Ostatné Automatizácia skladov a prekladísk

Pod manipuláciou s materiálom sa všeobecne rozumie súbor , balenie, váženie, počítanie, triedenie hmotných prostriedkov.
Manipulácia s materiálom je veľmi rozsiahla pracovná oblasť, ktorá počtom pracovníkov predstihuje všetky ostatné priemyselné odvetvia. Ide pritom o oblasť najťažšej fyzickej práce s najväčším počtom pracovných úrazov. Z uvedeného vyplýva veľká dôležitosť aplikácie robotov a manipulátorov aj pri čistej manipulácii s materiálom. Pri projektovaní robotizovaných pracovísk na manipuláciu s materiálom najdôležitejším faktorom sú vlastnosti materiálu. Analýzy a klasifikácia materiálov do skupín vychádzajú z hlavných parametrov materiálu, ktoré vplývajú na možnosť automatizácie manipulačných operácií. Ako základné skupiny materiálu pri posudzovaní automatickej manipulovateľnosti sa vyčleňujú jednotlivé kusy, manipulačné jednotky (palety, kontajnery a pod.) a voľne uložený materiál. Ďalšími dôležitými znakmi materiálu sú rozmery, hmotnosť, tvar, (geometrický tvar, bežné tvary, nepravidelné tvary), nebezpečenstvo poškodenia (krehkosť, korozívnosť a pod.) a stav ( teplota, vlhkosť, znečistenie a pod.).
Ako hlavné operácie manipulácie s materiálom sú vhodné na robotizáciu možno vyčleniť:
- dopravu materiálu zabezpečujúcu väzbu medzi vstupmi a výstupmi technologických pracovísk a skladov,
- paletizáciu a depaletizáciu materiálov,
- spájanie transportných tokov rovnakého resp. odlišného druhu,
- manipulačné operácie pri skladovaní,
- manipulačné operácie pri pomocných činnostiach ( balenie, čistenie a pod.).
Robotmi možno objekty dopravovať priamo a doprava sa najčastejšie realizuje mobilnými ( závesnými, resp. pozemnými) typmi priemyselných robotov s vysokou nosnosťou. Takéto priemyselné roboty majú menší počet stupňov voľnosti ( 2 až 3) a sú schopné dopravovať palety, resp. kontajnery. Programovým riadením sa dopravujú a ustavujú materiály do vopred predpísanej polohy.
Najfrekventovanejšie použitie robotov je paletizácia a depaletizácia objektov. Úlohou paletizácie je vytvárať väčšie manipulačné jednotky vhodné na automatizovanú dopravu a moderné spôsoby skladovania. Robot v takýchto systémoch odoberá objekty z pevného alebo pohyblivého miesta a ukladá ich do priestorovej mozaiky. Táto činnosť, ktorá sa veľmi často vyskytuje v strojárskej aj nestrojárskej výrobe, vyžaduje roboty s dostatočným počtom programových krokov v cykle, resp.

prídavné zariadenia ( indexovacie stoly a pod.).
So zreteľom na variabilitu operácií a vlastnosti materiálov sa v robotizovaných systémoch na manipuláciu s materiálom používajú viaceré druhy robotov a manipulátorov. Pracoviská s ručnými manipulátormi predstavujú prvý stupeň robotizácie a aj vo vyšších fázach rozvoja majú opodstatnenie, najmä z ekonomického hľadiska.
Druhú početnú skupinu robotizovanej techniky na manipuláciu s materiálom predstavujú automatické manipulátory. Ich charakteristickými znakmi sú redukovaný počet stupňov voľnosti ( 2 až 4), variabilné uchopovacie jednotky, dostatočná nosnosť pre možnosť súčasnej manipulácie s viacerými objektmi a jednoduché riadenie. So zreteľom na rozmanitosť úloh uprednostňujú sa modulové manipulátory, ktoré možno upraviť na optimalizovanú konfiguráciu podľa aplikácie. Na paletizáciu sa najčastejšie používajú portálové a mostové manipulátory s karteziánskym pohybovým systémom.
Univerzálne pružné pohybové roboty sa uplatňujú v komplexných manipulačných systémoch najmä pri:
- zložitej paletizácii nerovnakých objektov,
- obsluhe väčšieho počtu dopravných zariadení,
- manipulácii s pohybujúcimi sa objektmi,
- kombinácii manipulácie s kontrolou a pod.
V niektorých prípadoch je opodstatnené aj použitie adaptívnych robotov.
V systémoch na manipuláciu s materiálom má dôležitú funkciu efektor robota, ktorý značne ovplyvňuje požiadavky na počet pohybových osí, náročnosť programovania cyklový čas a spoľahlivosť funkčnej činnosti. Na obr. sú schematicky znázornené princípy paletizácie s jednoduchým, riadkovým, maticovým a priestorovým efektorom. Počet potrebných pohybových osí robota na paletizačné úkony sa pritom mení ( 3, 2, 1) a zároveň sa mení aj cyklový čas na paletizáciu ( 100% až 10%).
Štandardným prvkom robotizovanej manipulácie s materiálom sú palety. Dopravovaný materiál je na podložke ( palete), s ktorou sa prepravuje. Paleta sa rieši tak, aby ju mohol prepravovať efektívny technický prostriedok ( indukčný vozík, regálový zakladač a pod.). Paletované náklady možno ukladať aj do niekoľkých vrstiev nad sebou, čiže stohovať.
V robotizovaných systémoch sa uplatňujú všetky druhy paliet ( jednoduché, ohradové, skriňové, stĺpové a technologické). V robotizovaných systémoch na manipuláciu s materiálom sa uplatňujú prakticky všetky známe druhy zariadení na medzioperačnú dopravu. Najfrekventovanejšie aplikácie majú pásové a valčekové dopravníky.

Okrem štandardných riešení dopravníkov sa v ostatnom čase zaznamenal vznik pružných dopravníkových staníc umožňujúcich:
- diskrétny pohyb objektov v obidvoch smeroch,
- modulové spájanie pohybových trás v horizontálnom a vertikálnom smere,
- rozdeľovanie objektov do viacerých dopravných prúdov,
- presné polohovanie objektov v odoberacích polohách,
- programové riadenie.
Vybavenie robotizovaných systémov na manipuláciu s materiálom senzorickou technikou možno rozdeliť do troch úrovní:
- snímače na indikáciu požadovanej polohy materiálu a paliet a indikáciu správnosti uchopenia. Na túto funkciu sa uplatňujú najmä kontaktné snímače,
- snímače na určenie polohy manipulovaného materiálu pri paletizácii a depaletizácii.
Približovacie snímače umožňujú minimalizovať počet krokov paletizačného programu, pretože pri odoberaní ( odkladaní) sa programuje poloha efektora na dotyk s materiálom,
- vizuálne snímače sa používajú pri manipulácii s nepolohovanými a neorientovanými objektmi. Umožňujú aj manipuláciu s pohybujúcimi sa objektmi.
V štruktúrach systémov na manipuláciu s materiálom sa uplatňuje všeobecná tendencia prechodu od robotizovaných modulov a buniek ku komplexným pružným systémom. Za výchdiskovú štruktúru možno považovať modul vstupný dopravník-robot-výstupný dopravník.
K typickým riešeniam robotizovaného skladu patrí nasadenie ťažkých portálových manipulátorov na stohovanie paliet v skladovom priestore a ich nakladanie na dopravný systém. Robot s 2 stupňami pohybu ( pohyb po portále a zdvih ramena) má jednoduchú konštrukciu s vysokou tuhosťou a nosnosť odvodenú od úplnezaťažených paliet. Stohuje vo svojom pracovnom priestore, vykladá a nakladá dopravné vozíky.
Nový prístup k riešeniu paletizácie predstavujú robotizované paletizačné centrá ( RCP). Koncepcia RCP sa zakladá na prednostiach univerzálnych flexibilných zariadení, ktoré sa s úspechom uplatňujú v rôznych častiach výrobného procesu.
Hlavné znaky robotizovaných paletizačných centier sú:
- univerzálne použitie vhodné pre rôzne objekty s častými zmenami v sortimente a kvantite,
- nepriame programovanie rôznych paletizačných usporiadaní,
- ľahké programovanie pri zmene výroby,
- nadväznosť na automatické systémy medzioperačnej dopravy a skladovania ( automaticky vedené vozíky, dopravníky, zdvíhacie zariadenia a pod.),
- krátky čas adaptácie na nový typ výrobkov.
Nové možnosti aplikácií pri paletizácii ( resp. depaletizácii) otvára použitie vizuálnych rozpoznávacích systémov. Typickým pracoviskom je robotizovaný systém, ktorý zabezpečuje depaletizáciu voľne uložených ( nepolohovaných a neorientovaných objektov) vstupujúcich do automatizovanej výroby z výroby polovýrobkov a ich presné ustavenie na technologické palety, resp. na dopravné systémy.