MODUL 5 · PROJEKTNI ZADATAK: PALETIZACIJA S CNC STROJA
Nastavna jedinica 5.1
Definiranje radnog zadatka
Projekt se ne počinje u simulacijskom paketu nego na papiru. Dok nije zapisano što se paletizira, kojim redoslijedom, u koliko slojeva i unutar kojeg vremena, svaka je kasnija odluka pogađanje. Ova jedinica postavlja brojeve koji se kroz cijeli modul više neće mijenjati.
- popisati ulazne podatke potrebne za definiranje zadatka paletizacije
- izračunati broj pozicija po paleti iz zadanog rasporeda i broja slojeva
- povezati takt CNC stroja sa zahtijevanim vremenom ciklusa robota
- navesti ograničenja ćelije koja utječu na izbor rješenja
- postaviti mjerljiva mjerila uspjeha projekta
- razlikovati podatak od pretpostavke i zapisati popis pretpostavki
Ulazni podaci zadatka
Radni zadatak počinje popisom onoga što je poznato. Podaci se prikupljaju iz tehničke dokumentacije stroja, iz crteža obratka, iz podataka o paleti i iz tehničkog lista robota. Svaki podatak koji se ne može potkrijepiti dokumentom prelazi u popis pretpostavki, a ne u popis podataka. Ta je razlika ključna: pretpostavka se kasnije provjerava, podatak se koristi.
| Veličina | Vrijednost | Izvor podatka |
|---|---|---|
| Obradak | prsten, vanjski promjer 80 mm, provrt 25 mm, visina 25 mm | crtež obratka |
| Masa obratka | 0,9 kg | crtež obratka i gustoća materijala |
| Takt CNC stroja | 52 s po komadu | tehnološki list operacije |
| Robot | šestoosni, nosivost 10 kg, doseg 1400 mm | tehnički list proizvođača |
| Prihvatnica | dvoprsta paralelna, masa 3,2 kg | tehnički list prihvatnice |
| Paleta | 800 × 600 mm, visina podloge 144 mm | norma palete i izmjera |
| Raspored po sloju | 5 × 4 pozicije | odluka projektanta |
| Broj slojeva | 3 | odluka projektanta |
| Međuslojni karton | 800 × 600 mm, debljina 3 mm | specifikacija ambalaže |
Iz rasporeda 5 × 4 slijedi 20 pozicija po sloju, a uz tri sloja ukupno 60 pozicija po paleti. Iz dimenzija palete i broja pozicija slijedi i korak mreže: 160 mm u smjeru duljine palete i 150 mm u smjeru širine. Prsten promjera 80 mm ostavlja tako 80 mm odnosno 70 mm slobodnog razmaka između rubova susjednih komada, što je dovoljno i za ulazak prstiju prihvatnice i za odstupanje odlaganja.
Zahtijevano vrijeme ciklusa
Robot mora biti brži od stroja, inače obradak čeka u steznoj glavi i proizvodnost pada. Takt stroja iznosi 52 s, pa je to gornja granica koju ciklus robota ne smije dosegnuti. Granica se nikada ne postavlja na samu vrijednost takta: uvijek se ostavlja rezerva za usporenje zbog istrošenosti, za produljeno čekanje vrata stroja i za povremene dodatne radnje poput odlaganja kartona.
U ovom projektu zahtjev glasi: vrijeme ciklusa robota najviše 45 s, čime ostaje rezerva od 7 s prema taktu stroja. Unutar tog vremena robot mora zatražiti otvaranje vrata, ući u stroj, prihvatiti obradak, izaći, prijeći do palete, odložiti obradak na izračunatu poziciju i vratiti se u položaj spreman za sljedeće preuzimanje. Svakih dvadeset komada dodatno se odlaže karton, pa taj ciklus traje dulje i računa se posebno.
Zapamtite
Takt stroja 52 s. Zahtijevano vrijeme ciklusa robota najviše 45 s. Ukupno 60 pozicija po paleti: 20 po sloju, tri sloja.
Iz rasporeda pozicija, broja slojeva i takta stroja slijedi koliko komada stane na paletu i koliko dugo se paleta puni. Pomaknite klizače i pratite koliko često bi operater mijenjao paletu.
Ograničenja ćelije
Ograničenja su ono što rješenje ne smije prekršiti, bez obzira na to koliko bi bez njih bilo elegantnije. Popisuju se prije nego što se nacrta prvi razmještaj, jer većina njih izravno određuje gdje robot može stajati i kuda smije prolaziti.
| Ograničenje | Vrijednost | Posljedica za rješenje |
|---|---|---|
| Površina ćelije | 4200 × 3600 mm | ograničava razmak stroja i palete |
| Slobodna visina | 2800 mm do nosača rasvjete | ograničava visinu prijelazne putanje |
| Otvor vrata stroja | širina 700 mm | određuje smjer ulaska i najveću širinu prihvatnice |
| Postolje robota | visina 400 mm | podiže ishodište baznog sustava |
| Pristup operatera | sa strane palete, širina 900 mm | paleta mora biti uz vrata ograde |
| Iskoristivi doseg | najviše 90 % nazivnog dosega | najdalja točka unutar 1260 mm |
Posljednje ograničenje zaslužuje objašnjenje. Robot u blizini krajnjeg dosega radi s gotovo ispruženom rukom, brzine pojedinih zglobova naglo rastu i gibanje postaje nemirno. Zato se u praksi iskorištava najviše devedeset posto nazivnog dosega, što ovdje znači 1260 mm. Najdalja pozicija na paleti mora ostati unutar te granice.
Mjerila uspjeha
Zadatak bez mjerila ne može se ocijeniti. Mjerilo mora biti brojka koju netko drugi može izmjeriti i dobiti isti rezultat. Izjava da ćelija radi pouzdano nije mjerilo; izjava da od sto uzastopnih ciklusa nijedan ne završi zaustavljanjem zbog pogreške jest.
| Mjerilo | Zahtjev | Kako se provjerava |
|---|---|---|
| Vrijeme ciklusa | najviše 45 s | mjerenje u simulaciji i na stroju, prosjek 20 ciklusa |
| Doseg | sve točke unutar 1260 mm | provjera u simulaciji za svih 60 pozicija |
| Sudari | nijedan | provjera sudara po slojevima u simulaciji |
| Točnost odlaganja | odstupanje najviše 3 mm | mjerenje položaja komada u prvom i trećem sloju |
| Ispravnost sloga | 60 komada, tri kartona | vizualna provjera pune palete |
| Neprekidan rad | 100 ciklusa bez zaustavljanja | probni rad uz zapis zastoja |
Mjerila se pišu prije rješenja, a ne nakon njega. Ako se pišu poslije, nesvjesno se prilagode onome što je ispalo, pa gube smisao. Pisana unaprijed, mjerila su i alat za odlučivanje: kada se u kasnijoj fazi pojavi dvojba između dva rješenja, bira se ono koje bolje zadovoljava mjerila.
Pretpostavke i otvorena pitanja
Nijedan se projekt ne pokreće s potpunim podacima. Ono što nedostaje zapisuje se kao pretpostavka, s naznakom tko je i kada mora potvrditi. Pretpostavka koja se ne zapiše vraća se kasnije kao iznenađenje, obično u trenutku kada je izmjena najskuplja.
- Obradak izlazi iz stroja uvijek u istom položaju, u steznoj glavi, s osi provrta vodoravno.
- Vrata stroja otvaraju se na zahtjev robota i potvrđuju signalom u najviše 4 s.
- Paletu i spremnik kartona operater postavlja ručno, u napravu s graničnicima.
- Obradak je suh i bez zaostale emulzije koja bi smanjila trenje u prihvatnici.
- Temperatura obratka pri izuzimanju ne prelazi 60 °C.
- Puna paleta odvozi se viličarem, a ćelija tada miruje.
Pažnja
Pretpostavka o položaju obratka u steznoj glavi najosjetljivija je u cijelom popisu. Ako se obradak u glavi zakrene ili isklizne, robot će prihvatiti pogrešno postavljen komad i odložiti ga van pozicije. Zato se uz tu pretpostavku odmah predviđa senzor prisutnosti obratka u prihvatnici.
Kada su podaci, ograničenja, mjerila i pretpostavke zapisani, radni je zadatak definiran. Tek se tada prelazi na dokumentaciju, koja tim zapisima daje oblik prikladan za rad i za kasnije održavanje.
Ključni pojmovi
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Ulazni podatak | Veličina preuzeta iz dokumenta ili mjerenja, koja se u projektu koristi bez dodatne provjere. |
| Pretpostavka | Veličina uzeta kao točna bez potvrde; zapisuje se posebno i provjerava prije puštanja u rad. |
| Takt stroja | Vrijeme između dva gotova obratka na CNC stroju; ovdje 52 s. |
| Korak mreže | Razmak između središta susjednih pozicija na paleti; ovdje 160 mm i 150 mm. |
| Iskoristivi doseg | Dio nazivnog dosega u kojem robot radi mirno; uobičajeno do 90 % nazivne vrijednosti. |
| Mjerilo uspjeha | Brojčano izražen zahtjev koji se može izmjeriti i ponovno provjeriti. |
Provjeri se
Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.
Pitanje 1 od 3
Koliko pozicija prima paleta u ovom projektnom zadatku?
Raspored 5 × 4 daje 20 pozicija po sloju, a tri sloja ukupno 60 pozicija.
Pitanje 2 od 3
Zašto se zahtijevano vrijeme ciklusa robota postavlja na 45 s, a ne na 52 s?
Rezerva od 7 s pokriva usporenja, čekanje vrata i povremeno odlaganje kartona.
Pitanje 3 od 3
Podatak koji nije potkrijepljen dokumentom u radnom se zadatku upisuje:
Pretpostavke se vode odvojeno kako bi se prije puštanja u rad mogle provjeriti.
Odgovoreno 0 od 3.