Bir paletleme hücresinde arıza kaydı nadiren robotta başlar; genellikle robot ile ürün arasındaki arayüzde başlar: düşen koli, kayan torba, hizasız bırakılan katman. Gripper, sistemin uygulamaya en bağımlı ve ürüne her çevrimde dokunan parçasıdır. Bu yüzden robot seçildikten sonra eklenen bir aksesuar gibi değil, uygulamayla birlikte tasarlanan bir bileşen gibi ele alınmalıdır.
Beş tutma prensibi
Cortiva'nın gripper teknolojileri sayfası beş tutma prensibi tanımlar ve seçim bu beşin içinden yapılır:
- Vakum gripper: düz ve gözeneksiz yüzeyli koli, karton ve tava uygulamaları.
- Kıskaç gripper: yandan kavramanın gerektiği kova, varil ve blok yükler.
- Kombine vakum ve kıskaç: tek hücrede farklı ürün tiplerinin işlendiği uygulamalar.
- Katman gripper: tam katmanın tek çevrimde taşındığı yüksek kapasiteli paletleme.
- Torbaya özel gripper: yumuşak ve şekil değiştiren yükler için tasarlanan tutma düzeni.
Liste kısa görünür, ama seçim ürünün yüzeyi, ambalajın mukavemeti, ağırlığın dağılımı, bırakma davranışı ve hedeflenen kapasite tarafından birlikte daraltılır. Aşağıdaki başlıklar bu daraltmanın sırasıdır.
İlk kriter ürün yüzeyidir
Vakumun tutabilmesi için yüzeyin yeterince düz ve pratikte hava geçirmez olması gerekir. Lamine koliler ve tavalar bu koşulu sağlar; gözenekli kraft yüzeyler, havalandırma delikli koliler ve buruşuk film ambalajlar tutma kuvvetini düşürür. Yüzey uygun değilse çözüm daha güçlü vakum değil, farklı bir tutma prensibidir: yandan kavrayan kıskaç düzeni, ürüne göre tasarlanmış torba gripper'ı ya da ikisini bir arada kullanan kombine bir düzen.
Yüzeyin durumu vardiya içinde de değişir. Soğuk depodan çıkan koli üzerinde yoğuşma taşır, tozlu bir dolum bölgesinden geçen tava yüzeyinde ince bir katman biriktirir. Tutma kuvveti bu koşullarda değil de temiz numune üzerinde ölçüldüyse, hücre kâğıt üstünde çalışır sahada kaçırır.
Ambalaj mukavemeti tutma kuvvetinin sınırıdır
Tutma kuvvetini artırmanın bir sınırı vardır ve bu sınır robotta değil ambalajdadır. Vakum yüzeyi çeker: zayıf oluklu mukavvada üst tabaka ayrılabilir, ince tava kapağı içeri çöker, film ambalaj gerilir. Kıskaç düzeninde ise kuvvet yandan gelir ve ürün içeri doğru ezilebilir. İki durumda da sonuç tek bir çevrimde değil, binlerce çevrim sonra ambalaj kalitesinde görünür.
Bu yüzden gripper konuşması ambalaj konuşmasından ayrılamaz. Karton gramajı, film tipi veya kapak yapısı değişecekse gripper kararına da yeniden bakılması gerekir; ambalaj hafifletme çalışmaları çoğu zaman paletleme tarafına haber verilmeden yürür ve etkisi ilk olarak hücrede görülür.
Ağırlık, kavranabilir alan ve ağırlık merkezi
Yük ağırlığı tek başına yeterli bir kriter değildir; ağırlığın nerede toplandığı ve gripper'ın ürüne gerçekten temas edebildiği alan da aynı ölçüde belirleyicidir. İçeriği hareket eden bir torba, aynı ağırlıktaki rijit bir koliden bambaşka davranır: ağırlık merkezi harekette kayar, bırakma anında yük yayılır. Cortiva sistemlerinde torba paletleme 5 ile 50 kilogram arası torba ağırlığıyla ve dakikada 20 torbaya kadar, özel tasarım paletleme hücreleri ise 57 kilograma ve dakikada 30 ürüne kadar çalışır; ancak aynı ağırlık sınıfında bile tutma düzeni ürüne göre değişir.
Kavranabilir alan çoğu zaman ürünün ölçüsünden küçüktür: etiket bölgesi, taşan kapak kenarı ya da kabarcık yapmış film vakum yüzeyini daraltır. Kıskaç düzeninde ise ürünün yan yüzeyinin ne kadarının serbest kaldığı belirleyicidir. Palet üzerinde yan yana duran iki ürün arasında kıskacın inebileceği boşluk yoksa desen değişmek zorunda kalır; yani gripper kararı palet desenini de etkiler.
Gripper'ın kendi kütlesi taşıma kapasitesinden düşülür
Robotun taşıma kapasitesi ürünün değil, uçtaki her şeyin toplamıdır: gripper gövdesi, vakum üreteci, valf adası, kablo ve hortum paketi ve ürünün kendisi. Kombine bir gripper iki tutma prensibini birden taşıdığı için tek prensipli bir düzenden ağırdır ve bu ağırlık doğrudan ürün için kalan paydan düşer. Sınır değere yakın uygulamalarda gripper konsepti değiştiğinde robot sınıfı da değişebilir; bu yüzden iki karar ayrı ayrı verilmez.
Bırakma, kavrama kadar önemlidir
Palet deseninin düzgün çıkması, ürünün nasıl alındığından çok nasıl bırakıldığına bağlıdır. Gripper açılırken ürün düşüyor, kayıyor veya komşusunu itiyorsa katman hizası bozulur ve hata palet yükseldikçe birikir: ilk katmandaki birkaç milimetre, sekizinci katmanda taşan bir köşeye dönüşür ve yük sarılırken düzensiz sıkışır. Kılavuz plakalar, kontrollü açılma ve ürünün son milimetrelerde desteklenmesi bu nedenle gripper tasarımının parçasıdır, sonradan takılan bir düzeltme değil.
Torbalarda bırakma ayrıca bir biçimlendirme işidir: torba düz bir yüzeye değil altındaki katmanın üzerine oturur ve içeriğinin yayılması istenir. Aynı hücrede hem koli hem torba varsa bırakma davranışı iki ürün için ayrı ayrı tanımlanır.
Tek hücrede birden fazla ürün
Aynı hücreden koli, kova ve torba geçecekse iki yol vardır: birden fazla ürün tipini karşılayan kombine bir gripper ya da ürün ailesine göre değiştirilen ayrı gripper'lar. Kombine çözüm değişim duruşunu ortadan kaldırır ama gripper'ı ağırlaştırır. Değiştirilebilir çözüm hafif kalır, ancak her değişim bir duruştur ve değişim istasyonu yerleşimde ayrıca yer ister. Hangisinin doğru olduğu, ürün karışımının vardiya içinde ne sıklıkla değiştiğine bağlıdır: günde iki kez değişen bir karışım ile saatte iki kez değişen bir karışım aynı cevabı vermez.
Kova ve varil gibi yandan kavranan yüklerde kıskaç düzeni öne çıkar; kova ve varil paletleme hücrelerinde vakum ve kıskaç birlikte kullanılır.
Kapasite hedefi konsepti belirler
Yüksek kapasiteli uygulamalarda ürünü tek tek taşımak yeterli olmayabilir; bu noktada sıra veya tam katman taşıyan gripper düzenleri devreye girer. Katman gripper çevrim başına çok daha fazla ürün taşır, ancak katmanın robot almadan önce doğru şekilde oluşturulmasını gerektirir. Yüksek seviyeli paletleyici tam olarak bu kurgu üzerine oturur: katman aşağıda oluşturulur, tek çevrimde palete aktarılır.
Katman oluşturmanın bir bedeli vardır ve bu bedel hesaba katılmalıdır. Ürünü hizalamak için hatta mekanik yönlendirici eklemek hem hız hem format esnekliği kaybettirir; format sayısı yüksek bir hatta bu kayıp, katman gripper'ın kazandırdığından büyük olabilir. Alternatif, ürünün konumunu her çevrimde okuyan görüntü destekli toplamadır; hizalama o zaman mekanik değil yazılım tarafında çözülür. Yani gripper kararı, besleme konveyörünün ve katman oluşturma istasyonunun tasarımını da birlikte belirler.
Yanlış seçim nasıl geri döner
- Yetersiz tutma: ürün çevrim sırasında düşer. Görünür sonuç hasarlı ürün, görünmeyen sonuç operatörün hücreye girmesi ve çevrimin durmasıdır.
- Fazla tutma kuvveti: ambalaj deforme olur, üst tabaka ayrılır, kapak içeri çöker. Kayıt paletlemeye değil ambalaj şikâyetine yazılır ve neden yıllarca bulunamaz.
- Kontrolsüz bırakma: katman hizası bozulur, hata palet yükseldikçe birikir ve yük sarımda düzensiz sıkışır.
- Ağır gripper: sınır değere yakın uygulamada telafi hızı düşürmekle aranır ve kapasite hedefi kaybedilir.
- Format geçişini hesaba katmayan konsept: her ürün değişiminde gripper değişimi gerekir ve kazanılan çevrim süresi duruşlarda geri verilir.
Sahada sorulması gereken sorular
- Aynı hattan kaç farklı ürün geçiyor; en ağırı, en hafifi, en büyüğü ve en küçüğü hangileri?
- Ambalaj yüzeyi nedir: lamine mi, gözenekli mi, delikli mi, filmli mi?
- Ürünün üst yüzeyinin ne kadarı gerçekten serbest; etiket, taşan kapak ya da gevşek film var mı?
- İçerik hareket ediyor mu; ağırlık merkezi taşıma sırasında kayıyor mu?
- Ambalaj kısa vadede değişecek mi; karton gramajı veya film tipi gündemde mi?
- Ürün karışımı vardiya içinde kaç kez değişiyor?
- Hedef kapasite tekil toplamayla karşılanıyor mu, yoksa sıra veya katman mı gerekiyor?
- Ürün hücreye hangi konumda ve hangi tekrarlanabilirlikle geliyor?
Yaygın yanlış anlamalar
"Tutmuyorsa vakumu artırırız." Gözenekli ya da delikli bir yüzeyde artan vakum yalnızca kaçağı besler; sınır ambalajın kendisidir, üretecin gücü değil.
"Aynı ağırlıktaki ürünler aynı gripper'ı kullanır." Ağırlık bir kriterdir, tek kriter değildir: yüzey, kavranabilir alan ve ağırlık merkezinin davranışı aynı ağırlık sınıfında farklı düzenler gerektirir.
"Kombine gripper her zaman daha iyidir." Kombine düzen değişim duruşunu kaldırır ama kütle ekler; sınır değere yakın uygulamalarda bu kütle ürün için kalan paydan düşer.
"Gripper robot seçildikten sonra belirlenir." Tutma kararı robot sınıfını, palet desenini ve besleme kurgusunu etkiler; sonraya bırakıldığında bu üçü yeniden çizilir.
Sıra nasıl kurulur
İşleyen bir sıra şudur: önce ürünü ve ambalajını tanımlayın, sonra tutma prensibini seçin, ardından bırakma davranışını ve palet desenini birlikte çalışın, en sonda kapasite hedefine göre tekil, sıra veya katman kararını verin. Gripper bu sıranın sonunda değil ortasında durur ve sistemin geri kalanı ona göre kurgulanır. Paletleme ailesindeki hücreler bu yüzden aynı robotla değil, aynı yöntemle tasarlanır.