Geautomatiseerd palletiseren in de productie van jams en conserven
Voor het ultieme ontbijtplezier
Heerlijke Zwitserse jam en confituur op verse broodjes om de dag goed mee te starten. Of het nu de ontbijttafel thuis is of een verfijnd hotelbuffet, de voedselfabrikant Hero AG in het Zwitserse plaatsje Lenzburg voorziet zijn klanten dagelijks van verse fruitconserven. Er zijn verschillende logistieke prestaties voor nodig voordat de jam op tafel bij de klant staat, gereed om te worden geconsumeerd in een aluminium kuipje of een potje. Robotec, automatiseringspecialist in het Zwitserse plaatsje Seon, speelt een sleutelrol in deze leveringsketen. Omdat na het vullen de eenheden met jam eerst op type moeten worden verpakt in dozen die voor verder transport moeten worden gestapeld op pallets. Voor de laatste stap van dit logistieke proces worden de FANUC-robots met speciaal aangepaste grijptechnologie van Robotec ingezet. Een palletiseringscel bij Hero voert samen met een 6-assige robot met speciale grijptechnologie 24 uur per dag palletiseertaken uit met een snel, betrouwbaar en ongevals- en storingsvrij systeem.
Terwijl er vijf werknemers nodig waren voor het eentonige inpakwerk van dozen met jam, doen tegenwoordig drie FANUC M-710iC-robots het werk in een gesloten cel. Met een ongelooflijke snelheid pakken de grijpers twee dozen tegelijk op van de assemblagelijn, draaien naar de pallet toe en zetten de dozen met millimeterprecisie op de pallet neer volgens het geprogrammeerde stapelschema. Tien dozen per laag, met een maximum van 15 lagen. Zodra de pallets zijn geladen volgens de specificatie, stuurt de robot een signaal naar de operator. De operator opent de cel, verwijdert de geladen pallets en plaatst met behulp van een pallettruck handmatig een lege europallet op de palletpositie. Met het handmatig bediende apparaat buiten de cel wordt het productspecifieke stapelschema geselecteerd. Nadat de pallet het werkgebied heeft verlaten, worden de toegangsdeuren van de cel gesloten, waarna de systeemoperator dit bevestigt met het handmatige bedieningsapparaat. Vervolgens wordt het systeem gestart. Op basis van de informatie over het product en de stapelgrootte worden de dozen door de robot gepakt en op de pallet gestapeld volgens het geselecteerde stapelschema.
Lokale uitdagingen
Aan dit ogenschijnlijk eenvoudige en soepele proces gaat vrij veel ontwikkelingsinzet vooraf. Hoewel de palletiseercel door Robotec in de fabriek van de klant werd opgezet en getest, stuitte men toch op onvoorziene uitdagingen en nieuwe vereisten. Zo moest het palletiseerpatroon worden aangepast vanwege de conditie van de pallets, en het handmatige bedieningsapparaat moest opnieuw worden ontworpen.
Omdat er geen visuele inspectie door cameratechnologie op de grijpers zit, moesten de roestvrijstalen grijpers zo worden ontworpen dat ze betrouwbaar genoeg konden werken met een slimme bewegingstechniek en dat er geen ombouw van de grijperapparatuur nodig zou zijn bij productiewijzigingen. "Hiertoe kozen we voor een schoepvorm met een geïntegreerde schuiver, die lichtjes tegen de dozen duwt als deze op de pallet worden gezet, terwijl de grijperschoep wordt ingetrokken", aldus Daniel Bärtschi, degene bij Robotec die verantwoordelijk is voor dit project. Bovendien moest rekening worden gehouden met twee basisconcepten: een voor zware glas en een voor aluminium. "De verschillende doosgewichten moeten worden vertaald naar de bewegingen van de robot, zodat de dozen niet vallen door de centrifugaalkracht van de snelle draaibeweging van de transportband naar de pallet", vervolgt de ontwikkelingstechnicus. De werksnelheid was een van de belangrijkste programmeertaken die ter plekke moest worden bijgesteld. Bovendien moest men met de verschillende doosafmetingen rekening houden, die afhangen van wat met het product werd gevuld: glazen potjes of aluminium kuipjes. Een andere uitdaging was ook het gedrag van de in folie verpakte dozen op de grijperschep. "De jam in de verpakkingseenheden in de dozen is nog warm wanneer die bij de palletiseeropstelling aankomt. De temperatuur wordt overgebracht op de folie en als gevolg hiervan wordt de doos glibberig tijdens het grijp- en transportproces." Dit kan ertoe leiden dat de dozen niet goed op de schoep worden geplaatst, wat betekent dat het palletiseerpatroon niet meer klopt, en dat de pallet opnieuw moet worden geladen doordat de dozen er schuin op zijn gestapeld. De specialisten van Robotec losten deze uitdagingen op en Rudolf Roth, hoofd van de afdeling Productie bij Hero en projectleider voor de installatie en inbedrijfstelling, is tevreden: "Het installeren verliep volgens een strak tijdschema en de technici van Robotec voerden de inbedrijfstelling van de palletiseeropstelling naar onze tevredenheid uit." Dankzij het uitstekende voorbereidende werk en de tests van de voltooide opstelling in de fabriek van Robotec in Seon konden Bärtschi en zijn collega's doelgericht reageren op de onvoorziene gebeurtenissen.
"Een installatie die niet gepland stond in de gespecificeerde eisen was de vereenvoudiging van het bedieningspaneel. Aanvankelijk waren er nog knoppen geïntegreerd in het bedieningspaneel en kon de operator via het aanraakscherm door een menu navigeren", zegt Bärtschi. Roth voegt eraan toe: "Onze internationale operators van de palletiseeropstelling vonden dit te ingewikkeld, zodat Robotec op zeer korte termijn werd gevraagd om een aangepast bedieningspaneel te ontwikkelen dat zich beperkte tot de belangrijkste stappen in "Pallet-wisseling" en zonder extra knoppen. Dit werkt uitstekend, en onze werknemers hebben er nu geen moeite meer mee."
De operator selecteert geen programma op de robot. Via het bedieningspaneel kan de operator het gewenste aantal lagen en het type pallet selecteren: europallet of kleiner. Vervolgens bevestigt hij dit en start het programma. Daarnaast is het intuïtieve regelschema gekozen, met behulp van de internationaal begrepen kleurcodes. Rood betekent "Stop", groen staat voor "Start".
"Een oplossing die er eenvoudig uitziet en ook zo werkt, is veelal de grootste uitdaging", zegt Bärtschi. Maar voor het Robotec-team is het dagelijkse kost om oplossingen te leveren en de eisen van de klant te implementeren. In aanvulling daarop: De verschillende pallettypes die door Robotec bij Hero worden verpakt, worden daarna naar een andere serviceprovider gebracht, waar ze worden uitgepakt en opnieuw samengesteld. Ook voor deze pick-and-place-taken kon Robotec verschillende systemen ontwikkelen en installeren.
Specialisten met een stevige greep
De verdere ontwikkeling van de grijperbevestigingen is een van de cruciale factoren voor verbeteringen op het gebied van robottechnologie. Constant toenemende vereisten voor wat betreft flexibiliteit en precisie, lichtere materialen en nieuwe, veeleisende toepassingsgebieden stellen de ontwikkelingstechnici steeds weer voor nieuwe uitdagingen. Daarom analyseert Robotec bij elke bestelling welke grijpertechnologie vereist is voor de gevraagde toepassing. Over het algemeen zijn er de laatste twintig jaar honderden, zo niet duizenden, verschillende oplossingen ontwikkeld voor alle denkbare bedrijfstakken.
Dit wordt gedreven door de steeds toenemende concurrentiedruk, waardoor industriële bedrijven kostenbesparende alternatieven moeten zien te vinden voor hun productieprocessen. Automatiseringsoplossingen, waarbij de allernieuwste robot- en grijpertechnologie wordt gebruikt, worden steeds vaker gebruikt binnen de waardetoevoegingsketen. Over het algemeen geldt dat de omvang en vorm van een robotgrijper wordt bepaald door wat er moet worden opgepakt. Er zijn grijpers die per onderdeel stapelen, grijpen en oppakken, grijpen met een passende klemkracht en gebruikmaken van één of meerdere aangrijppunten. Sommige werken louter mechanisch, andere maken gebruik van vacuümtechnologie. In een tijd waarin de bedrijfstak voor consumentenproducten steeds meer producten ontwikkelt in allerlei denkbare vormen, materialen en grootten, worden de grijpers steeds complexer en ook steeds geavanceerder. "De productcycli worden steeds korter", verklaart Bärtschi. "Daarom is er ook steeds meer vraag naar geheel geautomatiseerde productiecellen." Alle bedrijven willen hun productiviteit opschroeven en tegelijkertijd de kosten verminderen. Het draait allemaal om meer doen met minder. Dat is wat de specialisten van Seon konden realiseren voor hun klanten.
Volledige service voor de klant
Sinds 1983 ontwikkelt en bouwt Robotec allerlei soorten automatiseringssystemen. De toepassingen variëren van basisoplossingen voor pick & place tot aan het verwerken van zware onderdelen. Afhankelijk van de vereiste taak kunnen er 6-assige grijpers van verschillende afmetingen worden ingezet als robotelementen. Tegenwoordig richt het bedrijf zich vooral op automatisering met robotondersteuning, vanaf de conceptfase tot aan de inbedrijfstelling. Het is nu al vier jaar mogelijk om de uiteindelijke productie-inspecties van complete systemen uit te voeren in de fabriek van Robotec, voordat de machines in bedrijf worden gesteld op de vestiging van de klant.
Robotec-robotoplossingen in de voedingsmiddelenindustrie
Flexibele robotoplossingen verhogen steeds vaker de productiviteit in de voedingsmiddelenindustrie. Snellere productwijzigingen en kortere productcycli zijn het gevolg. Naast palletiseren behoren picken en verpakken tot de belangrijkste taken van robots die zijn voorzien van speciaal aangepaste grijpers. Daarbij worden de robotoplossingen van Robotec in de voedingsmiddelenindustrie ingezet bij het hele gamma van gesloten palletiseeropstellingen, tot aan het volgens een bepaald patroon sorteren en plaatsen van producten toe, zoals de verpakkingsunits van de jamfabrikant Hero.
