Roboty LR Mate rýchlo balia plechovky na konci výrobnej linky spoločnosti Hoffmann Neopac 

Úloha:
Zabezpečiť dovýbavu baliacich strojových zariadení na komplexnej baliacej linke tak, aby zahŕňali manipulačné roboty a neohrozovali spoľahlivosť alebo čas doručenia.

Riešenie:
Zariadenie Roboplan kompletne zmenilo celý výrobný závod tým, že staré roboty Scara na konci výrobnej linky nahradilo novými robotmi FANUC LR Mate 200iD. Tieto roboty sa ukázali ako ideálne na náročnú úlohu, ktorou je ukladanie plechoviek Hoffman do škatúľ. Z dôvodu lemovaných okrajov plechoviek museli byť roboty extrémne obratné.

Výsledok:
Tým, že kompaktné 6-osové roboty Fanuc LR Mate dokážu nakloniť plechovky, zaručujú ich správne uloženie do škatúľ. Roboty LR Mate dosahujú veľmi vysoké pracovné výkony.


Modernizáciou baliacej linky dosahuje spoločnosť Hoffmann Neopac vyššiu produktivitu

Pre spoločnosť Hoffmann Neopac, výrobcu kovových a plastových obalov (plechoviek a túb), je rýchle dodanie produktov zákazníkom samozrejmosťou. S cieľom neohroziť spoľahlivosť zaužívaného procesu sa spoločnosť rozhodla zmodernizovať svoje baliace zariadenia. Ovládacie prvky a roboty sa nahradili. Mechanické prvky, ktoré boli v dobrom stave, sa ponechali nezmenené. Tajomstvo úspechu spočíva v obnovení vysokej spoľahlivosti a použiteľnosti systému.


V čase, keď sa plechovky stali populárne, prišli návrhári so skutočnými skvostami. Plechovky, ktoré mali v minulosti čisto praktickú funkciu, sú dnes hodnotnými zberateľskými kúskami. Mnohé z nich majú svoj pôvod vo švajčiarskom meste Thun a vyrobila ich spoločnosť Hoffmann. Táto rodinná firma, ktorú vedie už piata generácia, sa odhodlane venuje výrobe obalov v podobe plechoviek už viac ako 110 rokov. Spoločnosť Hoffmann Neopac sa dnes snaží vyrábať plechovky s ešte kvalitnejším a krajším individuálnym dizajnom ako v minulosti.
Spoločnosť s vlastným R&D oddelením, výrobou a tlačiarňou vytvára komoditné produkty pre zákazníkov na celom svete, pričom využíva individuálny prístup, vďaka ktorému sa mnohé plechovky považujú za zberateľské kusy. Tradičné produkty, akými sú plechovky, prichádzajú rok po roku v inovatívnych dizajnoch a získavajú ceny ako Swiss Star (za čerstvé balenie Ricola) alebo striebornú medailu v súťaži „Plechovka roka“. Ak takéto ocenenie práve nezíska plechovka, tak potom plastová tuba vhodná aj pre deti, ktorá získala ocenenie Swiss Star z roku 2013. Dá sa povedať, že je to inovácia z tradície.
Každá plechovka je vyrobená viac-menej rovnakým spôsobom. Z plechov sa vyrežú diely, ktoré sa potom ohnú alebo vytvarujú, zmontujú a zabalia. Zatiaľ čo vyrezávanie dielov si vyžaduje náročné mechanické postupy, následné postupy sú pomerne jednoduché. Preto prebiehajú už roky, resp. desiatky rokov.
Mechanizmus dopravníka a robotickej bunky je aj po 20 rokoch prevádzky v dokonalom stave. Kryt stále zodpovedá technickým špecifikáciám. Roboty Scara však postupne starli a začali byť nevyrovnané. Prestoje boli čoraz častejšou záležitosťou a technici museli venovať veľa času tomu, aby tieto roboty naďalej fungovali. Špecialista na automatizáciu z Robofact prisľúbil pomoc. Fabian Anderegg, vedúci oddelenia systémového integrátora Robofact AG v Gossau: „Systém sa už prakticky nedokumentoval.“ Veľa rokov už nikto nesledoval modifikácie. V modernej údržbe a postupoch opráv je toto neslýchané. V spoločnosti Robofact sa vytvoril model systému s názvom CAD. Do tohto modelu sa dokumentovala mechanika, pneumatika a elektrické inštalácie, ako keby išlo o nový systém. Anderegg: „Vďaka modernizácii získala spoločnosť Hoffmann Retropak dokumentáciu celého závodu.“ Podľa Beata Lehnherra, vedúceho služieb a údržby v spoločnosti Hoffmann Neopac, boli ciele modernizácie dosiahnuté: „Teraz opäť dokonale poznáme svoj systém.“ Z finančného hľadiska toto poznanie nie je také dôležité na každodennú produkciu ako na údržbu, poskytovanie servisu a ďalší rozvoj.
Robofact potreboval zdokumentovať všetky špeciálne funkcie na začiatku projektu a pripraviť model závodu. Plánovanie a generálna prestavba priamo v závode vyústili v blízku spoluprácu s opravármi spoločnosti Hoffmann. Anderegg: „Softvér sme kompletne otestovali a simulovali sme celý proces.“ Starostlivý odber zásob a dobre navrhnutý koncept si vyžadovali malé prepracovania podľa inštrukcií systémového inžiniera. Program, ktorý vytvorila spoločnosť Robofact, stačilo načítať do riadiacej jednotky systému. Vďaka dobrej príprave sa jemné sústruženie vykonáva v závode jednotne a vyžaduje si kratší čas.
Spolu s inštaláciou nového riadenia spoločnosť Robofact nainštalovala aj nové používateľské rozhranie. Na koniec Lehnherr cituje dve hlavné kritériá: „Nové používateľské rozhranie má oveľa jasnejšie usporiadanie a výber produktov počas zmeny veľkosti je jednoduchší.“ Oba tieto faktory vplývajú na produktivitu a spoľahlivosť systému. Chyby operátorov sú prakticky vylúčené. Anderegg vysvetľuje postup: „V riadiacej jednotke sú uložené všetky postupy a vyvolávajú sa jednoducho ťuknutím prsta na dotykovú obrazovku.“ Súčasné používateľské rozhranie je chránené heslom na viacerých úrovniach. Operátori majú priamy prístup ku kľúčom, ktoré sú potrebné na prevádzku systému. Skúsenosti ukazujú, že jednoduchšie ovládanie rôznych programov a vstupov má za následok menší počet chýb, a teda vyššiu dostupnosť. Pri zmene formátu bolo predtým potrebné otvoriť si program robota a nastaviť jednotlivé parametre. Pokiaľ v starom systéme nastala chyba, prestoj označovalo červené svetlo. Teraz na chyby upozorňuje aj jednoduchý text. Správy ako „Valec xy sa nedá zapojiť“ ohromne skracujú proces odstraňovania problémov. Okrem toho všetky povrchy majú zjednotený dizajn, čo uľahčuje celkový prehľad.
Staré roboty Scara sa vymenili za roboty LR Mate 200iD s kĺbovými ramenami. Kvôli väčšiemu stupňu voľnosti sa uprednostnili 6-osové roboty FANUC. Rozhodujúcimi faktormi však nebol dosah 717 mm a maximálne užitočné zaťaženie 7 kg. Lehnherr sa však teší aj z toho: „Viac flexibility sa vždy zíde.“ Koniec koncov sa to týka aj činností balenia. Všetci špecialisti na balenie vedia: Posledný rad je vždy ten najproblematickejší. Niektoré plechovky majú lemované okraje a z toho dôvodu sa posledný rad plechoviek rôzneho dizajnu nie vždy zmestí do škatule. Na vyriešenie tohto problému je potrebné, aby roboty boli pri ukladaní plechoviek do škatúľ flexibilné a dokázali ich plniť aj pod sklonom. Spoločnosť vyriešila problém analýzy času cyklu robota FANUC: „Robot je taký rýchly, že dokáže splniť každý zadaný interval.“

V závislosti od veľkosti plechoviek a balených jednotiek dokáže robot naraz uchopiť šesť až deväť plechoviek. LR Mate potom zoberie celý rad plechoviek. Počas zmeny formátu sa mimo bunky vymení príslušný nástroj. Táto výmena pozostáva len z niekoľkých krokov.

Linka 8 je už v prevádzke

Na linke 8 nedávno prebehla kompletná prestavba. V meste Thun je dokopy desať takýchto liniek. Ich konfigurácia je viac-menej identická. Na začiatku linky sa jednotlivé diely plechoviek vyrežú, následne sa ohnú, zmontujú a zabalia. Linka 8 napríklad vykoná 80 ťahov za minútu. Tento výkon nie je nevyhnutne prínosom nového robota. Modernizácia nedokáže prekabátiť fyzikálne zákony. Beat Lehnherr: „Zapojením robota sa však spoľahlivosť významne zlepšila. V konečnom dôsledku to vedie k vyššej kvalite našich produktov.“ Pri tomto nastavení rýchlosť robota dosahuje 60 % z jeho maximálnej rýchlosti.
Ako Lehnherr vysvetľuje, na ponechanie konfigurácie systému bol ešte jeden dôvod: „Celý proces výroby a montáže je rozdelený do jednotlivých krokov, aby sa dal ľahšie spravovať.“ Zložitosť jednotlivých liniek je funkciou celého procesu.
Počas prehliadky systému sa hovorilo: Musíte nosiť ochranné odevy! Proces napokon zahŕňa aj balenie potravín. Aby sa predišlo akýmkoľvek nedorozumeniam, všetky stroje používajú oleje alebo mazivá so schválením FDA. Klasickým príkladom sú takzvané plechovky z troch dielov – s príznačný názov pre plechovky, ktoré sa skladajú zo spodného viečka, tela a horného viečka.

Použité produkty spoločnosti FANUC