele za studena a jeho jednotlivé časti sú spojené pomocou nitov. Výhodou je hladkosť pásu, čo umožňuje jednoduché odovzdávanie materiálu z pásu napríklad v potravinárskom priemysle. Konštrukcia je odolná vyšším prevádzkovým teplotám a je vhodná aj na prepravu abrazívnych materiálov. Nevýhodou oproti gumovému pásu je menšia prepravná rýchlosť a menšia možná prepravná diaľka. Oceľový pás má tiež vyššie nároky na čistenie.
Valčekové dopravníky sú určené na medzioperačnú dopravu manipulovaných jednotiek: kartónov, balíkov, materiálov a výrobkov uložených na pevných podložkách (paletách, prepravkách) alebo aj výrobkov bez výstupkov na prepravovanej ploche, napr. pneumatík, pásov, valcovaných profilov. Valčekové dopravníky sú koncipované ako modulárny systém. Trať valčekového dopravníka nemusí byť iba priama, ale dajú sa navrhnúť aj zakrivené trate, kde sú valčeky nahradené kónickými telesami.
Modulárne pásové dopravníky sú vhodné do prostredia, kde je potrebné, aby pás odolal vyššej teplote a mechanickému poškodeniu. Nezanedbateľnou výhodou týchto pásov je možnosť vymeniť poškodené elementy za nové bez nutnosti výmeny celého pásu. Navyše prítomnosť modulu umožňuje aj konštruovanie tratí so zakrivením, čo nie je pri bežných pásoch možné.Modulárne dopravníky sú vhodné na prepravu kusových výrobkov s rôznymi vlastnosťami.
Korčekové dopravníky slúžia na prepravu kusových alebo sypkých materiálov. Sú vhodné na prekonanie stúpania alebo klesania v závislosti od druhu prepravovaného materiálu a použitých korčekov. Konštrukcia korčekového dopravníka zabezpečuje úsporu priestoru a tým aj energie potrebnej na pohon dopravníka. Tvar korčeka závisí od druhu prepravovaného materiálu.
Reťazové dopravníky sú vhodné do prostredia, kde treba prepravovať objemné a ťažké objekty. Vyznačujú sa vysokou nosnosťou a na reťaz možno inštalovať vodiace elementy, ktoré zaisťujú pozíciu objektu na transportnej reťazi.
Paletové dopravníky sú prevažne určené na manipuláciu a prepravu paliet medzi vyskladňovacími rampami a automatizovanými výťahovými zakladačmi. Skladajú sa z dvoch základných dopravníkov – valčekových a reťazových a zo súboru ďalších zariadení, ako sú napr. rotačné a výťahové jednotky, vozíky, zakladače paliet. Tento typ počíta s pomerne vysokou nosnosťou paliet približne do 1 500 kg.
Okrem spomínaných dopravníkov existujú aj remeňové, doštičkové a vibračné dopravníky. Každý dopravník má svoje špecifické vlastnosti a je vhodný len pre určité typy, balenia, veľkosti a hmotnosti prepravovaného produktu. Výber vhodného vyhotovenia pre konkrétnu aplikáciu je často dosť náročná záležitosť a vyžaduje pomerne veľké skúsenosti. Nesprávna voľba má za následok nesplnenie požiadaviek na rýchlosť, spoľahlivosť prepravy a hlavne životnosť dopravníka.
Bohaté príslušenstvo
Dopravníkové systémy možno rozšíriť aj o bohaté príslušenstvo, ako sú otočné a zdvíhacie stoly, preklápacie systémy, posuvné vozíky, zarážky, rozdeľovacie a zlučovacie moduly, baliace stroje či riadiace systémy. Nemenej dôležité sú aj križovatky a výhybky, ktoré spájajú viac dopravníkových ciest do jednej spoločnej alebo naopak rozdeľujú jednu cestu na viac ďalších. Medzi najpoužívanejšie systémy výhybiek pre kusovú výrobu, ktoré možno implementovať do väčšiny typov dopravníkov, je pneumatická výhybka.
Moderným riešením je inštalácia inteligentných snímačov na dopravníkový systém, ktoré kontrolujú tok materiálu tak, aby bol každý typ prepravovaného materiálu spoľahlivo detegovaný a v správnej polohe.
Dopravníkový most uvoľnil 12 pracovníkov
Firma vyrábajúca dlaždice potrebovala vo svojej pobočke inovovať prepravu paliet z výroby do skladu, pretože predošlé riešenie bolo značne neefektívne a nákladné. Využívali ťahače s naloženými prívesmi, ktoré presúvali palety sedem dní v týždni takmer neustále. Dlaždice sa vďaka modernému riešeniu presúvajú z výroby do skladu oceľovým koridorom rýchlosťou až 60 europaliet s hmotnosťou 1,3 tony za hodinu. Celková dĺžka prepravnej trasy je približne 250 m a má prevýšenie 8 m. Počas návrhu bolo nutné dobre premyslieť najmä inštaláciu dopravníkového mostu – kde budú jeho základy, ako sa napojí na novú halu výroby smerom ku skladu a kadiaľ pôjde celá trasa, aby bola vhodne umiestnená nad existujúcou vlakovou vlečkou a mala prístup k inžinierskym sieťam. Ako ideálne riešenie sa ukázal zalomený nadzemný koridor. Na začiatku a na konci dopravníkového mostu sú výťahy s valčekovými dopravníkmi, uprostred sú priame valčekové dopravníky a točne s valčekovými dopravníkmi. Vďaka novému riešeniu má 12 zamestnancov, ktorí sa predtým venovali transportu a obsluhe ťahačov s prívesmi, voľné ruky. Môžu sa tak venovať prínosnejším činnostiam.
Zdroje
[1] Conveyor types and uses. Ultimation. [online]. Citované 4. 11. 2020. Dostupné na: https://www.ultimationinc.com/conveyor-technologies/conveyor-types/.
[2] Choosing the right industrial manipulator. Direct Industry. [online]. Citované 4. 11. 2020. Dostupné na: http://guide.directindustry.com/choosing-the-right-industrial-manipulator/.
[3] Steiger, R.: Automatizace provozu lisováni fasádních pásků. Bakalárska práca 2019. České vysoké učení technické v Praze. [online]. Citované 4. 11. 2020. Dostupné na: https://dspace.cvut.cz/bitstream/handle/10467/84790/F2-BP-2019-Steiger-Richard-BP_0247.pdf?sequence=-1&isAllowed=y.
[4] Dopravníkový most uvolnil ruce 12 pracovníkům. DAS. [online]. Publikované 10. 4. 2020. Citované 4. 11. 2020. Dostupné na: https://www.dasfm.cz/cz/realizovane-projekty/dopravnikovy-most-uvolnil-ruce-12-pracovnikum/13.html.
