Švýcarský výrobce potravinových přípravků Hero spoléhá při manipulaci a balení marmelád na roboty FANUC    

Zadání:
Vyvinout automatizovanou buňku pro sběr a balení podle speciálních požadavků. 

Řešení:
Nasazení tří šestiosých robotů FANUC vybavených zákaznickými úchopovými prvky v uzavřené buňce. Roboty neuvěřitelně rychle a přesně sbírají krabice s marmeládou z výrobní linky a stohují je na palety.

Výsledek:
Rychlý a spolehlivý systém, který pracuje bez přerušení, šetří čas a zvyšuje produktivitu.


Automatická paletizace při výrobě džemů a marmelád

Pracujeme na vaší dokonalé snídani

Luxusní švýcarské džemy a marmelády na čerstvém pečivu vám zajistí dobrý začátek dne. Ať už je to doma u snídaně, nebo jako součást sofistikovaného švédského stolu v hotelovém bufetu, nabízí potravinářská firma Hero AG ze švýcarského města Lenzburg svým zákazníkům denně čerstvé ovocné marmelády. Než se však džem v hliníkové plechovce nebo v malé skleničce dostane k zákazníkovi na stůl, je třeba provést několik logistických úkonů. Klíčovou roli v tomto dodavatelském řetězci hraje firma Robotec ze švýcarského Seonu, specializující se na automatizaci. Po naplnění je totiž nutno nádobky s džemem zabalit do krabic podle příslušného typu a krabice je třeba dále naskládat na palety k dalšímu transportu. V posledním kroku tohoto logistického procesu přicházejí do hry roboty značky FANUC se speciálně upravenou úchopovou technologií od firmy Robotec. Paletizační buňka instalovaná v závodě firmy Hero a šestiosý robot se speciální úchopovou technologií umožňují nepřetržitou paletizaci – celý systém je rychlý, spolehlivý a nedochází v něm k nehodám ani poruchám.

Zatímco v minulosti představovalo skládání krabic s džemy na palety únavnou práci pro pět zaměstnanců, nyní ho provádějí tři roboty FANUC M-710iC v rámci uzavřené buňky. Úchopové prvky neuvěřitelně rychle zdvihnou z montážní linky dvě krabice najednou, otočí se k paletě a krabice na ni s milimetrovou přesností položí podle naprogramovaného systému skládání. Deset krabic do každé vrstvy, kterých je maximálně 15. Jakmile jsou palety správně naloženy, vyšle robot signál obsluze. Obsluha buňku otevře, odveze naložené palety a pomocí paletového vozíku manuálně umístí na správné místo prázdnou euro paletu. Pomocí ručního ovladače nacházejícího se mimo buňku je poté vybrán program skládání pro konkrétní produkt. Jakmile obsluha opustí pracovní prostor, jsou uzavřeny přístupové dveře buňky, což operátor systému potvrdí na příručním ovladači, a systém je spuštěn. Podle informací o produktu a potřebného množství na paletě robot zdvihá krabice a podle vybraného schématu je skládá na paletu.

Lokální výzvy

Na první pohled to sice může působit jako jednoduchý a bezproblémový proces, stojí za tím však poměrně hodně práce při vývoji. Ačkoli firma Robotec paletizační buňku sestavila a vyzkoušela přímo v zákazníkově výrobním závodu, objevily se určité neočekávané obtíže a nové požadavky. Například bylo třeba kvůli stavu palet upravit paletizační vzorec a bylo nutno přepracovat příruční ovladač.

Použitá konstrukce neměla obsahovat vizuální inspekci prostřednictvím kamer umístěných na úchopových prvcích. Úchopové prvky z nerezové oceli tedy musely být navrženy tak, aby díky promyšlenému způsobu pohybu spolehlivě pracovaly a nebylo třeba je pro různé produkty měnit. „K tomuto účelu jsme zvolili lopatovitý tvar s integrovaným odsuvem, který na krabice po položení na paletu lehce tlačí, zatímco se lopata úchopového prvku stahuje zpět,“ vysvětlil Daniel Bärtschi, který měl ve firmě Robotec tento projekt na starosti. Kromě toho bylo třeba vzít v úvahu dvě základní koncepce – v manipulovaných krabicích mohou být těžké sklenice nebo hliníkové plechovky. „Rozdílnou hmotnost krabic bylo třeba vzít v úvahu při návrhu pohybů robotu, aby krabice při rychlém otáčení při pohybu z dopravníku na paletu nepadaly kvůli odstředivé síle,“ vysvětlil vývojář. Pracovní rychlost byla jednou z hlavních částí programu, kterou bylo třeba přímo na místě upravit. A co víc, bylo též třeba vzít v úvahu různé velikosti krabic podle toho, zda je výrobek naplněn do sklenic nebo hliníkových plechovek. Určitou obtíží bylo i chování krabic zabalených ve fólii na lopatě úchopového prvku. „Džem v obalech uložených v krabicích je během paletizace stále ještě teplý. Jeho teplo přechází do fólie, proto jsou krabice během uchopování a přesunu kluzké.“ To může způsobit, že nebudou na lopatě správně umístěny, což by znamenalo porušení paletizačního vzorce a nutnost paletu kvůli křivě umístěným krabicím vyskládat znovu. Specialisté z firmy Robotec se ovšem s těmito obtížemi vyrovnali k plné spokojenosti Rudolfa Rotha, výrobního vedoucího ve společnosti Hero, který na instalaci a uvádění buňky do provozu dohlížel: „Instalace probíhala v souladu s napjatým časovým plánem a technici z firmy Robotec uvedli paletizační buňku do provozu k naší plné spokojenosti.“ Díky výborné přípravě a zkouškám sestavené buňky ve výrobním závodu firmy Robotec v Seonu dokázal Bärtschi se svými kolegy na nepředvídané události cíleně reagovat.

„Zjednodušení ovládacího panelu bylo akcí, která nebyla v požadovaných specifikacích uvedena. Původně ovládací panel obsahoval tlačítka a v nabídce se obsluha pohybovala pomocí dotykové obrazovky,“ říká Bärtschi. Roth dodává: „Obsluhující personál naší paletizační buňky pochází z různých zemí a bylo to pro něj příliš komplikované. Od firmy Robotec jsme si tedy dosti narychlo vyžádali vytvoření upraveného řídicího panelu, který se omezuje na hlavní kroky výměny palety a neobsahuje žádná další tlačítka. Funguje to výborně a naši zaměstnanci už s tím nemají žádné problémy.“

Obsluha robotu nevolí žádné programy. Pomocí řídicího panelu může nastavit požadovaný počet vrstev a typ palety – euro paleta nebo menší. Poté volbu potvrdí a program spustí. Byl navíc zvolen intuitivní ovládací systém používající mezinárodně pochopitelné barevné kódování. Červená znamená „zastavit“, zelená naopak „spustit“.

„Tím nejnáročnějším úkolem často bývá to, co na první pohled vypadá velice jednoduše a také to jednoduše pracuje,“ říká Bärtschi. Pro tým firmy Robotec je to však denní chleba. Je dodavatelem řešení a jeho úkolem je vytvořit to, co zákazníci potřebují. A co víc: palety, které zařízení firmy Robotec ve výrobním závodě Hero naplnilo podle typu výrobku, jsou poté odvezeny k dodavateli dalších služeb, kde jsou rozbaleny a přeskládány v jiných kombinacích. I pro tyto manipulační úlohy úspěšně vyvinula a instalovala několik systémů firma Robotec.

Specialisté, kteří se věci umí chopit

Další vývoj příslušenství pro úchopové prvky je jedním z rozhodujících faktorů pokroku robotizační technologie. Požadavky v oblasti flexibility a přesnosti, lehčích materiálů a nových náročných aplikací neustále rostou a předkládají vývojářům stále nové výzvy. To je důvod, proč firma Robotec podrobně analyzuje každou zakázku, která se týká aplikace využívající technologii úchopového prvku. Celkově byly za posledních dvacet let vyvinuty stovky, ne-li tisíce, různých řešení určených pro všechna představitelná průmyslová odvětví.

Důvodem je neustále rostoucí konkurenční tlak nutící průmyslové firmy hledat úspornější alternativy k používaným výrobním postupům. Automatizační řešení využívající špičkových robotických technologií a technologií úchopového prvku jsou stále více používána v celém hodnotovém řetězci. Obecně platí, že velikost a tvar úchopového prvku robotu je určena tím, co přesně má zvedat. Existují úchopové prvky, které stohují, zdvihají, vybírají podle částí, svírají silou nebo používají jeden či více úchopových bodů. Některé pracují čistě mechanicky, jiné využívají vakuové technologie. Současný průmysl spotřebitelských produktů vytváří výrobky všech představitelných tvarů, materiálů a velikostí a úchopové prvky jsou tak stále složitější a tudíž i vyspělejší. „Výrobní cykly se stále zkracují,“ vysvětluje Bärtschi. „Proto dostáváme stále více poptávek po plně automatizovaných výrobních buňkách.“ Každá firma chce zvýšit produktivitu a zároveň snížit náklady. Cílem je udělat více za méně peněz. A právě toho se specialistům ze Seonu daří pro jejich zákazníky dosahovat.

Kompletní služby pro zákazníky

Společnost Robotec vyvíjí a vyrábí automatizační systémy všech druhů již od roku 1983. Cílové aplikace se pohybují od jednoduchých přemísťovacích řešení až po manipulaci s těžkými součástmi. V závislosti na požadované úloze lze jako robotické prvky použít šestiosé úchopové prvky různých velikostí. Dnes se firma soustředí na robotickou automatizaci – od vývojové fáze až po uvedení do provozu. Už čtyři roky nabízí možnost závěrečné výrobní inspekce hotových systémů ve výrobním závodu Robotec ještě předtím, než jsou stroje zprovozněny v prostorách zákazníka.

Robotická řešení firmy Robotec v potravinářství

Flexibilní robotická řešení stále více zvyšují produktivitu i v oboru výroby potravin. Výsledkem jsou rychlejší obměny produktů a kratší výrobní cykly. Kromě paletizace patří mezi nejdůležitější úlohy vykonávané roboty se zakázkovými úchopovými prvky sběr a balení. Nabídka robotických řešení firmy Robotec pro potravinářský průmysl zahrnuje celou řadu systémů od uzavřených paletizačních buněk až po zařízení na třídění a umísťování produktů podle zadané šablony, což byl i případ obalů s džemy ve společnosti Hero.

Použité produkty FANUC