Автоматический паллетоупаковщик: обмотка паллет плёнкой и роботы-обмотчики

Паллетообмотка завершает паллетирование: уложенный на поддон груз обтягивают стретч-плёнкой, и он становится одним транспортным пакетом. ГОСТ 26663-85 называет такой пакет укрупнённой грузовой единицей, которую собирают средствами пакетирования и скрепления и готовят к перегрузке, складированию и хранению. Полимерную плёнку стандарт перечисляет среди средств скрепления вместе с проволокой, лентой, клеем и металлическими стяжками.

Главное, чего стандарт ждёт от пакета: он остаётся целым при инерционных нагрузках с ускорением 3g. Если груз скрепляют плёнкой, она должна полностью закрывать груз, а на плоском поддоне ещё и его верхний настил. Толщину плёнки стандарт связывает с массой пакета: до 0,10 мм для пакетов до 0,5 т и 0,15–0,3 мм для пакетов тяжелее 0,7 т, но не больше 1 т. Что нужно пакету конкретной продукции, устанавливает нормативно-техническая документация на неё.

Устойчивость пакета закладывают раньше, на раскладке. По стандарту грузы ставят в несколько рядов, предпочтительно вперевязку, и разворачивают в плане на 90 или 180°. Как это выглядит для разных коробок и поддонов, показывают схемы укладки на поддон. Плёнка держит пакет. Неудачную раскладку она не исправит.

Автоматические паллетоупаковщики различаются тем, что движется во время обмотки: паллета или каретка с плёнкой. В машине с поворотным столом крутится сама паллета. Rotoplat 3000HD от Robopac обматывает до 50 паллет в час, берёт поддоны от 600×800 до 1000×1200 мм и груз высотой до 2000 мм. Производитель предлагает его как надёжный обмотчик для конца линии при небольших вложениях.

Во второй схеме паллета стоит, а вокруг неё вращается рука с кареткой. Груз при этом не двигается и не упадёт, как бы быстро ни шла рука. Поэтому Helix 3 EVO, который обматывает до 80 паллет в час, рекомендуют для лёгких, легко деформируемых и неустойчивых продуктов. Кольцевые машины ещё быстрее. Genesis Thunder HS построен на вращающемся кольце, и производитель заявляет для него до 130 паллет в час.

Тот же принцип, когда рулон плёнки обходит неподвижную паллету, Möllers описывает и для своих обмотчиков. Их ставят отдельно, в полуавтоматическом режиме или в полностью автоматическую линию. Самоходный робот доводит эту идею до конца: он сам объезжает груз там, где тот стоит.

Мобильный робот-паллетообмотчик, или мобильный робот-паллетоупаковщик, объезжает груз сам, поэтому ему не нужны ни поворотный стол, ни конвейер. Robopac Robot S7 рассчитан на паллетированные грузы любой формы, размера и массы. Самый маленький груз для него 600×600 мм, а высота груза ограничена 2200 мм в базовом исполнении и 3100 мм с опциями. Вокруг паллеты робот едет со скоростью 35–80 м/мин, а каретка с плёнкой ходит вверх и вниз со скоростью 1,5–5 м/мин.

Робот работает от аккумулятора, а напряжение питания по паспорту 100–240 В от однофазной сети. Двух свинцово-кислотных батарей по 110 А·ч хватает больше чем на 250 паллет, а литиевой на 90 А·ч больше чем на 205. Литиевая батарея весит меньше 15 кг и выдерживает частую короткую подзарядку. Газа при зарядке она не выделяет, так что отдельная зарядная зона ей не нужна. Рулон плёнки робот берёт высотой до 500 мм и массой до 20 кг, а саму плёнку толщиной 17–35 мкм.

В начале цикла плёнку закрепляют у основания паллеты; у каретки FRD для этого есть устройство отпуска тормоза. Мобильный робот уместен там, где паллеты разных размеров стоят в разных местах склада, а поток не оправдывает стационарную линию. Темп у него скромный. Что именно его ограничивает, показывает расчёт ниже.

Перед тем как лечь на груз, плёнка растягивается в каретке. У Robot S7 каретка P3GS переключает фиксированные ступени 0, 230 и 300 %, а каретка PVS с двумя независимыми моторами регулирует растяжение с панели от 0 до 500 %. В автоматических машинах фиксированное предрастяжение доходит до 340 % у Rotoplat 3000HD и до 350 % у Helix 3 EVO и Genesis Thunder HS. Каретки, которые регулируют с панели, у Rotoplat и Helix работают в диапазонах 150–400 % и 100–400 %.

Вторая настройка задаёт, с какой силой плёнка обжимает груз. Rotoplat 3000HD и Helix 3 EVO задают до 12 значений усилия обтяжки и подстраивают его по датчику нагрузки. Robopac обещает, что технология Cube с переменным предрастяжением, переменным усилием и компенсацией на углах держит груз стабильно, а плёнки уходит на 30–50 % меньше. Это цифры самого производителя. Как их получили, он не пишет.

Чтобы связать груз с поддоном, ленту плёнки собирают в жгут и укладывают его на уровне деревянной части поддона. Производитель прямо предупреждает: если жгут ляжет на сам продукт, хрупкий товар или его упаковка могут повредиться.

Сколько витков и какое усилие нужны конкретному пакету, проверяют испытаниями. В Европе для этого служит стандарт EUMOS 40509: он описывает, как динамически оценить жёсткость грузовой единицы, и задаёт критерии её упругой и пластической деформации. В редакции 2020 года уточнили требования к оборудованию, которое измеряет жёсткость пакета на стенде ускорения. Стандарт вошёл в приложение 3 директивы ЕС 2014/47/EU о технических придорожных проверках коммерческого транспорта. Российский ГОСТ 26663-85 ставит критерий проще: пакет остаётся целым при ускорении 3g.

В линии обмотчик стоит сразу за машиной, которая формирует пакет, будь то паллетайзер или робот. Пока паллета едет к обмотке, верх можно накрыть листом плёнки от пыли: такое устройство ставят на конвейер перед обмотчиком, и оно укрывает паллету прямо в движении. После обмотки горячая струна режет плёнку, а нагретые пластины приваривают её конец к предпоследнему витку. Если рёбра груза нужно защитить, автоматический аппликатор ставит уголки: его вакуумные захваты сами находят углы паллеты без ручной настройки. Дальше паллету маркируют, это уже стикеровка паллет.

Программу обмотки подбирают под продукт. Если паллетирование коробов идёт с лёгкой или мнущейся тарой, подходит схема с неподвижной паллетой: обмотчик с вращающейся рукой производитель рекомендует как раз для лёгких, легко деформируемых и неустойчивых продуктов. Мешки с сыпучими материалами скрепляют и по-другому, стретч-колпаком, о нём ниже. У потребителя всё идёт в обратном порядке: плёнку снимают, пакет разбирает депаллетайзер. Из каких узлов состоят сами машины, рассказывает статья про паллетообмотчик.

Скрепить пакет плёнкой можно и без обмотки. Стретч-колпак надевают на паллету как растянутый рукав: плёнка упруго сжимается обратно, и машина Möllers HSA-Vario за счёт этого прочно связывает груз с поддоном. Колпак не боится погоды, держит многослойный пакет как одно целое, и тот остаётся устойчивым даже при частых перегрузках. HSA-Vario работает с пакетами шириной 600–1200 мм, длиной 600–1400 мм и высотой 800–2800 мм.

Обмотку тот же производитель предлагает как недорогой способ скрепить паллету на линиях с невысокой производительностью. Колпаки Möllers описывает через задачи перевозчиков: мешки с сыпучими материалами и другие грузы идут морем в контейнерах, по железной дороге, автомобилем и через промежуточные склады.

Прежде чем купить робот-паллетоупаковщик или стационарную машину, считают три вещи: сколько паллет в час нужно обмотать, насколько устойчив груз и какого размера поддоны. Темп отсекает мобильного робота и часть столов, неустойчивый груз отсекает поворотный стол, а размеры поддонов сужают выбор моделей. Типовые ситуации собраны в таблице, цифры взяты из разделов выше.

• Паспортный темп показывает максимум. 50, 80 и 130 паллет в час указаны для конкретных моделей Robopac. Реальный темп зависит от высоты груза, числа витков и программы обмотки.
• Поворотный стол крутит груз. Для лёгких и неустойчивых грузов производитель рекомендует обмотчик с вращающейся рукой, у которого паллета стоит на месте.
• Мобильный робот медленнее линии. В начале цикла плёнку закрепляют у основания паллеты, а один ход каретки вверх и вниз на паллете высотой 2 м занимает не меньше 48 с (расчёт выше).
• Нужен сжатый воздух. Rotoplat 3000HD и Genesis Thunder HS требуют сжатый воздух давлением 6 ± 1 бар.
• Жгут на продукте. Если жгут ложится не на поддон, а на товар, хрупкая упаковка может повредиться.
• ГОСТ и паспорта машин расходятся. Для пакетов тяжелее 0,5 т ГОСТ 26663-85 требует плёнку толщиной от 0,10 мм, а Robot S7 рассчитан на плёнку 17–35 мкм. Что нужно пакету конкретной продукции, задаёт её документация: с ней плёнку и сверяют.