Roboty LR Mate balí plechovky na konci výrobní linky Hoffmann Neopac 

Zadání:
Adaptace technologie složité balicí linky manipulačními roboty bez ohrožení spolehlivosti nebo rychlosti dodávek.

Řešení:
Firma Roboplan přepracovala návrh celého výrobního závodu, přičemž nahradila původní roboty Scara modelem FANUC LR Mate 200iD. Tyto roboty se ukázaly jako ideální volba pro komplikované ukládání plechovek vyráběných firmou Hoffman do krabic – příruby na okrajích plechovek totiž po robotech vyžadují mimořádnou obratnost.

Výsledek:
Díky možnosti naklápění zaručují šestiosé kompaktní roboty FANUC LR Mate ukládání plechovek do krabic ve správné poloze. Roboty LR Mate navíc dosahují velmi vysokých provozních rychlostí.


Společnost Hoffman Neopac vylepšuje balicí linku a zvyšuje její produktivitu

Pro firmu Hoffmann Neopac, výrobce kovových a plastových obalů (tedy „plechovek a tub“), jsou rychlé dodávky zákazníkům nezbytností. Aby spolehlivé dodržování tohoto pravidla neohrozila, rozhodla se modernizovat balicí stroje. Byly vyměněny řídicí jednotky a roboty. Ty mechanické prvky, které byly v dobrém stavu, byly ponechány. Výhoda spočívala v obnově vysoké spolehlivosti a míry dostupnosti systému.


Když přišly plechovky do módy, vytvořili jejich návrháři i skutečné skvosty. Zatímco dříve měl pocínovaný plech nádech staromódnosti, dnes jde o cenné sběratelské předměty. Mnohé z nich přitom pocházejí ze švýcarského města Thun a vyrobila je firma Hoffmann. Tato již pátou generací vlastněná rodinná firma se více než 110 let s vášní věnuje obalovým plechovkám. A dnes více než kdy předtím je Hoffmann Neopac synonymem plechovek s vysoce kvalitním designem a individuálními dekoracemi.
Ve svém oddělení výzkumu a vývoje, výrobním závodě a tiskárně tato firma vyrábí produkty pro zákazníky z celého světa. Výroba přesto probíhá tak individuálně, že je mnoho plechovek dosud považováno za sběratelské předměty. Ale ať jsou „plechovky“ sebevíce tradiční, přesto se každý rok objevují inovativní nápady, které získávají různá ocenění – například „Švýcarskou hvězdu“ (za plechovku na čerstvé balení Ricola) nebo stříbrnou medaili v soutěži o „Plechovku roku“. A pokud cenu zrovna nezíská plechovka, zaskočí za ni plastová kanylová tuba se zabezpečením před dětmi, která se stala Švýcarskou hvězdou roku 2013. Dalo by se to nazvat inovací vzešlou z tradic.
Všechny plechovky vznikají více méně stejně. Z plechu jsou vyraženy jejich části, jsou naohýbány nebo vytvarovány, poté je plechovka složena a nakonec zabalena. Ačkoliv vyrážení dílů z plechu je poměrně složitý proces, následné fáze použití těžkých strojů nevyžadují. Proto celé roky – či spíše desetiletí – fungují.
Mechanismus dopravníků a robotických buněk se po dvaceti letech „sotva zaběhl“ a stále je v dokonalém stavu. Uložení stále splňuje požadované parametry. Instalované roboty Scara však stárly a přestávaly se chovat spolehlivě. Prostoje již byly příliš časté a servisní pracovníci museli trávit hodně času udržováním starých robotů v provozu. Specialisté na automatizaci z firmy Robofact slíbili pomoc. Fabian Anderegg, vedoucí divize v integrátorské firmě Robofact AG z Gossau, k tomu říká: „K systému už v podstatě neexistovala dokumentace.“ Po dlouhé roky nikdo nezaznamenával provedené úpravy. To je u moderních metod údržby a servisu neslýchané. Ve firmě Robofact vytvořili model systému v programu CAD a zdokumentovali mechanickou, pneumatickou a elektrickou část v podstatě jako kdyby šlo o nový systém. Anderegg: „Spolu s modernizací firma Hoffmann Retropak obdržela kompletní dokumentaci zařízení.“ Beat Lehnherr, vedoucí servisu a údržby ve firmě Hoffmann Neopac, je přesvědčen, že cílů modernizace se podařilo dosáhnout: „Nyní celý systém podrobně známe.“ Z finančního hlediska tato znalost není ani tak důležitá pro každodenní výrobu jako pro údržbu, servis a budoucí rozvoj.
Firma Robofact musela na počátku projektu nejprve zdokumentovat všechny speciální prvky a vytvořit model systému. Poté následoval návrh a rekonstrukce, vše v těsné spolupráci se servisními techniky firmy Hoffmann. Anderegg: „Software jsme v našich prostorách kompletně vyzkoušeli a provedli tím simulaci celého procesu.“ Díky pečlivému převzetí inventáře a dobře navržené koncepci nebylo třeba příliš změn, tvrdí konstruktér systému. Program vytvořený firmou Robofact stačilo jen nahrát do řídicí jednotky systému. Vyladění na místě instalace provedli pracovníci obou firem společně a díky kvalitní přípravě netrvalo dlouho.
Spolu s novou řídicí jednotkou firma Robofact nainstalovala i nové uživatelské rozhraní. Lehnherr uvádí dvě hlavní kritéria: „Nové uživatelské rozhraní je mnohem přehledněji uspořádané a výběr výrobku při změně velikosti je jednodušší.“ Oba faktory ovlivňují produktivitu a míru pohotovosti systému. Téměř to vyloučilo chyby obsluhy. Anderegg vysvětluje použitý postup: „Všechna ‚pravidla‘ jsou uložena v řídicí jednotce a k jejich vyvolání stačí dotyk na dotykové obrazovce.“ Nové uživatelské rozhraní je navíc chráněno heslem, a to na několika úrovních. Obsluhujícímu personálu jsou přímo přístupné pouze klávesy potřebné k obsluze systému. Podle praktických zkušeností došlo díky jednoduššímu používání různých programů a zadávání vstupů k poklesu výskytu chyb a tedy i ke zvýšení míry pohotovosti. Dříve bylo při změně formátu potřeba přejít do programu robotu a zadat jednotlivé parametry. A zatímco v minulosti se při výskytu chyby v systému pouze rozsvítilo červené světlo označující výpadek, nyní jsou chyby uvedeny slovně. Zpráva „Válec xy mimo provoz“ velmi urychluje nalezení problému. Všechny povrchy navíc nyní mají jednotný vzhled, což zlepšuje přehlednost.
Staré roboty Scara nahradily roboty LR Mate 200iD s článkovanými rameny. Tyto šestiosé roboty značky FANUC dostaly přednost díky přídavným stupňům volnosti. Jejich dosah 717 mm a maximální užitečné zatížení 7 kg sice nebyly rozhodující, Lehnherrovi nicméně vyhovují: „Větší flexibilita se vždycky hodí.“ To koneckonců platí i u balicích postupů. Jak vědí všichni odborníci na obalové techniky, poslední řada je vždy nejobtížnější. Protože některé plechovky mají na okrajích příruby, poslední řada se nemusí u každého typu stejně dobře vejít do krabice. Proto musí být robot mobilní. Při vkládání plechovek do krabice totiž může být potřeba přiblížit se k ní šikmo. Firma navíc nemusí analyzovat doby cyklu robotu FANUC: „Je tak rychlý, že se snadno vejde do jakéhokoli intervalu.“

Podle velikosti plechovek a obalů je možno k uchopení robotem připravit šest až devět plechovek. Poté LR Mate vždy uchopí celou řadu plechovek. Při změně formátu je mimo buňku přenastaveno příslušenství. Probíhá to jen v několika málo krocích.

Linka 8 je již v provozu

Tato modernizace byla v nedávné době provedena na lince 8. Celkově je v Thunu deset linek tohoto typu. Jejich konfigurace je v podstatě stejná. Na začátku linky jsou vyraženy jednotlivé části plechovky, poté jsou naohýbány, plechovka je složena a zabalena. Například linka 8 pracuje rychlostí 80 cyklů za minutu. Tuto kapacitu nový robot ne vždy dokáže zvýšit. Fyzikální zákony zkrátka jakoukoli modernizací neobelstíte. Beat Lehnherr: „Nový robot však výrazně zlepšil spolehlivost. To následně vede k větším vyrobeným množstvím.“ Robot zde pracuje nejvýše na 60 % své maximální rychlosti.
K zachování původní konfigurace systému byl podle Lehnherra i další důvod: „Celý postup výroby a montáže je rozdělen tak, aby byly jednotlivé fáze zvládnutelné.“ Složitost jednotlivých linek je závislá na celém procesu.
Při prohlídce systému bylo přítomným sděleno, aby si oblékli ochranné oděvy. Jde koneckonců o balení potravin. A pro jistotu připomínáme, že všechny stroje používají olej či mazivo s certifikátem FDA. Klasickým příkladem jsou takzvané trojdílné plechovky – to je velmi výmluvný název pro tradiční plechovku složenou z těla a spodního a horního víčka.

Použité produkty FANUC