Конструктивно-компоновочные решения для кобота

Мы рады сообщить Вам, что завершён первый этап международного проекта по созданию погрузочно-разгрузочного коллаборативного робота (кобота): формирование конструктивно-компоновочных решений для погрузочно-разгрузочного, транспортировочного и сортировочного узлов модульного конвейера для сортировки грузов.

Подбор технического решения для конструкции кобота

Погрузочно-разгрузочный узел

Погрузочно/разгрузочный узел модульного сортировочного конвейера – это площадка, куда первоначально перемещается груз (коробка), взятый из штабеля, где происходит его позиционирование для дальнейшей транспортировки на ленту конвейера.

На основе анализа и сравнения имеющихся аналогов, а также исследований и проработок, выбрано 3 варианта исполнения погрузочно-разгрузочного узла:

Вариант 1: устройство захвата в виде робота-манипулятора на передвижной платформе.
Вариант 2: устройство захвата в виде рамки с вакуумным присосом.
Вариант 3: устройство захвата от корейских партнёров, с техническими характеристиками: груз весом до 35 кг, вес рамы с присосом около 15 кг.

Транспортировочный узел

После обзора существующих компоновочных решений по разгрузке фур, в качестве рабочей концепции принята следующая: телескопический транспортер (транспортировочный узел) является центром системы и исполняется в стационарном варианте под постоянное разгрузочное/загрузочное место на складе, ориентированное на разгрузку фур с коробками. Телескопический конвейер представляет собой разновидность ленточного конвейера с использованием секционной рамы.

Сортировочный модуль

Сортировочный модуль предназначается для работы в составе высокопроизводительного погрузочно-разгрузочного коллаборативного робота. Это устройство для сортировки грузов (коробок) с целью перенаправления их к местам дальнейшего хранения (паллетирование) или транспортировки (перегрузка в другие автомобили/контейнеры/места хранения).

Описание работы узла сортировки

Коробки, поступающие с телескопического транспортера, должны быть распределены по ряду отдельных каналов, соответствующих заказу или маршруту доставки. Каждый канал имеет свой номер, и представляет собой приводной отводящий рольганг. Номер канала указывается в этикетке со штрих-кодом, которую наклеивают на груз. Сканер при движении груза по конвейеру считывает номер ручья сортировки со штрих-кода и передает его на контроллер управления сортировкой.
Контроллер, в свою очередь, дает команду механизму дивертора (толкателя/сортировщика) конкретного канала.

Система состоит из программируемого логического контроллера (ПЛК), пульта управления, датчиков контроля положения грузов на конвейерной ленте, датчиков крайнего положения диверторов (толкателей), асинхронных электродвигателей и преобразователей частоты.

С датчиков контроля положения грузов и контроля крайнего положения диверторов (толкателей) информация поступает посредством двухпроводной системы межблочной коммутации в программируемый логический контроллер, который подаёт управляющие сигналы на соответствующие преобразователи частоты. Преобразователи частоты подают асинхронным электродвигателям соответствующее напряжение и частоту через силовые кабели. Человеко-машинный интерфейс реализован удалённо по сети ModBus (RS-485) с выводом на пульт управления.

Детализации концепции коллаборативного робота

При детализации концепции изделия учтены требования Технического задания на выполнение НИОКР по проекту, составленного с учетом запросов корейских партнеров, и пожелания потенциальных заказчиков (рыночные потребности):

грузы: прямоугольные коробки;
размеры коробок: 6 типов - от 20x15x10 см до 52х48х40 см (+ европейские стандарты допускают размер коробок до 70х60х45 см);
вес коробок: от 1 до 25 кг;
пропускная способность системы: 1500 ед/час (согласно ТЗ, при скорости движения ленты не менее 25 м/мин);
возможность оснащения дополнительным оборудованием для сортировки:
− системой считывания RFID меток;
− системой считывания штрих-кодов;
− системой измерения весогабаритных характеристик.
работа системы с коробками разных габаритов при разгрузке/погрузке одной машины;
бережное взятие коробки;
учет размерных особенностей упаковки (деформированные, не идеально прямоугольные коробки);
стоимость в эксплуатации;
стоимость в обслуживании;
устойчивость к ошибкам и внешним факторам (неровный пол машины, разные по высоте машины, поврежденная коробка, упавшая коробка).