Nella cassa ogni cinque secondi

Le rughe sono talvolta considerate un problema di bellezza. Nei processi di imballaggio automatizzati, tuttavia, possono lattina gravemente i flussi di lavoro. Ciò accade, ad esempio, con i prodotti a base di carne che vengono imballati in vaschette di plastica e guarniti con una pellicola. Questa pellicola è il punto di aspirazione delle ventose a vuoto durante il successivo processo di prelievo. Tuttavia, si deforma a causa del peso dell'imballaggio e si raggrinzisce. Di conseguenza, le grinze spingono le soluzioni di presa convenzionali ai loro limiti. Nonostante le morbide labbra di tenuta, non sigillano adeguatamente le irregolarità e un generatore di vuoto convenzionale non riesce a mantenere il vuoto.

Bizerba, specialista in sistemi di logistica e imballaggio, era quindi alla ricerca di una soluzione adatta per automatizzare in modo affidabile il prelievo di queste vaschette avvolte in fogli. L'azienda, con sede centrale dell'azienda nella città sveva di Balingen, è stata fondata nel 1866 e oggi produce bilance, sistemi di etichettatura e marcatura e sistemi di ispezione e lavorazione degli alimenti. Il team globale di Bizerba è attualmente composto da 4.500 specialisti che operano in 120 Paesi. L'azienda genera un fatturato annuo di circa 800 milioni di euro.

Un cliente spagnolo ha commissionato a Bizerba lo sviluppo di un sistema di fine linea per il prelievo automatizzato degli imballaggi di carne. In precedenza, i dipendenti impilavano le vaschette di cibo nelle scatole di trasporto dopo averle imballate, pesate ed etichettate. Tuttavia, la velocità dell'attività manuale non soddisfaceva le esigenze e limitava quindi l'uscita. A causa della carenza di lavoratori qualificati, non era disponibile personale aggiuntivo per la lavorazione della carne. Era quindi necessaria l'automazione per garantire una maggiore velocità di prelievo e un funzionamento 24 ore su 24.

Insieme a Kilivations, Bizerba ha progettato un nuovo sistema di fine linea con due robot di handling - l'incartonatrice. A Weil im Schönbuch, Kilivations è specializzata in soluzioni di automazione snelle ed efficaci, installate direttamente sul comando diretto del robot. L'azienda ha integrato i singoli componenti nella cella di automazione per la lavorazione della carne. Un componente importante è costituito da due cobot di Universal Robots (UR), che forniscono alle pinze di presa la portata necessaria. Per i sistemi di presa, Bizerba e Kilivations si affidano ai sistemi intelligenti e potenti dell'esperto di vuoto Schmalz.

Entrambe le pinze di presa, dal design identico e collegate a un braccio cobot, utilizzano un sistema di presa a vuoto puramente elettrico di Schmalz. In ognuna di queste unità opera una pompa compatta del tipo GCPi, che collega il vuoto alla pinza di presa sul braccio robotico. Il generatore di vuoto compatto forma un sistema power con le valvole eiettori compatte elettriche a 3/2 vie LQEi e funziona altrettanto bene delle soluzioni con valvola eiettore pneumatico. Il GCPi genera il vuoto necessario utilizzando un'efficiente pompa a membrana a doppia testa, che Schmalz ha dotato di un sistema di controllo integrato a risparmio energetico. Questo controlla la velocità della pompa secondo le esigenze. I parametri di processo possono essere trasferiti direttamente tramite un'interfaccia IO-Link.

Le due valvole compatte LQEi, che controllano due circuiti di regolazione dell'aspirazione separati, sono posizionate decentralmente sulla pinza di presa. Interrompono il vuoto dove è necessario e garantiscono una rapida evacuazione e ventilazione del sistema di aspirazione. Ciò accelera notevolmente i tempi di aspirazione e distacco. Un sensore integrato nella valvola controlla il vuoto e garantisce un elevato livello di affidabilità del processo. Grazie al fissaggio della posizione finale e alla valvola antiritorno dell'LQEi, il sistema mantiene il vuoto anche in caso di calo di energia.

La pinza di presa PXT convince per la sua flessibilità e modulabilità. Bizerba e Kilivations mettono insieme gli effettivi finali adatti a partire dai componenti standard. Se la geometria dei vassoi per alimenti cambia in un secondo momento, i componenti possono essere ricombinati. "È una novità e si adatta alla nostra cella robotica aperta, che è protetta solo da barriere fotocellule", sottolinea Oliver Deifel. È direttore del settore soluzioni globali per i clienti e integrazione di Bizerba. Finora, le industrie alimentari si sono affidate a celle chiuse, che di solito erano progettate solo per un formato di pezzo. "Il sistema doveva essere faticosamente convertito per cambiare le misure delle confezioni", ricorda Deifel.

Le ventose a soffietto PSPF sono a diretto contatto con l'imballaggio della carne. Sei di esse sono controllate da una valvola compatta LQEi. Oltre a un soffietto flessibile e stabile, hanno un labbro di tenuta particolarmente morbido. Ciò consente al sistema di gestire automaticamente l'imballaggio in film, nonostante la presenza di pieghe. Ciò significa che le rughe diventano un semplice problema di bellezza. Il PSPF è realizzato in silicone conforme alla FDA e adatto al contatto con prodotti alimentari.

Ma come spesso accade, la tecnologia è nei dettagli: con la Compact-Pump GCPi è possibile implementare due sistemi di presa a vuoto separati per pinza di presa tramite IO-Link. "La comunicazione IO-Link ci permette di valutare tutti i parametri di processo rilevanti, come il tempo di evacuazione e il tasso di perdita", spiega Jan Walter. È responsabile delle vendite in Germania e dell'assistenza sul campo di Schmalz. "Questo ci permette di rilevare l'usura strisciante delle ventose o le perdite nel sistema". Questa manutenzione predittiva aiuta le aziende alimentari a evitare fermi macchina non pianificati.

L'intero sistema è puramente elettrico e le sezioni trasversali del flusso e le lunghezze dei cavi ottimizzate consentono di depositare i pezzi afferrati in modo rapido e affidabile senza aria compressa. Questo abbassa i costi di gestione. Grazie all'installazione decentralizzata dell'LQEi sulla pinza di presa, Schmalz esegue tempi di evacuazione e deposito estremamente rapidi, necessari per raggiungere l'esigenza di 96 prelievi al minuto.

Un nastro trasportatore porta le vaschette imballate ed etichettate al punto di raccolta della soluzione per la movimentazione di Schmalz. Ciascuna delle due pinze PXT preleva quattro imballaggi di cibo e li deposita nelle casse in attesa, uno strato alla volta, ogni cinque secondi. Un trasportatore a rulli trasporta poi le casse nella superficie di spedizione. "Funziona come un orologio", dice felice Walter.

"La collaborazione con Schmalz e Kilivations è stata sempre positiva e insieme siamo riusciti a installare un sistema eccellente per il nostro cliente in Spagna", afferma Oliver Deifel. "E anche il nostro cliente è molto soddisfatto. Ora gestisce il sistema con un'elevata produttività, risparmiando sui costi del personale e con la massima affidabilità del processo grazie all'automazione". L'incartonatrice funziona come previsto in Spagna dalla fine del 2023 e altri clienti hanno già mostrato interesse per la soluzione. "Il concetto intelligente di questo sistema costituisce la base per ulteriori progetti", rivela Deifel.