Avtomatizirano paletiranje pri proizvodnji marmelad in konzerviranih živil
Za popolno uživanje ob zajtrku
Prefinjene švicarske marmelade in konzervirana živila na svežih pekovskih dobrotah zagotovijo odličen začetek dneva. Proizvajalec živil Hero AG iz švicarskega mesta Lenzburg svojim strankam dnevno zagotavlja sveže sadne marmelade za uživanje v zajtrku za domačo mizo ali v izobilju hotelskih zajtrkov. Preden se marmelada znajde na mizi lačne stranke v aluminijastem ovojčku ali majhnem kozarčku je potrebnih kar nekaj logističnih podvigov. Pri tem igra ključno vlogo podjetje Robotec s sedežem v švicarskem mestu Seon, ki je specializirano za avtomatiko. Po polnjenju morajo biti enote marmelade najprej glede na vrsto zapakirane v škatle, ki morajo biti za nadaljnji transport naložene druga na drugo na palete. V zadnjem koraku tega logističnega postopka sodelujejo roboti FANUC s posebej prilagojeno tehnologijo prijemanja iz podjetja Robotec. Celica za paletiranje, nameščena v obratu Hero, in šestosni robot s posebno tehnologijo prijemanja omogočata nenehno paletiranje – sistem je hiter, zanesljiv ter zaščiten pred nezgodami in okvarami.
V preteklosti se je moralo pet zaposlenih mučiti z nalaganjem polnih škatel marmelade, danes pa to delo opravijo trije roboti FANUC M-710iC v zaprti celici. Prijemala neverjetno hitro pobirajo po dve škatli hkrati iz dovajalnega tekočega traku, se obrnejo proti paleti in nanjo odložijo škatle z milimetrsko natančnostjo glede na programirano shemo zlaganja. Deset škatel na sloj, z največ 15 sloji. Takoj ko so palete naložene v skladu s specifikacijo, robot pošlje signal operaterju. Operater nato odpre celico, odstrani naložene palete in s paletnim viličarjem ročno namesti novo evropaleto na pozicijo za paleto. Z napravo za ročno upravljanje zunaj celice izbere ustrezno shemo zlaganja. Ko operater zapusti delovno območje, se vrata za dostop do celice zaprejo, kar operater potrdi na napravi za ročno upravljanje, in sistem se zažene. Na podlagi informacij glede velikosti izdelka in sklada, robot prijema škatle ter jih zlaga na paleto v skladu z izbrano shemo zlaganja.
Lokalni izzivi
Kar je videti kot preprost postopek brez zatikanj, je bilo treba razvijati kar precej časa. Čeprav je podjetje Robotec nastavilo in preizkusilo celico za paletiranje v obratu stranke, pa so se pojavili nepredvideni izzivi in nove zahteve. Vzorec paletiranja je bilo treba na primer prilagoditi zaradi stanja palet in na novo je bilo treba zasnovati napravo za ročno upravljanje.
Prijemala iz nerjavnega jekla so morala biti zasnovana tako, da zanesljivo delujejo na podlagi tehnike pametnega premikanja, saj zaradi oblike na prijemala ni bilo mogoče namestiti vizualne kontrole s tehnologijo kamere, in da ne bo treba zamenjati opreme prijemal zaradi sprememb v proizvodnji. »Za to smo izbrali obliko lopatice z integriranim drsnim vodilom, ki nežno potisne škatle ob odlaganju na paleto, medtem ko se lopatica prijemala uvleče,« pojasni Daniel Bärtschi, strokovnjak v podjetju Robotec, odgovoren za ta projekt. Poleg tega je bilo treba upoštevati dva osnovna koncepta – enega za enote iz težkega stekla in drugega za aluminijaste enote. »Drugačno težo škatel je treba vračunati v premikanje robota, da škatle ne padejo na tla zaradi centrifugalne sile, ki nastane zaradi hitrega premikanja transportnega traku proti paleti,« je dodal razvojni inženir. Delovna hitrost je bila eden najpomembnejših vidikov programiranja, ki ga je bilo treba prilagoditi na mestu. Poleg tega je bilo treba upoštevati različne velikosti škatel, odvisno od tega, ali je bil izdelek v steklenih kozarčkih ali aluminijastih vsebnikih. Enega od izzivov je predstavljalo tudi odzivanje škatel, ovitih s folijo, na lopatici prijemala. »Marmelada v enotah pakiranja v škatlah je ob prihodu v celico za paletiranje še topla. Ta toplota se prenese na folijo, ki zaradi tega med postopkom prijemanja in transporta postane spolzka.« Zaradi tega se lahko zgodi, da škatle niso ustrezno nameščene na lopatico, kar pomeni, da vzorec paletiranja ne drži več, in paleto je treba znova napolniti, ker so bile škatle nanjo zložene postrani. Strokovnjaki v podjetju Robotec so bili kos tem izzivom, zato je Rudolf Roth, vodja proizvodnje v podjetju Hero, ki je nadzoroval instalacijo in pripravo za uporabo, zadovoljen: »Instalacija je potekala v skladu s strogimi časovnimi parametri in tehniki iz podjetja Robotec so izvedli pripravo celice za paletiranje, tako da smo bili zadovoljni.« Zaradi odlično opravljenega predhodnega dela in preizkušanja popolne celice v obratu Robotec v Seonu, so se lahko Bärtschi in njegovi sodelavci odzvali na nepredvidene dogodke na ciljno usmerjen način.
»Instalacija, ki ni bila načrtovana v specifikaciji zahtev, je bila poenostavitev nadzorne plošče. Prvotno so bili v nadzorno ploščo še integrirani gumbi in operater je lahko po meniju krmaril na zaslonu na dotik,« pravi Bärtschi. Roth dodaja: »Našim mednarodnim operaterjem celice za paletiranje se je to zdelo preveč zapleteno, zato so se strokovnjaki v podjetju Robotec zelo hitro odzvali in razvili prilagojeno nadzorno ploščo, omejeno samo na ključne korake »Zamenjava palete« brez dodatnih gumbov. To je odlično delovalo in naši zaposleni nimajo več težav pri upravljanju.«
Operater ne izbira programov na robotu. Prek nadzorne plošče lahko izbere želeno število slojev ter vrsto palete, evropaleto ali manjšo paleto. Potrdi izbiro in zažene program. Poleg tega je bila izbrana intuitivna krmilna shema z mednarodno razumljivimi barvnimi kodami. Rdeče pomeni »Zaustavi« in zeleno pomeni »Začni«.
»Kar je videti zelo preprosto in tudi deluje tako, je pogosto največji izziv,« pravi Bärtschi. Toda za ekipo Robotec, ki je ponudnik rešitev in se ukvarja z izpolnjevanjem potreb strank, je to vsakdanje delo. Pa še to: Palete, ki jih Robotec v obratu Hero zapolni glede na vrsto, se prepeljejo k drugemu ponudniku storitev, tam odpakirajo in naložijo v drugačni kombinaciji. Tudi za te naloge pobiranja in odlaganja je podjetje Robotec uspešno razvilo in namestilo več sistemov.
Strokovnjaki s trdim prijemom
Nadaljnji razvoj priključkov prijemal je eden od odločilnih dejavnikov za izboljšave v tehnologiji robotov. Stalno naraščajoče zahteve glede prilagodljivosti in natančnosti, lažji materiali ter nova, zahtevnejša področja aplikacije razvojnim inženirjem nenehno predstavljajo nove izzive. Zato Robotec za vsako naročilo natančno analizira, katera tehnologija prijemal je potrebna za zahtevano aplikacijo. Na splošno je bilo v zadnjih dvajsetih letih razvitih na stotine, če ne celo tisoče, različnih rešitev za vsa mogoča področja v industriji.
To spodbuja stalno naraščajoč pritisk po konkurenčnosti, zaradi katerega morajo industrijska podjetja poiskati cenovno ugodnejše alternative za svoje proizvodne postopke. Rešitve avtomatizacije z vrhunsko tehnologijo robotov in prijemal se vse pogosteje uporabljajo v celotni vrednostni verigi. Praviloma velikost in obliko robotskega prijemala določa predmet, ki naj bo pobran. Na voljo so prijemala, ki zlagajo, zagrabijo, pobirajo po razdelkih, prijemajo z ustrezno silo ter uporabljajo eno ali več točk prijema. Nekatera delujejo izključno mehansko, druga uporabljajo tehnologijo vakuuma. Industrija potrošnih izdelkov vse bolj razvija izdelke vseh možnih oblik, materialov in velikosti, zato prijemala postajajo vse bolj zapletena in napredna. »Cikli izdelkov postajajo vse krajši in krajši,« pojasni Bärtschi. »Zato prejemamo vse večje število povpraševanj glede popolnoma avtomatiziranih proizvodnih celic.« Vsa podjetja želijo povečati storilnost in hkrati zmanjšati stroške. Prizadevajo si storiti več z manj sredstvi. To je strokovnjakom iz Seona uspelo zagotoviti svojim strankam.
Celostne storitve za stranke
Robotec že od leta 1983 razvija in izdeluje različne vrste sistemov za avtomatizacijo. Njihove aplikacije se razprostirajo od osnovnih rešitev za pobiranje in odlaganje do ravnanja s težkimi deli. Glede na zahtevano opravilo se lahko namreč kot robotski elementi uporabijo različne velikosti šestosnih prijemal. Danes se veliko podjetij osredotoča na avtomatizacijo z robotsko podporo – od konceptne faze do priprave za uporabo. Že štiri leta je mogoče izvesti končne preglede proizvodnje za popolne sisteme v obratu Robotec, šele nato se stroji zaženejo v obratu stranke.
Robotske rešitve Robotec v proizvodnji živil
Čedalje več prilagodljivih robotskih rešitev izboljšuje storilnost v panogi proizvodnje živil. Rezultat so hitrejše zamenjave izdelkov in krajši cikli izdelkov. Poleg paletiranja sta najpomembnejši opravili še pobiranje in pakiranje, ki ju izvajajo roboti, opremljeni s prijemali, prilagojenimi glede na opravilo. Pri tem razpon robotskih rešitev Robotec za industrijo obdelave hrane vključuje vse, kar je mogoče, z zaprtimi celicami za paletiranje ter razvrščanjem in nameščanjem izdelkov po vzorcu, npr. enot pakiranja proizvajalca marmelade Hero.
