Spoločnosť Hero, švajčiarsky výrobca potravinárskych produktov, sa pri spracovaní a balení džemov opiera o technológiu robotov FANUC    

Úloha:
Vytvoriť automatizovaný nástroj na naberanie a balenie, ktorý možno prispôsobiť špecifickým požiadavkám. 

Riešenie:
Použiť tri 6-osové roboty spoločnosti FANUC s namontovanými prispôsobenými chápadlami na odoberanie škatúľ s džemom z výrobnej linky a ich ukladanie na palety s obrovskou rýchlosťou a presnosťou.

Výsledok:
Rýchly a spoľahlivý systém, ktorý funguje nepretržite, šetrí čas a zvyšuje produktivitu.


Automatizované ukladanie na palety vo výrobe džemov a zaváranín

Pre dokonale chutné raňajky

Lahodné švajčiarske džemy a zaváraniny na čerstvom pečive zaručia dobrý začiatok dňa. Či už ide o stôl s raňajkami v domácnosti, alebo sofistikovaný raňajkový bufet v hoteli – výrobca potravín Hero AG vo švajčiarskom meste Lenzburg zásobuje každý deň svojich zákazníkov čerstvými ovocnými zaváraninami. Skôr ako pristane džem na stole zákazníka v hliníkovej konzerve alebo malom poháriku pripravený na zjedenie, musí podstúpiť niekoľko logistických procesov. Kľúčovú úlohu v tomto dodávateľsko-odberateľskom reťazci zohráva firma Robotec so sídlom vo švajčiarskom meste Seon, ktorá je odborníkom na automatizáciu. Pretože po naplnení je nutné nádoby s džemom najskôr zabaliť podľa druhu do škatúľ a tie sa musia uložiť na palety na ďalšiu prepravu. Pri poslednom úkone tohto logistického procesu preukazujú svoju zručnosť roboty značky FANUC so špeciálne prispôsobenou technológiou uchopenia. Paletizačná jednotka nainštalovaná v závode firmy Hero a šesťosový robot so špeciálnou technológiou uchopenia umožňujú paletizáciu aktívnu 24 hodín denne – systém je rýchly, spoľahlivý a zabezpečený proti nehodám a poruchám.

Tam, kde predtým muselo päť zamestnancov prácne ukladať zabalené škatule s džemom, pracujú teraz tri roboty FANUC M-710iC v uzatvorenej jednotke. Chápadlá neuveriteľnou rýchlosťou uchopia z podávacej linky dve škatule naraz, otočia sa smerom k palete a položia škatule s milimetrovou presnosťou na paletu presne podľa naprogramovanej schémy ukladania. Desať škatúľ v jednej vrstve, v maximálne 15 vrstvách. Ihneď po naložení paliet podľa zadaných pokynov odošle robot signál operátorovi. Operátor otvorí jednotku, vyvezie pomocou paletového vozíka palety a ručne vloží prázdnu europaletu do pre ňu vyhradenej polohy. Pomocou ručného ovládacieho zariadenia umiestneného mimo jednotky sa zvolí schéma ukladania určená pre daný výrobok. Po opustení pracovnej oblasti nasleduje uzatvorenie prístupových dverí do jednotky, ktoré potvrdí operátor systému na ručnom ovládacom zariadení, a systém sa následne spustí. Na základe údajov o danom produkte a výške stohovania robot uchopí škatule a uloží ich na paletu v súlade so zvolenou schémou ukladania.

Miestne výzvy

Na prvý pohľad sa môže zdať celý proces jednoduchý a plynulý, no jeho vývoj bol veľmi náročný. Hoci bola paletizačná jednotka nainštalovaná a otestovaná firmou Robotec v závode zákazníka, objavilo sa niekoľko nepredvídaných komplikácií a nových požiadaviek. Bolo napríklad nutné upraviť paletizačnú schému vzhľadom na stav paliet a ručné ovládacie zariadenie sa muselo prerobiť.

Pretože dizajn nezahŕňal vizuálnu kontrolu kamerovou technológiou na chápadlách, chápadlá z nehrdzavejúcej ocele museli byť navrhnuté tak, aby pracovali spoľahlivo prostredníctvom dômyselného spôsobu pohybu a aby pritom nebolo potrebné konvertovať vybavenie chápadiel pri zmenách vo výrobe. „Na tento účel sme sa rozhodli použiť lopatkovitý tvar s integrovaným posúvačom, ktorý škatuľu pri pokladaní na paletu jemne pritlačí, zatiaľ čo sa lopatka chápadla stiahne späť“, vysvetľuje Daniel Bärtschi, zástupca firmy Robotec zodpovedný za tento projekt. Navyše bolo potrebné zohľadniť dva základné koncepty – jeden pre ťažké sklo a jeden pre hliníkové nádoby. „Do pohybov robota museli byť započítané aj rozdielne hmotnosti škatúľ, aby škatule nespadli pôsobením odstredivej sily rýchleho otáčavého pohybu pri ich presúvaní z dopravníka na paletu“, bližšie vysvetľuje vývojový inžinier. Pracovná rýchlosť bola jednou z najdôležitejších programovacích úloh, ktorú sme museli znova upraviť priamo v závode. Navyše sa museli zohľadniť aj rôzne veľkosti škatúľ v závislosti od tohto, či bol výrobok naplnený v sklenených pohároch, alebo v hliníkových nádobkách. Jednou z výziev bol tiež vplyv škatúľ obalených vo fólii na lopatku chápadla. „Džem v baliacich jednotkách uložených v škatuliach bol pri presunutí do paletizačnej jednotky ešte stále teplý. Teplota sa prenášala na fóliu a v dôsledku toho zostal povrch škatule počas procesu uchopenia a prepravy šmykľavý.“ To môže viesť k nesprávnemu dosadnutiu škatule na lopatku, čím sa naruší paletizačná schéma a paleta sa musí znova zabaliť, pretože niektoré škatule sa na paletu uložia nakrivo. Odborníci z firmy Robotec si poradili s týmito náročnými úlohami k úplnej spokojnosti Rudolfa Rotha, výrobného riaditeľa spoločnosti Hero, ktorý dozeral na inštaláciu a uvedenie do prevádzky: „Inštalácia prebiehala v súlade so striktným časovým harmonogramom a s uvedením paletizačnej jednotky do prevádzky technikmi spoločnosti Robotec sme boli spokojní.“ Vďaka vynikajúcim predprípravným prácam a testom celej jednotky v závode firmy Robotec v meste Seon dokázali Bärtschi a jeho kolegovia reagovať na nepredvídané udalosti pohotovým spôsobom.

„Inštalácia, ktorá nebola naplánovaná v požadovaných špecifikáciách, bolo zjednodušenie ovládacieho panela. Pôvodne boli na ovládacom paneli zabudované tlačidlá a operátor mohol prechádzať cez ponuku prostredníctvom dotykovej obrazovky“, hovorí Bärtschi. Roth dodáva: „Našim medzinárodným operátorom paletizačnej jednotky sa to zdalo príliš komplikované, takže musela firma Robotec vo veľmi krátkom čase vyvinúť upravený ovládací panel, ktorý obsahoval iba tlačidlovú sekvenciu „Výmena palety“ a žiadne iné tlačidlá. Toto fungovalo bezchybne a naši zamestnanci s tým nemali žiadne problémy.“

Operátor nevyberá na robote žiadny program. Prostredníctvom ovládacieho panela môže vybrať požadovaný počet vrstiev, ako aj typ palety – europaleta alebo menšia paleta. Potvrdí výber a spustí program. Navyše bola v zariadení použitá intuitívna ovládacia schéma využívajúca medzinárodne zrozumiteľné farebné kódy. Červená znamená „Zastaviť“, zelená „Spustiť“.

„To, čo často vyzerá a funguje úplne jednoducho, býva často tou najnáročnejšou úlohou“, hovorí Bärtschi. No pracovníci firmy Robotec sa s takýmito úlohami stretávajú každý deň, pretože sú poskytovateľmi riešení a ich úlohou je implementovať potreby zákazníkov. Navyše: Palety zabalené strojmi Robotec podľa daného typu v závode firmy Hero sa prevezú k ďalšiemu poskytovateľovi služieb, rozbalia a znova nakombinujú. Firma Robotec úspešne vyvinula a nainštalovala niekoľko systémov aj pre takého úlohy triedenia a ukladania.

Odborníci vo svojom odbore

Neustály vývoj chápadlových nástavcov je jedným z rozhodujúcich kľúčových faktorov na dosiahnutie vyspelej robotickej technológie. Neustále sa zvyšujúce nároky v oblasti flexibility a presnosti, ľahších materiálov, ako aj nových a náročnejších oblastí aplikácie kladú pred vývojových inžinierov nové neľahké výzvy. Práve preto spoločnosť Robotec v každom prípade presne analyzuje, ktorá technológia chápadiel je potrebná pre požadovanú aplikáciu. Vo všeobecnosti boli za posledných dvadsať rokov vyvinuté stovky, ak nie tisíce rôznych riešení pre všetky možné odvetvia priemyslu.

Stimulom pre tento vývoj je neustále narastajúci tlak konkurencie, ktorý núti priemyselné spoločnosti hľadať cenovo úspornejšie alternatívy pre svoje výrobné procesy. Riešenia automatizácie, ktoré využívajú najmodernejšie technológie v oblasti robotov a chápadiel, sa čoraz častejšie presadzujú v rámci výrobné reťazca s pridanou hodnotou. Vo všeobecnosti platí, že veľkosť chápadla na robote je určená predmetmi, ktoré má za úlohu uchopiť. Sú dostupné chápadlá určené na ukladanie na seba, uchopenie, vyberanie podľa určitej časti, uchopenie s vhodným prispôsobením sily, ako aj chápadlá s jedným alebo viacerými bodmi uchopenia. Niektoré využívajú čisto mechanickú silu, iné používajú aj vákuovú technológiu. V dobe, keď priemysel spotrebiteľských výrobkov neustále zvyšuje vývoj produktov všetkých možných tvarov, materiálov a veľkostí, zvyšuje sa aj komplexnosť a vyspelosť používaných chápadiel. „Výrobné cykly sa neustále skracujú“, vysvetľuje Bärtschi. „Práve preto dostávame čoraz viac požiadaviek na vytvorenie plne automatických výrobných jednotiek.“ Všetky firmy chcú zvýšiť svoju produktivitu a zároveň znížiť náklady. Hlavným mottom je vyrobiť viac za menej peňazí. Presne to robia odborníci z mesta Seon pre svojich zákazníkov.

Kompletné služby pre zákazníkov

Už od roku 1983 vyvíja a vyrába spoločnosť Robotec automatizačné systémy všetkých druhov. Sortiment aplikácií siaha od základných riešení na vyzdvihnutie a umiestnenie až po manipuláciu s ťažkými dielmi. Pretože v závislosti od požadovanej úlohy je možné ako robotické prvky použiť rôzne veľkosti šesťosových chápadiel. V súčasnosti sa firma zameriava na automatizáciu s využitím robotov – od fázy konceptu až po uvedenie do prevádzky. Už štyri roky môže firma Robotec vykonávať finálne výrobné kontroly skompletizovaných systémov priamo vo svojej továrni ešte pred ich uvedením do prevádzky v závode zákazníka.

Robotické riešenia od firmy Robotec v potravinárstve

Čoraz častejšie zvyšujú flexibilné robotické riešenia produktivitu v potravinárskom odvetví. Dosahujú sa tým rýchlejšie zmeny produktov a kratšie výrobné cykly. Okrem paletizácie patria medzi najdôležitejšie pracovné úkony, pri ktorých sa využívajú roboty s prispôsobenými chápadlami, práve naberanie a balenie. V tejto oblasti pokrývajú robotické riešenia od firmy Robotec pre potravinársky priemysel celú škálu úloh, od uzatvorených paletizačných jednotiek až po triedenie a vzorcové ukladanie výrobkov, ako sú balenia džemov od výrobcu Hero.

Použité produkty spoločnosti FANUC