Paletização automatizada na produção de doces e compotas
Para desfrutar de um pequeno-almoço perfeito
Doces e compotas suíços requintados, barrados em produtos de padaria frescos, para começar bem o dia. Em casa, na mesa do pequeno-almoço, ou no buffet de um hotel sofisticado, pela manhã, o fabricante do setor alimentar Hero AG, sedeado na cidade suíça de Lenzburg, fornece diariamente compotas de fruta fresca aos seus clientes. Para que a compota chegue à mesa do cliente, pronta a consumir, numa lata de alumínio ou num pequeno pote, são necessários vários recursos em termos logísticos . A especialista em automação Robotec, sedeada na cidade suíça de Sion, desempenha um papel fundamental nesta cadeia de fornecimento. Após o enchimento, é necessário embalar individualmente as compotas por tipo, em caixas, que têm de ser empilhadas para posterior transporte em paletes. No último passo deste processo logístico, entram em ação os robôs FANUC equipados com tecnologia de preensão especial da Robotec. Uma célula de paletização instalada na Hero e um robô de seis eixos com tecnologia de preensão especial, permite a paletização 24 horas por dia – o sistema é rápido, fidedigno e à prova de acidentes e falhas.
Em vez de cinco funcionários a efetuar a monótona tarefa de carregar caixas de compota embaladas, há atualmente três robôs FANUC M-710iC a realizar a tarefa numa célula fechada. Com uma velocidade incrível, as pinças recolhem duas caixas, em simultâneo, da linha de fornecimento, viram-se para a palete e colocam as caixas com uma precisão milimétrica na palete, de acordo com o esquema de empilhamento programado. Dez caixas por camada, para um máximo de 15 camadas. Assim que as paletes forem carregadas de acordo com a especificação, o robô envia um sinal ao operador. O operador abre a célula, remove as paletes carregadas e, utilizando um porta-paletes, coloca manualmente uma europalete vazia na posição da palete. Com o dispositivo de operação manual situado fora da célula, é selecionado o esquema específico de empilhamento de produtos. Após sair da área de trabalho, as portas de acesso das células fecham-se, com a confirmação do dispositivo de operação manual pelo operador do sistema, e o sistema é iniciado. Com base nas informações relacionadas com o produto e o tamanho do empilhamento, as caixas são recolhidas pelo robô com as pinças e empilhadas na palete, de acordo com o esquema de empilhamento selecionado.
Desafios locais
O que parece um processo simples e linear, requereu um grande esforço de elaboração. Embora a célula de paletização tenha sido configurada e testada pela Robotec nas instalações do cliente, surgiram efetivamente alguns desafios imprevistos e novos requisitos. Por exemplo, o padrão de paletização teve de ser adaptado devido às condições das paletes e foi preciso restruturar o dispositivo de operação manual.
Uma vez que o design prescindiria da inspeção visual através da tecnologia de câmara nas pinças, foi necessário conceber pinças de aço inoxidável, de forma a funcionarem com fiabilidade, com base numa técnica de movimento inteligente e sem ser necessário recorrer à conversão do equipamento da pinça, em caso de alterações na produção. "Por este motivo, optámos pela forma de pá com lâmina integrada, que empurra ligeiramente as caixas ao colocá-las na palete, enquanto a pá da pinça retrai", explica Daniel Bärtschi, o responsável deste projeto da Robotec. Além disso, foram tidos em consideração dois conceitos básicos: um para vidros pesados e outro para unidades de alumínio. "É necessário calcular os pesos diferentes das caixas nos movimentos do robô, para que as caixas não caiam devido à força centrífuga do rápido movimento de rotação do tapete de transporte em direção à palete", acrescentou o engenheiro de desenvolvimento. A velocidade de funcionamento era uma das tarefas de programação mais importantes, que foi necessário reajustar nas instalações. Além disso, foi preciso ter em conta os vários tamanhos de caixas, consoante o acondicionamento do produto em potes ou em recipientes de alumínio. Um dos desafios envolvia o comportamento de caixas embrulhadas com película na pá da pinça. "A compota das embalagens individuais nas caixas ainda está quente quando chega à célula de paletização. A temperatura é transferida para a película e, como resultado, a caixa fica escorregadia durante o processo de utilização das pinças e de transporte." Como consequência, as caixas poderão não ser colocadas corretamente na pá, o que significa que o padrão de paletização deixa de estar correto e que é necessário voltar a embalar a palete devido às caixas mal posicionadas empilhadas na mesma. Os técnicos especializados da Robotec superaram estes desafios para satisfação de Rudolf Roth, diretor de produção da Hero, que supervisionou a instalação e a colocação em funcionamento: "A instalação processou-se de acordo com parâmetros de tempo rigorosos e os técnicos da Robotec concluíram a colocação em funcionamento da célula de paletização, para nossa satisfação." Graças ao excelente trabalho preliminar e aos testes da célula completa nas instalações de produção da Robotec, em Sion, Bärtschi e os seus colegas conseguiram dar resposta aos eventos imprevistos de forma orientada.
"Uma das instalações não planeadas na especificação de requisitos foi a simplificação do painel de controlo. Inicialmente, ainda havia botões integrados no painel de controlo e o operador conseguia navegar num menu através do painel tátil", afirma Bärtschi. Roth acrescenta: "Os nossos operadores internacionais da célula de paletização consideraram este procedimento demasiado complicado, pelo que foi solicitado à Robotec que, num período muito curto de tempo, desenvolvesse um painel de controlo modificado, limitado aos principais passos de "alternância de paletes" e sem quaisquer botões adicionais. Este procedimento funcionou na perfeição e os nossos funcionários deixaram de ter quaisquer problemas."
O operador não seleciona qualquer programa no robô. Através do painel de controlo, pode selecionar o número de camadas pretendido, bem como o tipo de palete: europalete ou inferior. O operador confirma e inicia o programa. Além disso, o esquema de controlo intuitivo foi escolhido utilizando códigos de cores conhecidos internacionalmente. Vermelho significa "Parar", verde "Arrancar".
"O que geralmente aparenta ser muito fácil e funciona em conformidade, representa geralmente o maior desafio", afirma Bärtschi. No entanto, para a equipa da Robotec, trata-se apenas do seu dia-a-dia, uma vez que são fornecedores de soluções e que a sua função consiste em implementar sistemas que respondem às necessidades dos clientes. Além disso: as paletes embaladas pela Robotec de acordo com o tipo, na Hero, são encaminhadas para um fornecedor de serviços adicional, desembaladas nesse local e combinadas novamente. É ainda de referir, relativamente a estas tarefas de recolha e posicionamento, que a Robotec desenvolveu e instalou vários sistemas com êxito.
Especialistas com punho firme
O desenvolvimento adicional dos acessórios da pinça é um dos fatores chave decisivos para os avanços na tecnologia robotizada. O constante aumento de requisitos em termos de flexibilidade e precisão, os materiais mais leves, bem como as novas e exigentes áreas de aplicação, colocam constantemente novos desafios aos engenheiros de desenvolvimento. É por este motivo que a Robotec analisa com precisão em cada encomenda, qual é a tecnologia de preensão necessária para a aplicação solicitada. De um modo geral, nos últimos vinte anos, aplicaram-se centenas, se não mesmo milhares, de soluções diversas, desenvolvidas para todas as áreas possíveis da indústria.
O fator impulsionador assenta no aumento constante da pressão da concorrência que requer que as empresas industriais encontrem alternativas económicas para os respetivos processos de produção. As soluções automatizadas, que utilizam uma tecnologia de ponta robotizada e de preensão, encontram, cada vez mais aplicação na cadeia de valor acrescentado. Regra geral, o tamanho e a forma de uma pinça de robô são determinados pelo item a recolher. Estão disponíveis pinças que empilham, seguram, recolhem por secção, apertam com ajuste de intensidade e utilizam um ou vários pontos de aperto. O funcionamento de algumas é exclusivamente mecânico, ao passo que outras utilizam tecnologia de vácuo. Numa época em que a indústria de bens de consumo está constantemente a desenvolver produtos com todas as formas, materiais e tamanhos concebíveis, as pinças estão a tornar-se cada vez mais complexas e mais avançadas. "Os ciclos do produto estão a tornar-se cada vez mais curtos", explica Bärtschi. "É, por este motivo, que recebemos um maior número de solicitações referentes a células de produção completamente automáticas." Todas as empresas procuram aumentar a produtividade e, em simultâneo, reduzir os custos. Tudo se resume a fazer mais com menos. E os técnicos especializados de Sion conseguiram alcançar este objetivo e satisfazer os seus clientes.
Gama completa de serviços para o cliente
A Robotec tem vindo a desenvolver e a criar sistemas de automação de todos os tipos, desde 1983. A gama de aplicações varia entre soluções de recolha e posicionamento básicas até ao manuseamento de peças pesadas. Conforme a tarefa necessária, podem ser implementados diferentes tamanhos de pinças de seis eixos, como elementos do robô. Atualmente, a empresa centra-se na automação assistida por robôs, desde a fase de conceção até à colocação em funcionamento. Há já quatro anos que é possível efetuar inspeções finais à produção de sistemas completos nas instalações da Robotec, antes de colocar as máquinas a operar nas instalações do cliente.
Soluções robotizadas da Robotec para o setor alimentar
Cada vez mais soluções robotizadas flexíveis estão a aumentar a produtividade do setor dos alimentos transformados. Como resultado, obtêm-se alternâncias de produtos mais rápidas e ciclos de produção do produto mais curtos. Além da paletização, a recolha e o posicionamento fazem parte das tarefas mais importantes dos robôs equipados com pinças adaptadas à tarefa. Neste contexto, o leque de soluções robotizadas da Robotec, no setor do processamento alimentar, permite a gestão da gama desde as células de paletização fechadas, até à ordenação e posicionamento padronizado de produtos, como as embalagens de compota individuais do fabricante Hero.
