STRESZCZENIE: W procesie wytwarzania produktów niezbędne jest dostarczanie palet, które są transportowane w ułożeniu jedna na drugiej lub w ułożeniu naprzemiennym. W drugim przypadku konieczne jest zastosowanie depaletyzatora palet drewnianych, który umożliwia rozdzielenie oraz odpowiednią orientację palet.
ABSTRACT: During the proces of making products there is necessarily to deliver pallets which are transported in single composition or in alternating composition. In the second case there is need to use depalletizer of wooden pallets which allow disjunction and properly orientation of pallets.
Sposób depaletyzacji palet
W trakcie procesu wytwarzania produktów niezbędne jest dostarczanie samych palet. Dostarczanie palet następuje na dwa sposoby: pierwszy sposób, czyli proste ułożenie palet (rys. 1), w którym są one ułożone w jednoznaczny oraz taki sam sposób. Drugi sposób polega na dostarczaniu palet ułożonych naprzemiennie (rys. 2), aby zmniejszyć objętość słupka palet. By zwiększyć liczbę palet transportowanych do fabryk, układa się je w tzw. kanapkę. Podczas transportowania palet za pomocą samochodu ciężarowego o standardowych wymiarach naczepy liczba palet ułożonych w słupek wynosi 700 sztuk, zaś w przypadku prostego ułożenia palet liczba ta wynosi 532 sztuki, co daje różnicę 168 palet tylko podczas jednego transportu. Jednakże wadą tej metody jest konieczność odwracania co drugiej palety przed procesem paletyzacji wytworzonych produktów.
Na rynku dostępne są urządzenia służące do odwracania co drugiej palety, jednakże są one bardzo duże oraz skomplikowane. Ponadto wykorzystuje się je w zakładach cechujących się dużą liczbą wytwarzanych produktów. W przypadku średnich firm urządzenia te są nieakceptowalne ze względu na rozmiary oraz cenę.
Aczkolwiek z uwagi na ciężką pracę ludzką polegającą na przekładaniu palet średnie firmy chętnie zamontowałyby takie urządzenia. W związku z tym koncepcja odwracania palet oraz model 3D urządzenia zostały opracowane jako praca dyplomowa inżynierska na Wydziale Mechatroniki Politechniki Warszawskiej.
Słupek palet (rys. 3) jest dostarczany do maszyny za pomocą wózka widłowego. Palety zostają umieszczone na transporterze, a następnie są transportowane do klatki rozdzielającej palety. Aby rozdzielić tzw. kanapkę, konieczne jest podnoszenie słupka bez ostatnich dwóch palet. W oparciu o przyjętą koncepcję działania zaprojektowano model 3D (rys. 4).
Słupek palet (1) (rys. 5) odstawiany jest na transporterze rolkowym, w którym zostały zamocowane płaskowniki (2) uniemożliwiające wypadnięcie elementów z transportera. Rolki (3) obracając się przemieszczają palety. Stalowe profile konstrukcyjne (4) zapewniają sztywność oraz stabilność całej konstrukcji. Wysokość transportera rolkowego jest regulowana za pomocą stopki (5).
Słupek palet (9) (rys. 6) przemieszcza się za pomocą transportera rolkowego (2), który zamocowany jest na ramie (3) z możliwością regulacji wysokości stopek (5). Cała klatka jest wykonana z profili konstrukcyjnych (4). Ze względu na duże rozmiary gabarytowe klatki (wysoko umieszczony środek ciężkości) podstawa klatki jest znacznie szersza, co wpływa na stabilność całej konstrukcji. Profile konstrukcyjne (1) są gwarancją sztywności. Rama (8) wykonuje ruch posuwisto-zwrotny w kierunku pionowym za pomocą zespołu napędowego (6) i mechanizmu zębatkowego (7).
Proces podnoszenia oraz rozdzielenia słupka palet przedstawiono na rys. 7. Pręt (2) połączony jest z siłownikiem pneumatycznym (1), a następnie wsuwany jest w słupek palet (3). Rama (4) wykonując ruch posuwisto-wzdłużny w kierunku pionowym podnosi słupek bez ostatniej (dolnej) pary palet (5).
Silnik trójfazowy (1) (rys. 8) napędza wał, na którym zamocowane jest koło zębate (2). Cały wał ułożyskowany jest w zespole łożyskowym (3). Transporter łańcuchowy jest zamocowany na ramie (5), której wysokość można regulować za pomocą stopki (4). Łańcuch ma zapewnione prowadzenie w prowadnicach łańcuchowych (8). Poprzeczka (9), która rozdziela parę palet (7), zamocowana jest w sposób trwały do ramy transportera łańcuchowego. Koło zębate przesuwne (6) umożliwia napinanie łańcucha.
Proces rozdzielenia pary palet przedstawiono na rys. 9. Za pomocą transportera łańcuchowego (4) transportowana jest para palet. Poprzeczka (1) zatrzymuje górną paletę (2), zaś dolna paleta (2) jest transportowana pod poprzeczką.
Stalowe profile konstrukcyjne (2) (rys. 10) gwarantują stabilność oraz sztywność transportera łańcuchowego, którego wysokość można regulować za pomocą stopki (1). Silnik trójfazowy (3) napędza wał (4) sprzęgnięty z nieprzesuwnym kołem zębatym (5), które wprawia w ruch łańcuch mający prowadzenie w prowadnicach łańcuchowych (6). Mechanizm (10) umożliwia napinanie łańcucha. Blacha (7) uniemożliwia odwracanej palecie (8) wypadnięcie z transportera łańcuchowego.
Niepoprawnie zorientowana paleta (1) (rys. 11) przemieszcza się po transporterze łańcuchowym (3). Za pomocą systemu odwracania palet oraz ramy (2) paleta zmienia swoje położenie.
Podsumowanie
Trudnościami, które pojawiły się podczas opracowywania konstrukcji mechanicznej depaletyzatora palet drewnianych „Euro”, były opracowanie metody rozdzielania słupka palet czy też odwracanie niepoprawnie zorientowanej palety.
Ze względu na wysoko umieszczony środek ciężkości konieczne było zapewnienie stabilności oraz sztywności całej ramy wykonanej ze stalowych profili konstrukcyjnych. Dodatkową trudnością było poprawne zaprojektowanie zespołu wsuwającego/wysuwającego pręty w taki sposób, by nie doszło do zakleszczenia prętów. Aby uniknąć tego problemu, wykorzystano tuleje wykonane z brązu.
Koniecznym wymaganiem było jak najszybsze dokonanie procesu odwrócenia niepoprawnie zorientowanej palety. Fakt ten uniemożliwiał zastosowanie innych rozwiązań konstrukcyjnych oprócz wykorzystanej metody, która spełnia wymagane założenia i dodatkowo cechuje się relatywnie niskim kosztem produkcji, a także niezawodnością działania.
Dobrym rozwiązaniem ułatwiającym obsługę maszyny jest zastosowanie zamiast transportera rolkowego, na który odkłada się słupek palet, obrotnicy. Wtedy operator wózka widłowego nie musiałby odkładać słupka palet w określonej pozycji (dłuższy bok równoległy do transportera). Błędne odstawienie słupka palet byłoby korygowane przez obrotnicę. Ponadto w przyszłości należałoby zastosować osłony na ruchome elementy, a także kratki bezpieczeństwa oddzielające moduł rozdzielający słupek palet oraz moduł odwracający niepoprawnie zorientowane palety, co przyczyniłoby się do wzrostu bezpieczeństwa podczas użytkowania maszyny.
Podsumowując wykonane prace, zaprojektowane urządzenie służące do depaletyzacji palet drewnianych „Euro” jest nieodłączną częścią linii produkcyjnych, do których dostarczane są poprawnie zorientowane palety. Konieczność transportowania palet na dalszą część linii produkcyjnych jest wymagana ze względu na rosnącą liczbę wytwarzanych produktów, które muszą zostać umieszczone na palecie w celu dalszego transportu.
Bibliografia:
inż. Kacper Bania, Wydział Mechatroniki, Politechnika Warszawska
Alfa-Print Sp. z o.o.
ul. Świętokrzyska 14A
00-050 Warszawa
