Novinky a události

Průvodce automatickým nakládáním a vykládáním plechů

Automatické nakládání a vykládání plechů označuje technologii a proces, který využívá automatizované zařízení k automatické přepravě, nakládání a vykládání plechů nebo obrobků během zpracování a výroby plechů, čímž se snižuje manuální zásah a zlepšuje se efektivita výroby a kvalita zpracování.

Systémy pro automatické nakládání a vykládání plechů hrají stále důležitější roli v moderní výrobě plechů, zejména při řezání laserem, lisování, ohýbání, svařování a dalších procesech, což může výrazně zvýšit efektivitu, snížit náklady na pracovní sílu a zlepšit konzistenci a inteligenci produktu.

1. Co je automatické nakládání a vykládání plechů?

Automatické nakládání a vykládání plechů označuje proces automatického podávání plechů nebo obrobků do zpracovatelského zařízení (jako je laserové řezací stroje, děrovací stroje, ohýbačky atd.) pro zpracování během zpracování plechů a jejich automatické odebírání ze zařízení po zpracování. Tento systém výrazně snižuje manuální zásahy a dosahuje automatizace a efektivního provozu procesu zpracování.

Základní obsah:

Automatické nakládání: Automaticky odebírá listy surovin z materiálu nebo z materiálového regálu a přesně je umisťuje na pracovní stůl procesního zařízení (jako jsou laserové řezací stroje, děrovací stroje, ohýbačky atd.).
Automatické vykládání: Automaticky odebírá zpracované díly nebo hotové výrobky ze zpracovatelského zařízení a odesílá je do určené sběrné oblasti nebo k dalšímu procesu.
Inteligentní řízení: Používejte PLC, roboty, multisenzory atd. k realizaci automatizace a inteligence celého procesu nakládky a vykládky.

Hlavní výhody:

Ušetřete náklady na pracovní sílu a snižte náročnost práce.
Zlepšit efektivitu zpracování a zkrátit výrobní cyklus.
Zlepšete přesnost zpracování a konzistenci produktu.
Zvýšit bezpečnost výroby a snížit riziko pracovních úrazů.
Podporovat digitalizaci a inteligentní rozvoj výroby plechů.

2. Složení systému automatického nakládání a vykládání plechů

Plech automatický systém nakládání a vykládání je důležitou součástí moderní automatizace zpracování plechů. Zajišťuje především automatickou manipulaci, polohování a nakládání a vykládání plechů, zvyšuje efektivitu zpracování, snižuje náklady na pracovní sílu a zlepšuje konzistenci produktu. Následuje podrobná analýza systému:

1) Nakládací část (nakládací zařízení)

Zodpovídá za automatické dodávání surovin (plechů) ze skladovacího prostoru na pracovní stůl zpracovatelského zařízení.

Hlavní komponenty:

Nakládací regál/sklad materiálu

Ukládá více originálních listů a konstrukci lze stohovat, zásuvkovat nebo na materiálovou věž.

Systém pro sběr materiálu s přísavkou

Vakuová přísavka nasává list z regálu pomocí zvedacího ramene, aby se zabránilo poškrábání povrchu.

Výhody: Žádné poškození kontaktem, vhodné pro přesné materiály, jako je nerezová ocel.

Zvedací plošina

Automaticky upravuje výšku, aby se pokaždé nasál jeden list.

Zařízení pro polohování vodítka

Zajišťuje přesnost zarovnání plechu před jeho umístěním na zpracovatelské zařízení.

2) Dopravní systém (manipulační mechanismus)

Realizujte přesun plechů z místa nakládání na obráběcí stůl, nebo ze obráběcího stolu do vykládací oblasti.

Běžné typy:

Robotické rameno (víceosý robot)

Vybaven přísavkami nebo chapadly provádí nakládací, vykládací a manipulační činnosti a podporuje přesné polohování ve více úhlech.

Příčný mechanismus posuvné kolejnice/pásový dopravník

Použitelné pro přesun plechů z nakládacího prostoru na řezací plošinu atd.

portálový uchopovací systém

Silná konstrukční tuhost, vhodná pro vysokofrekvenční nakládání a vykládání velkých desek.

3) Vykládací část (systém zpracování hotového výrobku/zbytkového materiálu)

Zodpovídá za třídění a přepravu zpracovaných obrobků nebo zbytkových materiálů ze zpracovatelské plošiny na určené místo.

Základní struktura:

Mechanismus pro uchopení hotového výrobku

Dokáže automaticky identifikovat řezané obrobky, uchopit je a přenést.

Mechanismus pro oddělování zbytkového materiálu

Odděluje odpadní materiály od hotových výrobků pro následné zpracování a recyklaci.

Třídicí zařízení

Klasifikuje různé typy obrobků podle velikosti, tvaru nebo procesu.

Vykládací dopravníkový pás

Odesílá hotové výrobky nebo zbytkové materiály do dočasného skladu nebo do dalšího procesu.

4) Řídicí systém (elektronická řídicí a informační část)

Zahrnuje:

PLC/průmyslový počítačový řídicí systém

Řídí proces akce, rytmus a bezpečnostní blokování každé komponenty.

Rozhraní člověk-stroj (HMI)

Operátoři mohou nastavovat programy, monitorovat stav a zpracovávat informace o alarmech.

Senzorický systém

Zahrnuje vizuální senzory, laserové lokátory, tlakové senzory atd., používané k identifikaci informací, jako je poloha, tvar, tloušťka atd.

Komunikační rozhraní s hostitelským zařízením

Propojení s laserovými řezacími stroji, děrovacími stroji, ohýbacími stroji a dalším zařízením pro zajištění synchronního provozu.

5) Bezpečnostní ochranný systém

Fotoelektrické bezpečnostní ochranné zařízení
Protikolizní senzor
Systém nouzového zastavení
Bezpečnostní plot a kontrola přístupu

3. Běžné aplikační zařízení

Systémy pro automatické nakládání a vykládání plechů se široce používají v různých zařízeních na zpracování plechů ke zlepšení efektivity výroby, snížení manuální práce a dosažení automatizované a inteligentní výroby.

Následuje několik běžných aplikačních zařízení pro automatické nakládání a vykládání plechů:

Automatický systém nakládání a vykládání laserového řezacího stroje
Automatický systém nakládání a vykládání CNC děrovacího stroje
Ohraňovací lis systém automatického nakládání a vykládání stroje (s robotem nebo sledovacím zařízením)
Nakládací a vykládací robot pro svařovací nebo stříkací linku

1) Automatický systém nakládání a vykládání pro laserový řezací stroj

Funkce aplikace:

Automatické nakládání a polohování celého plechu, automatické vykládání hotových výrobků a zbytkových materiálů po nařezání.
Použitelné pro střední a silné plechy a velkoobjemové zpracování.

Struktura konfigurace:

Vakuové nakládací rameno s přísavkou
Automatický zvedací sklad materiálu nebo věž s deskovým materiálem
Automatický třídicí systém po řezání (oddělení hotových výrobků a hranových materiálů)
Vybaveno vizuálním rozpoznáváním nebo senzorem rozpoznávání registrační značky

Reprezentativní žádosti:

Vláknový laserový řezací stroj
Zařízení pro řezání CO₂ laserem

2) Automatický systém nakládání a vykládání pro CNC děrovací stroj

Funkce aplikace:

Automatické podávání plechu, automatické odebírání materiálu po děrování a zlepšení efektivity celé linky.
Běžně se používá při děrování plechů, lemování, mělkém tažení a dalších procesech.

Struktura konfigurace:

Automatické stohování a nakládací rameno plechů
Automatické podávací zařízení
Systém pro vychystávání dílů a třídicí platforma

Metoda integrace:

Jednoduchá automatická nakládací a vykládací linka nebo flexibilní výrobní linka FMS

3) Automatický systém nakládání a vykládání CNC ohýbačky

Funkce aplikace:

Automaticky uchopte ohýbaný plech a proveďte automatické ohýbání a stohování v několika procesech.
Lze integrovat s roboty a navazujícími zařízeními.

Struktura konfigurace:

Šestiosý nebo sedmiosý ohýbací robot
Vakuová přísavka nebo upínací mechanismus
Automatické překlápění, rotační polohovací jednotka
Automatické stohovací zařízení pro hotové výrobky

Použitelné scénáře:

Výroba skříní, ohýbání plechových skořepin, díly s vysokými požadavky na přesnost pro vícenásobné ohýbání hran

4) Automatický systém nakládání a vykládání stříhacího stroje

Funkce aplikace:

Automatické podávání a polohování po stříhání, automatický sběr nebo přenos stříhaných plechů

Struktura konfigurace:

Nakládací regál nebo servo přední podávací plošina
Upínací mechanismus s přísavkou/tlačítkem
Vypouštěcí dopravník nebo třídicí miska

5) Systém pro nakládání a vykládání robotů pro svařování nebo broušení plechů

Funkce aplikace:

Pro svařování, broušení a další procesy používejte roboty k automatické přepravě nebo polohování obrobků pro zlepšení konzistence.

Struktura konfigurace:

Svařovací/brousicí pracoviště
Otočný stůl s obrobkem nebo dvoupolohová platforma
Nakládací a vykládací robot + identifikační systém

6) Integrace flexibilního výrobního systému (FMS) a nakládání a vykládání plechů

Funkce aplikace:

Integrace více zařízení (laser/děrovač/ohýbačka) a logistických systémů pro realizaci „temné továrny“.
Dosáhněte vysoké automatizace a digitálního řízení.

Struktura konfigurace:

Automatický sklad deskového materiálu + inteligentní zvedací systém
AGV nebo dopravníkový systém s kolejnicovým vozíkem
MES systém řídí proces nakládky a vykládky

7) Další scénáře použití automatického nakládacího a vykládacího zařízení

Automatický stroj na nakládání a vykládání fólie: před řezáním laserem naneste ochrannou fólii a dokončete proces nakládání a vykládání
Automatické nakládání a vykládání plechových svitků: používá se k odvíjení z svitků a podávání do lisovacího/řezacího zařízení
Automatická balicí linka: hotové desky vstupují do automatického balení nebo inteligentní úložný systém po nakládce a vykládce

4. Schéma pracovního postupu (na příkladu řezání laserem)

Následující příklad podrobně analyzuje typický pracovní postup systému automatického nakládání a vykládání pro laserové řezání plechů:

Sekundární poziční kamera (vizuální rozpoznávání)
Vícevrstvá stohovací zvedací plošina
Systém automatického označování/skenování kódu pro sledovatelnost

Shrnutí procesního diagramu

Automatické nakládání surové desky → Detekce polohy → Automatická doprava k řezacímu stolu → Zpracování laserovým řezáním → Dokončení řezání → Identifikace hotového výrobku a zbytkového materiálu → Automatické vykládání a doprava → Hotový výrobek odeslán k dalšímu procesu nebo do stohovací oblasti

Klíčové vlastnosti pracovního postupu

Úroveň automatizace: bezobslužný provoz celého procesu (možnost dosáhnout 24hodinové „temné továrny“).
Přesnost polohování: automatický kalibrační systém pro zajištění přesnosti zpracování.
Zvýšení efektivity: nepřetržité zpracování více listů, automatické plánování.
Bezpečnost: izolace člověk-stroj, ochrana mřížky, varování před nesprávnou obsluhou.

5. Volitelná konfigurace a rozšíření automatického nakládacího a vykládacího systému

Na základě standardní konfigurace může být systém automatického nakládání a vykládání plechů vybaven také různými volitelnými konfiguracemi a rozšiřujícími vylepšeními podle různých výrobních požadavků, typů zařízení a úrovní automatizace, aby se dosáhlo vyšší efektivity, větší flexibility a hluboké integrace s inteligentními výrobními systémy. Následuje podrobný popis podle klasifikace funkčních modulů.

1) Konfigurace rozšíření typu správy desek

Automatický systém skladování materiálu/věže materiálu: vícevrstvá stohovací struktura, automatický výběr vrstev a sběr materiálu, vhodné pro malosériovou nebo kontinuální velkosériovou výrobu více druhů.
Systém detekce tloušťky plechu: automatická identifikace tloušťky plechu, aby se zabránilo nasávání více plechů nebo nesprávných materiálů najednou.
Systém rozpoznávání velikosti/typu archu (vizuální nebo rozpoznávání čárového kódu): automaticky potvrzuje, zda aktuální nakládací arch odpovídá programu, čímž se dosahuje spolehlivosti a prevence chyb.
Automatický systém na fólie: vhodný pro scény s vysokými požadavky na ochranu povrchu, jako jsou nerezové a hliníkové plechy.

2) Rozšíření zařízení pro nakládání a vykládání

Víceosý kolaborativní robot: nahrazuje tradiční robotická ramena a umožňuje složitější plánování trasy a uchopení z více úhlů.
Zařízení pro automatické obracení obrobku: používá se před a po ohýbání nebo po svařování, když je třeba obrobek automaticky ovládat na přední a zadní straně.
Dvoustaniční přepínací plošina/vyrovnávací oblast: jedna stanice je určena pro řezání, druhá stanice pro nakládání a vykládání, což zlepšuje míru využití řezacího zařízení.
Nastavitelný přísavný úchyt (přizpůsobení pro více velikostí): pro splnění potřeb uchopovacích desek různých specifikací a zlepšení flexibility.

3) Konfigurace identifikace a sledování

Systém skenování QR kódů/čárových kódů: pro identifikaci ID desky nebo obrobku a pro realizaci automatické sledovatelnosti a vázání pracovních příkazů.
Systém inteligentního označování RFID: spolupracuje se systémem MES pro realizaci celého procesu sledování plechů/dílů od skladování až po expedici.
Systém vizuálního rozpoznávání: realizuje funkce, jako je polohování obrobku, třídění a detekce vad.

4) Informační technologie a systémová integrace

Rozhraní pro dokování systému MES: propojení s podnikovým systémem MES umožňuje automatickou synchronizaci toku informací o nakládce a vykládce, správu plánování a monitorování výrobní linky.
Integrace systémů ERP/WMS: realizace automatického toku informací o zásobách a objednávkách a optimalizace skladování a distribuce materiálu.
Komunikační modul pro průmyslový Ethernet/OPC: podporuje rychlou a stabilní komunikaci s hostitelským zařízením nebo nadřazeným systémem.

5) Rozšíření pro následné zpracování a manipulaci

Automatický stohovací systém: umožňuje automaticky stohovat hotové výrobky podle tvaru a velikosti dílů, aby se zlepšila úhlednost výtoku.
Rozhraní pro manipulaci s AGV: propojeno s automatickým vozíkem AGV pro realizaci bezobslužné manipulace z výrobní linky do skladu nebo dalšího procesu.
Automatický systém sběru odpadu: automaticky recykluje zbytkové materiály po řezání/ražení pro zlepšení čistoty a efektivity recyklace na pracovišti.

6) Konfigurace bezpečnosti a spolupráce člověk-stroj

Bezpečnostní mříž/lidar: realizuje regionální detekci vniknutí a ochranu proti nouzovému vypnutí.
Flexibilní ochranný kryt/ochranné dveře: zabraňují omylemu vstupu personálu do operačního prostoru robotického ramene a zvyšují úroveň bezpečnosti.
Manuální asistovaný provozní režim spolupráce člověka a stroje: podporuje manuální zásah nebo asistovanou manipulaci za zvláštních pracovních podmínek.

Návrhy kombinací (referenční scénář):

Poptávka po výrobě	Doporučená rozšířená konfigurace
Vícedruhové smíšené objednávky	Automatický sklad materiálu + vizuální rozpoznávání + dokování do MES systému
Vysoce přesné zpracování	Detekce tloušťky plechu + automatická laminace fólie + automatické zařízení pro obracení obrobku
Velkodávková 24hodinová nepřetržitá výrobní linka	Automatické stohování + manipulace s AGV + systém sběru odpadu
Malosériová víceprocesní flexibilní výroba	Víceosý robot + systém pro rychlou výměnu upínacích přípravků + integrace ERP

6. Výhody a hodnota automatického nakládání a vykládání

Automatický systém nakládání a vykládání plechů hraje stále důležitější roli v moderní výrobě plechů, zejména při řezání laserem, ražení, ohýbání, svařování a dalších procesech, což může výrazně zvýšit efektivitu, snížit náklady na pracovní sílu a zlepšit konzistenci a úroveň inteligence produktu. Následuje podrobný popis jeho hlavních výhod a hodnot:

1) Výhody automatického nakládání a vykládání plechů

– Zlepšení efektivity výroby

Automatické a nepřetržité nakládání a vykládání šetří čas ruční manipulace a vyrovnávání.

Dokáže dosáhnout 24hodinového nepřetržitého provozu, což je obzvláště vhodné pro spojení s vysokorychlostními obráběcími zařízeními, jako je laserové řezání.

– Snížení nákladů na pracovní sílu

Nahraďte opakující se a pracnou manipulační práci.

Snižte závislost na manuální obsluze, ušetřete počet zaměstnanců a náklady na práci.

– Zlepšení přesnosti a konzistence zpracování

Automatické polohování a načítání má vysokou přesnost, čímž se zabrání chybám při ručním umístění.

Zajistěte konzistenci kvality a standardizaci mezi šaržemi produktů.

– Zajistěte provozní bezpečnost

Izolujte osoby a zařízení, omezte ruční kontakt s nebezpečným zařízením, jako jsou lasery a lisovací stroje, a snižte riziko pracovních úrazů.

Vybaven fotoelektrickými/radarovými ochrannými zařízeními pro účinnou ochranu výrobního prostoru.

– Zlepšení využití zařízení

Zabraňte nečinnosti zařízení při čekání na ruční nakládání a vykládání a zvyšte rychlost spouštění zařízení.

Propojení s řezacími/ohýbacími/děrovacími stroji pro optimalizaci rytmického propojení.

– Přizpůsobte se flexibilní výrobě

Lze propojit se systémem MES/ERP pro dosažení flexibilního plánování výroby pro více druhů a malé šarže.

Automaticky identifikuje číslo, tloušťku a velikost materiálu pro dosažení provozu se smíšeným tokem.

– Dosáhněte základů inteligentní výroby

Položte základy pro budování „temné továrny“ a realizujte bezobslužné továrny nebo továrny s menším počtem obsluhovaných pracovníků.

Podporujte inteligentní výrobní potřeby, jako je sběr dat, sledovatelnost a analýza kapacity.

2) Základní hodnota automatického nakládání a vykládání plechů

Ekonomické výhody: snížení nákladů na práci a řízení, zvýšení výrobní kapacity a zkrácení dodacího cyklu.
Výhody pro management: standardizace procesů, sledovatelnost, vizualizace dat, usnadnění řízení a rozhodování.
Výhody kvality: stabilní kvalita, snížení lidských chyb a zlepšení výtěžnosti.
Konkurenceschopnost na trhu: splnit požadavky špičkových zákazníků na automatizaci a rychlost odezvy dodávek a zlepšit image společnosti.

3) Tabulka příkladů hodnot scénáře aplikace

Průmysl	Výhody
Výroba podvozků a skříní	Velkoobjemová a vícedávková výroba má rychlé tempo a je vysoce závislá na manuální práci. Automatizace může výrazně zvýšit efektivitu.
Výroba výtahů	Desky jsou těžké a velké. Automatické nakládání a vykládání řeší problém ruční manipulace a zvyšuje bezpečnost.
Plech pro domácí spotřebiče	Vícespecifikační výroba má rychlé tempo. Automatické nakládání a vykládání v kombinaci se systémem MES umožňuje flexibilní plánování.
Nové plechové díly pro energetická vozidla	Vysoké požadavky na přesnost dílů, automatizace zajišťuje konzistenci a kvalitu montáže.

7. Shrnutí

Systém automatického nakládání a vykládání plechů je automatizovaný systém, který automaticky podává plechy nebo obrobky do zařízení na zpracování plechů ke zpracování (nakládání) a po zpracování obrobky automaticky odebírá (vykládání). Je důležitou součástí inteligentní výroby plechů a je široce používán v laserových řezacích strojích, CNC děrovacích strojích, ohýbačkách a dalších zařízeních.

Základní komponenty systému:

Nakládací zařízení: automaticky uchopí suroviny (například plechy) a umístí je na zpracovatelskou plošinu
Vykládací zařízení: automaticky odebírá, třídí nebo stohuje zpracované obrobky
Manipulační mechanismy: například manipulátory s přísavkami, roboty, vozíky s posuvnými kolejnicemi atd.
Řídicí systém: PLC, senzory, HMI atd. pro dosažení inteligentního řízení a propojení

Hlavní výhody:

Zlepšení efektivity: dosažení nepřetržité výroby a zkrácení čekací doby
Snižte náklady na pracovní sílu: snižte potřebu operátorů
Zlepšení přesnosti zpracování: přesné polohování pro zamezení lidských chyb
Zvýšení bezpečnosti: omezení přímého kontaktu mezi lidmi a zařízením
Podpora inteligentní výroby: lze propojit se systémy MES/ERP pro dosažení automatizace a integrace informací