Do skrzyni co pięć sekund

Marszczenia są czasami uważane za problem związany z urodą. W zautomatyzowanych procesach pakowania mogą one jednak poważnie zakłócać przepływ pracy. Dzieje się tak na przykład w przypadku produktów mięsnych, które są pakowane na plastikowych tackach i uszczelniane folią z tworzywa sztucznego. Ta plastikowa folia jest punktem ssania dla przyssawek podciśnieniowych podczas późniejszego procesu pobierania. Ulega ona jednak odkształceniu pod wpływem wagi opakowania i marszczy się. W rezultacie, marszczenia powodują, że konwencjonalne rozwiązania chwytające osiągają swoje granice. Pomimo miękkich krawędzi uszczelniających, nie uszczelniają one odpowiednio nierówności, a konwencjonalny generator podciśnienia nie jest w stanie utrzymać podciśnienia.

Firma Bizerba, specjalizująca się w logistyce i systemach opakowań, poszukiwała odpowiedniego rozwiązania do niezawodnej automatyzacji kompletacji tacek owiniętych folią. Firma, której siedziba znajduje się w szwabskim mieście Balingen, została założona w 1866 roku i obecnie produkuje wagi, systemy etykietowania i znakowania, a także systemy przetwarzania i kontroli żywności. Globalny zespół Bizerba składa się obecnie z 4500 specjalistów, którzy działają w 120 krajach. Firma generuje roczny obrót w wysokości około 800 milionów euro.

Klient z Hiszpanii zlecił firmie Bizerba uruchomienie systemu końca linii do automatycznej kompletacji opakowań z mięsem. Wcześniej pracownicy układali tacki z żywnością w skrzyniach transportowych po opakowaniu, ważeniu oraz etykietowaniu. Jednakże szybkość ręcznych czynności nie spełniała wymogów, a tym samym ograniczała wyjście. Ze względu na niedobór wykwalifikowanych pracowników, dodatkowy personel nie był dostępny dla przetwórcy mięsa. W związku z tym konieczna była automatyzacja, aby zapewnić wyższą szybkość kompletacji i obsługę przez całą dobę.

Wspólnie z Kilivations, Bizerba zaprojektowała nowy system końca linii z dwoma robotami do obsługi - case packer. Firma Kilivations z Weil im Schönbuch specjalizuje się w rozwiązaniach z zakresu szczupłej i efektywnej automatyzacji, które są instalowane bezpośrednio na sterowniku robota. Firma zintegrowała poszczególne części składowe w komórce automatyzacji dla przetwórcy mięsa. Ważną częścią składową są dwa coboty od Universal Robots (UR), które zapewniają chwytakom niezbędny zasięg. W przypadku podciśnieniowych efektów końcowych Bizerba i Kilivations polegają na inteligentnych i mocnych systemach firmy Schmalz.

Oba identycznie projektowe chwytaki, z których każdy jest przymocowany do ramienia cobota, wykorzystują czysto elektryczny system podciśnieniowy firmy Schmalz. W każdej z tych jednostek obsługiwana jest pompa podciśnieniowa typu GCPi, zasilająca chwytak na ramieniu robota w podciśnienie. Kompaktowy generator podciśnienia tworzy mocny system z elektrycznymi 3/2-drożnymi zaworami kompaktowymi LQEi i sprawdza się równie dobrze, jak rozwiązania podciśnieniowe z zaworami pneumatycznymi. GCPi generuje niezbędne podciśnienie za pomocą efektywnej dwugłowicowej pompy przeponowej, którą firma Schmalz wyposażyła w zintegrowany system oszczędzania energii. Umożliwia on kontrolę prędkości obrotowej pompy w zależności od wymogów. Parametry procesu mogą być przesyłane bezpośrednio przez interfejs IO-Link.

Dwa kompaktowe zawory LQEi, które kontrolują dwa oddzielne obwody ssące, są zlokalizowane decentralnie na chwytaku. Przełączają one podciśnienie tam, gdzie jest ono potrzebne i zapewniają szybką ewakuację i odpowietrznik systemu podciśnieniowego. Znacznie przyspiesza to czas zasysania i wydania podciśnienia. Czujnik zintegrowany z zaworem monitoruje podciśnienie i gwarantuje wysoki poziom niezawodności procesu. Dzięki mocowaniu pozycji krańcowej LQEi i zaworowi zwrotnemu, system utrzymuje podciśnienie systemu nawet w przypadku awarii zasilania.

Chwytak PXT przekonuje swoją elastycznością i modułowością. Bizerba i Kilivations łączą odpowiednie chwytaki końcowe z części składowych. Jeśli geometria tacek na żywność zmieni się później, części składowe można ponownie połączyć. "Jest to innowacyjne rozwiązanie i pasuje do naszej otwartej celi zrobotyzowanej, która jest chroniona jedynie przez bariery świetlne" - podkreśla Oliver Deifel. Jest on dyrektorem ds. globalnych rozwiązań dla klientów i integracji w firmie Bizerba. Do tej pory przetwórcy żywności polegali na zamkniętych celach, które zazwyczaj były projektowe tylko dla jednego formatu przedmiotu obrabiany. "Systemy musiały być mozolnie konwertowane do zmieniających się rozmiarów opakowań" - wspomina Deifel.

Przyssawki mieszkowe PSPF mają bezpośredni kontakt z opakowaniem mięsa. Sześć z nich jest kontrolowanych przez kompaktowy zawór LQEi. Oprócz elastycznego i stabilnego mieszka mają one wyjątkowo miękką krawędź uszczelniającą. Umożliwia to systemowi automatyczną obsługę opakowania foliowego - pomimo marszczenia. Oznacza to, że marszczenia stają się jedynie problemem estetycznym. PSPF jest wykonany z silikonu zgodnego z FDA i nadaje się do kontaktu z produktami spożywczymi.

Ale jak to często bywa, technologia tkwi w szczegółach: dzięki pompie podciśnieniowej Compact-Pump GCPi można zaimplementować dwa separowane obwody podciśnieniowe na chwytak za pośrednictwem IO-Link. "Komunikacja IO-Link pozwala nam ocenić wszystkie istotne parametry procesu, takie jak czas ewakuacji i przeciek", wyjaśnia Jan Walter. Jest on szefem działu sprzedaży w Niemczech i serwisu terenowego w firmie Schmalz. "Dzięki temu możemy wykryć pełzające zużycie przyssawek lub przecieki w systemie". Taka konserwacja zapobiegawcza pomaga firmom z branży spożywczej uniknąć nieplanowanych przestojów.

Cały system jest czysto elektryczny, a zoptymalizowane przekroje przepływu i długości kabli umożliwiają szybkie i niezawodne osadzanie chwytanych przedmiotów bez sprężonego powietrza. Pozwala to na obniżenie kosztów eksploatacji. Dzięki zdecentralizowanej instalacji LQEi na chwytaku, firma Schmalz osiąga niezwykle krótkie czasy ewakuacji i osadzania, które są niezbędne do osiągnięcia wymóg 96 pobrań na minutę.

Przenośnik taśmowy przenosi opakowane i oznakowane tace do punktu odbioru rozwiązania dla obsługi firmy Schmalz. Każdy z dwóch chwytaków PXT podnosi cztery opakowania z żywnością i umieszcza je w oczekujących skrzynkach - po jednej warstwie na raz, co pięć sekund. Następnie przenośnik rolkowy transportuje te skrzynki do obszaru wysyłki. "Wszystko działa jak w zegarku" - mówi z zadowoleniem Walter.

"Współpraca z firmami Schmalz i Kilivations była niezmiennie pozytywna i wspólnie udało nam się zainstalować doskonały system dla naszego klienta w Hiszpanii", mówi Oliver Deifel. "Nasz klient jest również bardzo zadowolony. Obecnie korzysta z systemu z wysoką przepustowością, oszczędzając na kosztach personelu i zapewniając maksymalną niezawodność procesu dzięki automatyzacji". Maszyna do pakowania kartonów jest obsługiwana zgodnie z planem w Hiszpanii od końca 2023 roku, a inni klienci już wykazali zainteresowanie tym rozwiązaniem. "Inteligentna koncepcja tego systemu stanowi podstawę dla dalszych projektów", ujawnia Deifel.