LR Mate-robots verpakken blikken met hoge snelheid aan het einde van de productielijn van Hoffmann Neopac 

Taak:
Ombouw van verpakkingsmachines in een complexe verpakkingslijn voor het toevoegen van verwerkingsrobots zonder de betrouwbaarheid of levertijden in gevaar te brengen.

Oplossing:
Roboplan heeft de gehele productiefabriek opnieuw ontworpen, waarbij oude Scara-robots werden vervangen door FANUC LR Mate 200iD-robots aan het einde van de lijn. Deze robots hebben bewezen ideaal te zijn voor de uitdagende taak om de door Hoffmann geproduceerde blikken in dozen te plaatsen. Vanwege de flensranden op de blikken moesten de robots bijzonder behendig zijn.

Resultaat:
Omdat ze in staat zijn de blikken in een hoek te kantelen, garanderen de 6-assige compacte Fanuc LR Mate-robots dat de blikken correct in de dozen worden geplaatst. LR Mate-robots behalen zeer hoge werksnelheden.


Hoffman Neopac vernieuwt verpakkingslijn voor grotere productiviteit

Als fabrikant van metalen en kunststof verpakkingen ('blikken en tubes') is een snelle levering aan de klant voor Hoffmann Neopac van cruciaal belang. Om deze betrouwbaarheid niet in gevaar te brengen, besloot het bedrijf de verpakkingsmachines om te bouwen. De besturing en robots werden vervangen. De mechanische elementen die in goede staat waren, werden intact gelaten. Het voordeel hiervan ligt in het herstellen van de hoge systeembetrouwbaarheid en -beschikbaarheid.


Ontwerpers hebben een paar echte juweeltjes gemaakt toen blikken in de mode raakten. Veel blikken van vroeger zijn nu waardevolle collector's items geworden. Veel hiervan zijn afkomstig uit de Zwitserse stad Thun en zijn geproduceerd door Hoffmann. Dit familiebedrijf dat nu door de vijfde generatie wordt geleid, werkt al meer dan 110 jaar met blik als verpakkingsmateriaal. Nu meer dan ooit staat Hoffmann Neopac voor blikken met een ontwerp van hoge kwaliteit en individuele decoratie van blikken.
Met een eigen R&D-afdeling, productie en drukkerij maakt het bedrijf basisproducten voor klanten overal ter wereld, maar op zo'n individuele manier dat veel blikken nog steeds worden gezien als collector's items. En hoe traditioneel een 'blikken product' dan ook mag zijn: jaar na jaar zijn er innovatieve ideeën die altijd prijzen opleveren, zoals de 'Zwitserse ster' (voor Ricola-freshpackblik) en een zilveren medaille bij de onderscheidingen voor 'Blik van het jaar'. Als een blikken verpakking geen prijs wint, dan is het wel een kindveilige kunststof tube, die in 2013 een Zwitserse ster ontving. Innovatie uit traditie, zeg maar.
Elk blik wordt op min of meer dezelfde manier gemaakt. Van platte platen metaal worden onderdelen gestanst, gebogen of gevormd, geplaatst en uiteindelijk verpakt. Bij het stansen gebeurt er heel wat, maar bij de daaropvolgende fasen zijn geen zware mechanische processen betrokken. Daarom blijven ze jaren, of eerder decennia lang, draaien.
Het mechanisme van de transportinstallaties en robotcellen, na twintig jaar "nog maar net ingewerkt", was en is in een perfecte staat. De behuizing voldoet nog aan de specificaties. De gebruikte Scara-robots werden echter ouder en begonnen fouten te vertonen. Ze vielen te vaak uit en de reparatietechnici waren veel tijd kwijt om de oude robots aan de gang te houden. De automatiseringsspecialist van Robofact beloofde te helpen. Fabian Anderegg, divisiehoofd bij de systeemintegrator Robofact AG, Gossau: "Het systeem was praktisch niet meer gedocumenteerd." Jarenlang had niemand wijzigingen bijgehouden. Dit is ongehoord voor moderne onderhouds- en reparatiepraktijken. Bij Robofact werd een CAD-model van het systeem gemaakt. Ze documenteerden de mechanische, pneumatische en elektrische installaties in feite alsof het om een nieuw systeem ging. Anderegg: "Met de ombouw ontving Hoffmann Retropak een complete installatiedocumentatie." Beat Lehnherr, hoofd service en onderhoud bij Hoffmann Neopac, vindt dat het doel van het ombouwen is behaald: "We kennen het systeem nu weer van binnen en buiten." In financiële termen is deze kennis minder belangrijk voor de dagelijkse productie dan voor onderhoud, service, evenals voor verdere ontwikkeling.
Robofact moest eerst alle speciale functies aan het begin van het project documenteren en het installatiemodel voorbereiden. Het ontwerp en de revisie op locatie zijn uiteraard in nauwe samenwerking met reparatietechnici van Hoffmann verlopen. Anderegg: "We hebben de software volledig intern getest en zo het hele proces gesimuleerd." De zorgvuldige inventarisatie en het goed ontworpen concept vereisten weinig aanpassing, volgens de systeemtechnicus. Het door Robofact gemaakte programma hoefde alleen in de systeemcontroller te worden geladen. De fine-tuning op locatie werd gezamenlijk uitgevoerd en nam ook weinig tijd in beslag, dankzij de goede voorbereiding.
Met de installatie van een nieuwe besturing, installeerde Robofact ook een nieuwe gebruikersinterface. Uiteindelijk noemt Lehnherr twee hoofdcriteria: "De nieuwe gebruikersinterface is veel duidelijker ingedeeld en de productselectie verloopt gemakkelijker bij het wisselen van grootte." Beide factoren hebben gevolgen voor de productiviteit en de beschikbaarheid van het systeem. Operatorfouten zijn praktisch uitgesloten. Anderegg legt de procedure uit: "Alle 'recepten' zijn opgeslagen in de besturing en worden met één vinger op het aanraakscherm opgeroepen." De huidige gebruikersinterface is op de verschillende niveaus beveiligd met een wachtwoord. Alleen de toetsen die noodzakelijk zijn voor de bediening van het systeem zijn direct toegankelijk voor de operator. Op basis van ervaringen in de praktijk leidt het vereenvoudigde gebruik van de verschillende programma's en invoer direct tot een lager foutpercentage en dus tot hogere beschikbaarheid. In het verleden was het met het wisselen van grootte noodzakelijk om het robotprogramma te openen en andere parameters in te voeren. En als er vroeger een fout in het systeem optrad, werd de uitval alleen aangegeven met een rood lampje, nu worden fouten in gewone tekst aangegeven. De melding "Cilinder xy werkt niet" verkort de procedure voor probleemoplossing aanzienlijk. Bovendien hebben alle oppervlakken nu een uniform ontwerp, en dit geeft een beter overzicht.
De oude Scara-robots zijn vervangen door LR Mate 200iD-robots met een gearticuleerde arm. Er werd gekozen voor de 6-assige FANUC-robots vanwege hun grotere mate van vrijheid. Het bereik van 717 mm en de maximale payload van 7 kg waren echter niet de doorslaggevende factoren. Maar Lehnherr is er ook niet ontevreden over: "Meer flexibiliteit is altijd goed." Dit geldt tenslotte ook voor verpakkingsroutines. Iets dat alle verpakkingsspecialisten weten: De laatste rij is altijd het moeilijkste. Omdat sommige van de blikken flensranden hebben, past de laatste rij niet altijd voor elk ontwerp even goed in de doos. Daarom moet de robot mobiel zijn, omdat hij bij het plaatsen van de blikken in de doos deze misschien vanuit een hellende hoek moet benaderen. Het bedrijf heeft zich de moeite bespaard een cyclustijdanalyse van de FANUC-robot uit te voeren: "Hij is zo snel, dat hij elk interval met gemak kan bijhouden."

Afhankelijk van de grootte van de blikken en de verpakkingseenheden worden tussen de zes en negen blikken beschikbaar gemaakt voor de robot in de grijppositie. De LR Mate grijpt dan altijd een hele rij blikken. Als van grootte wordt gewisseld, wordt het juiste hulpstuk buiten de cel geplaatst. Het hulpstuk kan in slechts een paar stappen worden gewisseld.

Lijn 8 draait al

Een lijn waarvoor de ombouw pas onlangs is voltooid, is lijn 8. Thun heeft in totaal tien lijnen van dit type. De configuratie is min of meer identiek. Aan het begin van de lijn worden de afzonderlijke onderdelen van een blik gestanst en vervolgens gebogen, geplaatst en verpakt. Lijn 8 loopt bijvoorbeeld met 80 slagen per minuut. Deze uitvoer werd niet noodzakelijkerwijze verbeterd door de nieuwe robot. Je kunt de wetten van de fysica niet zomaar te slim af zijn met een ombouw. Beat Lehnherr: "Met de nieuwe robot is de betrouwbaarheid echter aanzienlijk verbeterd. En dat leidt uiteindelijk ook tot hogere aantallen." Hierbij werkt de robot het best op 60% van zijn maximale snelheid.
Er was ook een andere reden om de systeemconfiguratie intact te houden, zo legt Lehnherr uit: "Het gehele productie en -assemblageproces is opgesplitst, zodat de afzonderlijke stations beheersbaar zijn." De complexiteit van de afzonderlijke lijnen is een functie van het gehele proces.
Tijdens een rondgang langs het systeem werd mensen verteld: Draag beschermende kleding! Tenslotte wordt hier (ook) voeding verpakt. En om eventuele misverstanden te voorkomen, alle machines lopen op door de FDA goedgekeurde olie of vet. Een klassiek voorbeeld vormen de zogeheten driedelige blikken - een zeer beschrijvende naam voor het traditionele blik, bestaande uit een onderdeel, middendeel en deksel.

Gebruikte FANUC-producten