Паллетоупаковщики виды, принцип работы и применение
Паллетоупаковщик, или паллетообмотчик, — это оборудование для оборачивания паллетизированного груза стрейч-пленкой. Машина помогает стабилизировать продукцию на поддоне, защищает ее от загрязнений и частично от воздействия внешней среды, а также делает процесс упаковки более повторяемым по сравнению с полностью ручной обмоткой. Robopac определяет вертикальную stretch-обмотку как технологию стабилизации паллетизированных грузов при транспортировке и хранении.
При этом старое описание паллетоупаковщика как машины, обязательно состоящей из вращающейся платформы, стойки и каретки, относится только к одному конструктивному типу — паллетообмотчикам с поворотным столом.
Современные системы могут работать иначе: вращать вокруг неподвижной паллеты механическую руку или кольцо либо самостоятельно перемещаться вокруг груза как мобильный робот. У Robopac в актуальном модельном ряду представлены turntable, rotating arm, rotating ring и self-propelled robot решения.
Для чего используется паллетоупаковщик
Основная задача машины — сформировать более устойчивую транспортную единицу из груза и паллеты.
Стрейч-пленка наносится в несколько перекрывающихся витков. В результате создается удерживающее усилие, помогающее ограничивать относительное перемещение коробов или другой продукции при хранении и транспортировке.
Паллетоупаковщик позволяет:
автоматизировать или механизировать обмотку;
получать более повторяемую схему нанесения пленки;
контролировать количество витков;
регулировать натяжение пленки;
формировать усиленные зоны обмотки;
уменьшать объем ручной работы оператора;
интегрировать упаковку паллет в производственную линию.
У современных машин набор функций существенно зависит от конфигурации. Например, Robopac Masterplat Plus может оснащаться различными каретками — от механического тормоза до приводной системы предварительного растяжения пленки.
Поэтому нельзя считать, что любой паллетоупаковщик одинаково управляет натяжением и расходом материала.
Из каких узлов состоит паллетообмотчик
Конструкция определяется типом машины.
Для классического паллетоупаковщика с поворотным столом характерны следующие компоненты.
Основание и поворотный стол
На платформу устанавливается паллета с продукцией. Во время цикла стол вращает груз относительно вертикальной стойки.
Например, полуавтоматический OPTIMUS-SM ПромТрансУпак имеет поворотную платформу диаметром 1650 мм и относится именно к этому конструктивному типу. Это характеристики конкретной модели.
Вертикальная стойка
По стойке перемещается каретка пленки.
Ее движение вверх и вниз совместно с вращением груза формирует спиральную схему обмотки.
Robopac Masterplat Plus, например, имеет варианты FRD с механическим тормозом, FR с электромагнитным тормозом и PGS с приводным предварительным растяжением пленки.
Система управления
Через панель оператора задаются режимы цикла.
Набор регулируемых параметров зависит от модели и может включать скорость вращения, движение каретки, количество нижних и верхних витков, режим натяжения и другие параметры.
У автоматических линий система управления дополнительно координирует работу транспортеров, датчиков и механизмов подачи/обрезки пленки.
Как работает паллетоупаковщик
Для полуавтоматической машины с поворотным столом типовой рабочий цикл выглядит следующим образом.
Паллету устанавливают на платформу.
При необходимости оператор закрепляет свободный конец пленки.
Запускается выбранная программа.
Поворотный стол вращает груз.
Каретка перемещается по вертикальной стойке.
Пленка наносится по заданной схеме.
После завершения цикла оборудование останавливается.
В зависимости от модели пленка отрезается оператором или автоматически.
Упакованная паллета снимается с платформы.
Но даже внутри класса полуавтоматических машин степень участия оператора различается.
Например, существуют модели с автоматическим захватом, обрезкой и фиксацией пленки, хотя загрузка и выгрузка паллеты по-прежнему выполняются отдельно. Поэтому слово «полуавтоматический» не означает строго одинаковый набор ручных операций для всех моделей.
Паллетоупаковщики с поворотным столом
Это один из наиболее распространенных типов вертикальных паллетообмотчиков. У Robopac к нему относятся Ecoplat Plus, Masterplat Plus, Rotoplat и Technoplat.
Паллета устанавливается на круглую платформу, которая вращается во время упаковки.
Преимущества
сравнительно простая конструкция;
компактная рабочая зона;
широкий выбор полуавтоматических моделей;
возможность разных типов кареток;
удобство для стандартных устойчивых паллет.
Ограничения
Главное конструктивное ограничение — сам груз вращается.
Это необходимо учитывать, если паллета:
очень тяжелая;
нестабильная;
имеет высокий центр тяжести;
плохо переносит вращательное движение.
Выбор в такой ситуации должен основываться на характеристиках конкретного груза, а не только на максимально допустимой массе платформы.
Для загрузки обычной гидравлической тележкой существуют низкопрофильные или специально сформированные платформы. Например, Robopac Masterplat Plus TP3 имеет V-образную площадку, предназначенную для загрузки ручной гидравлической тележкой.
Паллетоупаковщики с вращающейся рукой
В такой конструкции груз остается неподвижным.
Вокруг паллеты вращается горизонтальная рука, на которой располагается каретка стрейч-пленки.
Robopac выпускает полуавтоматические Masterwrap Plus XL, Ecowrap Plus XL и другие rotating-arm модели, а также полностью автоматические системы Rototech и Helix.
Когда вращающаяся рука особенно полезна
Такая схема подходит, когда нежелательно вращать сам груз.
Например:
высокая нестабильная паллета;
очень тяжелый груз;
продукция неправильной формы;
товар с жидкостью;
конструкция, чувствительная к центробежной нагрузке.
Это не означает, что rotating-arm машина автоматически лучше поворотного стола. Она просто решает другую механическую задачу.
Паллетоупаковщики с вращающимся кольцом
В высокопроизводительных автоматических системах применяется еще одна конструкция — rotary ring.
Груз остается неподвижным или перемещается по конвейерной линии, а вокруг него вращается кольцо с кареткой пленки.
Robopac использует эту технологию в сериях Genesis. Например, GENESIS THUNDER HS представляет собой полностью автоматический rotary-ring паллетоупаковщик для высокопроизводительных линий.
Чем кольцо отличается от вращающейся руки
В обоих случаях паллета может оставаться неподвижной, но кинематика различается.
У rotating-arm системы вокруг груза вращается консольная рука.
У rotary-ring машины каретка движется по замкнутому кольцу вокруг паллеты.
Кольцевая конструкция особенно характерна для производительных автоматизированных линий. Robopac предлагает, например, GENESIS FUTURA XL для крупных паллет и GENESIS THUNDER HS для высокоскоростной обмотки.
Не стоит переносить производительность одной такой модели на все кольцевые машины: даже внутри одной серии она различается.
Мобильные паллетоупаковщики
Мобильный паллетообмотчик представляет собой самоходный аппарат, который перемещается вокруг неподвижного груза.
Вместо доставки паллеты к стационарному столу машина сама подъезжает к ней.
В каталоге ПромТрансУпак к такому оборудованию относятся OPTIMUS-600 и OPTIMUS-601 производства YOUNGSUN. Обе модели классифицируются как самоходные роботы для работы со стрейч-пленкой.
Robopac также выпускает мобильные Robot S7 и Robot Master Plus.
Основные преимущества
груз не требуется устанавливать на поворотную платформу;
меньше ограничений по массе самой паллеты со стороны стола;
можно обслуживать паллеты в разных точках склада;
удобно работать с крупногабаритными грузами;
не требуется стационарно занимать участок под поворотный стол.
Ограничения
Мобильному аппарату требуется достаточное свободное пространство для движения вокруг груза.
Также важны:
качество пола;
отсутствие препятствий;
достаточный периметр вокруг паллеты;
устойчивость груза;
возможность корректного позиционирования машины.
Утверждение старой статьи, что оператор обязательно управляет мобильной машиной пультом, также нельзя распространять на весь класс. Способ позиционирования и запуска зависит от конкретной модели.
Полуавтоматические паллетоупаковщики
Термин «полуавтоматический» означает, что часть технологического цикла механизирована, но для организации упаковки по-прежнему требуется участие оператора.
Оператор обычно:
устанавливает груз;
выбирает программу;
запускает цикл;
выполняет отдельные операции с пленкой, если они не автоматизированы;
снимает готовую паллету.
ПромТрансУпак относит OPTIMUS-SM и OPTIMUS-2000B именно к полуавтоматическому классу. OPTIMUS-SM при этом имеет как автоматический, так и ручной режим выполнения самого цикла обмотки.
Это важное различие: «автоматический режим цикла» внутри полуавтоматической машины не превращает всю установку в автоматическую линию.
Автоматические паллетоупаковщики
Автоматическое оборудование рассчитано на работу как самостоятельная упаковочная станция или элемент end-of-line линии.
Паллета может поступать к машине по приводному транспортеру. Далее система самостоятельно выполняет последовательность операций, предусмотренную ее комплектацией.
Она может включать:
определение наличия паллеты;
позиционирование;
захват пленки;
обмотку;
управление натяжением;
обрезку;
фиксацию хвоста;
отправку паллеты на следующий участок.
Robopac Technoplat 3000 официально позиционируется как fully automatic pallet wrapper для высокопроизводительных end-of-line линий.
Автоматические Genesis используют rotating-ring технологию, а линейка Helix — вращающуюся руку. То есть автоматизация и конструктивный принцип — разные классификации: автоматическая машина может быть и с рукой, и с кольцом, и с другой кинематикой.
Чем полуавтоматический паллетоупаковщик отличается от автоматического
Разница заключается не просто в наличии кнопки запуска.
Полуавтоматический
Рабочий цикл выполняется машиной, но перемещение паллеты и часть вспомогательных операций зависят от оператора.
Автоматический
Машина рассчитана на самостоятельное выполнение упаковочного цикла в составе автоматизированного материального потока.
Дополнительно могут использоваться:
приводные конвейеры;
датчики;
автоматические зажимы пленки;
система обрезки;
сварка или фиксация хвоста пленки;
связь с соседним оборудованием.
Например, у автоматической GENESIS FUTURA XL предусмотрен пневматический зажим с горячей проволокой для обрезки пленки и фиксации ее конца.
Поэтому старая формулировка «автоматические не требуют присутствия оператора» слишком категорична. Постоянное участие в каждом цикле действительно может не требоваться, однако персонал остается необходим для загрузки рулонов, контроля, устранения ошибок, обслуживания и организации линии.
Что такое предварительное растяжение пленки
Одна из ключевых характеристик современных паллетообмотчиков — система pre-stretch, или предварительного растяжения стрейч-пленки.
Не следует путать ее с обычным торможением рулона.
Тормозная каретка
Пленка растягивается в основном за счет сопротивления ее разматыванию и движения груза относительно каретки.
Приводной pre-stretch
Пленка проходит между приводными роликами с разной скоростью вращения и предварительно растягивается еще до нанесения на паллету.
Например, у Robopac Masterplat Plus каретка PGS использует приводной фиксированный pre-stretch; стандартное значение для указанной конфигурации составляет 250%, причем доступны другие комплекты передаточных отношений. Это параметр конкретной каретки, а не универсальный показатель всех паллетообмотчиков.
В более производительных автоматических системах диапазон может быть другим. GENESIS FUTURA XL, например, предусматривает фиксированные и переменные pre-stretch каретки с другими значениями.
Главная задача системы — контролируемо растянуть материал и сформировать требуемое удерживающее усилие на грузе.
Почему максимальный процент pre-stretch не является главным критерием
Логика «чем больше процент растяжения, тем лучше» некорректна.
Результат зависит от:
характеристик самой пленки;
ее толщины;
рецептуры;
формы груза;
острых углов;
устойчивости продукции;
требуемого удерживающего усилия.
Даже автоматические Robopac позволяют управлять не только растяжением пленки, но и containment force — фактическим усилием, которое пленка создает на грузе. В системах Genesis предусмотрена регулировка нескольких уровней удерживающей силы по высоте паллеты.
Поэтому выбирать каретку только по максимальному значению pre-stretch неправильно.
Как стрейч-пленка наносится на паллету
Типовая программа может включать:
несколько усиленных витков в нижней части;
спиральное движение пленки вверх;
верхние витки;
обратное движение каретки;
дополнительное усиление выбранных зон.
Конкретная программа зависит от машины.
На автоматическом оборудовании могут применяться более сложные схемы: например, Robopac Genesis поддерживает отдельные режимы формирования «каната» из суженной пленки и нанесения различного удерживающего усилия по высоте паллеты.
Но сложный цикл не обязательно нужен каждому грузу. Основная задача — добиться требуемой стабильности без повреждения продукции и неоправданного расхода материала.
Как выбрать паллетоупаковщик
Начинать подбор следует с параметров груза и упаковочного процесса.
Масса паллеты
Для поворотного стола обязательно учитывается максимально допустимая нагрузка.
Например, OPTIMUS-SM имеет заявленную грузоподъемность до 2000 кг, как и некоторые конфигурации Robopac Masterplat Plus. Это характеристики конкретных моделей.
Для очень тяжелого груза может оказаться рациональнее неподвижная паллета с rotating-arm или мобильным роботом.
Размер паллеты
Необходимо учитывать:
длину;
ширину;
диагональ;
высоту;
выступ продукции за края поддона.
Особенно важна диагональ для машины с вращающимся столом: груз должен безопасно проходить вокруг стойки и других элементов конструкции.
Устойчивость груза
Высокая паллета из легких коробов может хуже переносить вращение, чем низкий жесткий груз.
Для нестабильной продукции стоит рассматривать:
вращающуюся руку;
мобильного робота;
дополнительные прижимные устройства;
соответствующую программу натяжения.
Robopac, например, предлагает пневматический верхний прижим как опцию для стабилизации легких продуктов на Masterplat Plus.
Производительность
Для периодической упаковки может быть достаточно базовой полуавтоматической модели.
Для постоянного потока паллет рассматривают более производительные полуавтоматические или автоматические станции.
Нельзя устанавливать универсальную границу «до X паллет — полуавтомат, после X — автомат». Экономика зависит от трудозатрат, количества смен, характеристик груза и конфигурации линии.
Как пример диапазона, Robopac предлагает как полуавтоматические Masterplat, так и высокопроизводительные автоматические Genesis. Отдельные современные automatic-модели рассчитаны на десятки и более сотни паллет в час, но это параметры конкретных машин.
Способ загрузки
Необходимо заранее определить, чем паллета будет устанавливаться:
вилочным погрузчиком;
электротележкой;
гидравлической тележкой;
конвейером.
Для ручной гидравлической тележки может потребоваться рампа или специальная низкопрофильная платформа. Robopac Masterplat Plus TP3 как раз разработан для такой загрузки.
Тип каретки
Это один из наиболее недооцененных параметров.
Следует выбрать между:
механическим торможением;
регулируемым тормозом;
фиксированным pre-stretch;
регулируемым приводным pre-stretch.
Для регулярной упаковки стоимость пленки может быть существенной частью эксплуатационных расходов, поэтому параметры каретки способны влиять на экономику сильнее, чем незначительная разница в цене самой машины.
Автоматическая обрезка пленки
Если важно минимизировать ручные операции, следует отдельно проверять наличие:
автоматического захвата;
обрезки;
фиксации или запайки хвоста пленки.
Эти функции нельзя считать обязательными для любого паллетоупаковщика.
Какой тип паллетоупаковщика выбрать
Поворотный стол
Подходит для стандартных устойчивых паллет и является распространенным решением для полуавтоматической упаковки.
Вращающаяся рука
Рациональна, когда груз лучше оставить неподвижным.
Мобильный робот
Удобен для распределенных упаковочных операций, крупных или тяжелых паллет и участков, где груз проще оставить на месте.
Вращающееся кольцо
Используется преимущественно в высокопроизводительной автоматизации.
Полностью автоматическая станция
Выбирается для интеграции в постоянный поток продукции и end-of-line линию.
Именно такая вариативность отражена в современном каталоге Robopac: производитель одновременно предлагает роботов, поворотные столы, вращающиеся руки, кольца и полностью автоматические станции.
Где применяются паллетообмотчики
Паллетоупаковщики используются практически в любой отрасли, где продукцию отгружают паллетами.
Типичные сферы:
производственные предприятия;
логистические центры;
склады;
пищевые производства;
строительные материалы;
химическая промышленность;
фармацевтика;
распределительные центры;
интернет-торговля;
контрактная упаковка.
Robopac предлагает специальные решения, в частности, для логистики, пищевой, химической и фармацевтической отраслей.
При этом основным критерием является не отрасль как таковая, а характеристики конкретного груза и логистического процесса.
Паллетоупаковщик и паллетайзер — не одно и то же
Эти термины иногда ошибочно смешивают.
Паллетайзер формирует паллету: автоматически укладывает коробки, мешки или другую продукцию на поддон.
Паллетоупаковщик работает уже с сформированным грузом и наносит стрейч-пленку.
На современной автоматической линии сначала может работать паллетайзер, а после него — паллетообмотчик.
На сайте ПромТрансУпак паллетайзеры также рассматриваются как отдельный класс роботизированного оборудования.
Какие ошибки допускают при выборе паллетообмотчика
Частая ошибка — сравнивать модели только по цене и максимальной массе паллеты.
На практике стоит избегать нескольких подходов.
Не учитывать диагональ груза
Паллета может помещаться на стол, но выступающая продукция будет слишком близко проходить к стойке.
Покупать обычный стол для нестабильного груза
Если груз плохо переносит вращение, более подходящим может оказаться другой конструктивный тип.
Не учитывать способ погрузки
После установки машины может выясниться, что гидравлической тележкой невозможно удобно завести паллету на стандартную высокую платформу.
Выбирать максимальный pre-stretch без учета пленки
Способность машины растягивать пленку еще не означает, что используемый материал стабильно выдерживает этот режим.
Не учитывать высоту помещения
Кроме высоты груза следует учитывать мачту, ход каретки, монтажные зазоры и особенности конкретной конструкции.
Покупать полуавтомат вместо автоматической линии только из-за меньшей цены
Если оператор постоянно занят загрузкой, креплением и отрезанием пленки на большом потоке паллет, первоначальная экономия может сопровождаться высокими постоянными трудозатратами.
Безопасность при эксплуатации
Рабочая зона паллетообмотчика содержит движущиеся механизмы.
Для машин с поворотным столом это прежде всего:
сама платформа;
груз;
каретка;
пленка;
приводные механизмы.
Для мобильного робота дополнительно необходимо учитывать траекторию движения устройства.
ПромТрансУпак в собственных рекомендациях по эксплуатации отдельно указывает на необходимость содержать рабочую зону свободной и запрещает контакт с движущимися элементами, включая каретку, во время работы. Также нельзя отключать штатные защитные устройства.
Конкретные требования всегда определяются руководством конкретной модели.
Обслуживание паллетоупаковщика
Набор обслуживаемых элементов зависит от конструкции машины.
У моделей с поворотным столом обычно контролируют:
привод платформы;
опорные элементы;
каретку;
ролики;
механизм подъема каретки;
датчики;
концевые выключатели;
электропроводку;
защитные устройства.
У mobile robot дополнительно важны привод колес, система движения и элементы определения положения относительно груза.
У автоматических линий добавляются:
конвейеры;
автоматические зажимы пленки;
резаки;
датчики наличия груза;
пневматика;
коммуникация между машинами.
Периодичность обслуживания нельзя устанавливать одинаковой для всех паллетообмотчиков. Она определяется документацией производителя, количеством циклов и условиями эксплуатации.
Когда нужен ремонт
На необходимость диагностики могут указывать:
рывки поворотного стола;
нестабильная скорость;
остановка каретки;
неправильное движение вверх или вниз;
обрыв пленки без очевидной причины;
нестабильное натяжение;
ошибки датчиков;
посторонний шум;
вибрация;
невозможность запустить цикл;
неисправность автоматической обрезки.
При поиске причины важно учитывать взаимосвязь узлов. Например, систематический обрыв пленки не обязательно означает неисправность самой каретки: причиной может быть неправильная заправка материала, слишком высокое натяжение или неподходящая пленка.
ПромТрансУпак выполняет обслуживание и ремонт упаковочного оборудования, включая паллетообмотчики.
Итоги
Паллетоупаковщики предназначены для механизированной и автоматической обмотки паллетизированных грузов стрейч-пленкой. Но современный паллетообмотчик — это не обязательно машина с вращающейся платформой.
Основные конструктивные варианты — поворотный стол, вращающаяся рука, вращающееся кольцо и мобильный робот. Отдельно оборудование классифицируется по уровню автоматизации: одна и та же базовая технология может использоваться как в полуавтоматической, так и в полностью автоматической системе. Современный модельный ряд Robopac подтверждает наличие всех этих конструкций.
Для выбора необходимо учитывать массу и размеры паллеты, устойчивость продукции, способ загрузки, требуемую производительность, тип каретки, характеристики стрейч-пленки и необходимость автоматической обрезки.
ПромТрансУпак предлагает полуавтоматические паллетообмотчики с поворотным столом и мобильные роботизированные модели. В актуальном каталоге представлены, в частности, OPTIMUS-2000B, OPTIMUS-SM, OPTIMUS-600 и OPTIMUS-601.