Роботизированные и механические системы паллетизации мешков в промышленных упаковочных линиях

2025-06-30

Паллетизация мешков в современных производственных условиях требует специализированного оборудования, способного точно и эффективно обрабатывать деформируемые, тяжёлые и нестабильные грузы. Этот процесс особенно актуален для пищевой, химической, строительной и сельскохозяйственной отраслей, где продукция часто упаковывается в гибкие мешки из пластика, ткани или бумаги.

Мешки представляют собой особую задачу при паллетизации. В отличие от жёстких коробов, они не сохраняют стабильную форму и подвержены деформации при движении или под весом. Кроме того, различия в объёме продукта или наличии воздуха внутри мешка влияют на устойчивость штабеля. В результате для создания ровных слоёв и стабильной загрузки требуются точные системы позиционирования и равномерное распределение усилия.

Наиболее широко используются роботизированные паллетайзеры с шарнирно-сочленёнными манипуляторами и индивидуально разработанным захватным инструментом (EOAT). Такие системы применяют вакуумные присоски, зажимы, вилы или комбинированные захваты для бережного и точного размещения мешков. Их гибкость позволяет быстро перенастраивать схемы укладки и работать с различными типами продукции. Производительность зависит от конфигурации — от 20 до 80 мешков в минуту.

Одностоечные сочленённые паллетайзеры также часто используются, особенно в условиях ограниченного пространства. Эти машины совмещают вертикальное движение с поворотом вокруг оси и занимают минимальную площадь. При средней производительности (например, 15–35 мешков в минуту) они обеспечивают оптимальный баланс между эффективностью и затратами. Такие решения особенно популярны на предприятиях с жёсткими ограничениями по размещению оборудования.

Современные паллетизационные комплексы часто включают в себя автоматическую подачу поддонов, прокладочных листов (slip sheets) и систему обмотки. Использование slip sheet между слоями повышает устойчивость паллеты и защищает продукцию при хранении и транспортировке. Это особенно важно при высоких штабелях или плотной укладке, где любое смещение может привести к опрокидыванию. Автоматизация этого этапа снижает трудозатраты и повышает точность размещения листов.

С точки зрения управления, оборудование обычно построено на базе ПЛК (программируемых логических контроллеров), операторских панелей (HMI) и модулей безопасности. Это позволяет быстро изменять схемы укладки, переключаться между форматами мешков и оперативно диагностировать ошибки. Более продвинутые системы поддерживают считывание штрих-кодов для автоматической смены рецептов паллетизации — это сокращает время простоя и уменьшает количество ошибок.

Эргономика и безопасность труда также являются ключевыми факторами при переходе к автоматической паллетизации мешков. Многократная ручная укладка тяжёлых мешков может привести к профессиональным заболеваниям и утомляемости персонала. Роботизированные системы полностью исключают ручной подъём и снижают нагрузку на операторов. По результатам внедрения таких решений на производстве, производительность увеличивается более чем на 50%.

Научные исследования продолжают совершенствовать взаимодействие захватных устройств с деформируемыми грузами. Один из примеров — проект ShakingBot (arXiv:2304.04558), в котором используются манипуляторы с двумя руками и адаптивное управление для работы с мягкими и полуструктурированными мешками. Такие разработки открывают перспективы для повышения надёжности и универсальности роботизированных систем в сфере упаковки гибкой продукции.