Ogólnopaństwowy producent plastikowych opakowań, wykorzystywanych w przemyśle spożywczym, chemicznym, samochodowym oraz na potrzeby gospodarstw domowych, widział potrzebę poprawy bezpieczeństwa i ergonomii ręcznej obsługi systemu rozładowczego wytłaczarki butelek firmy Nissei. Przedsiębiorca chciał również zredukować ilość odpadów i zwiększyć moce produkcyjne.
Ręczny system rozładowczy stosowany w wytłaczarce butelek był wykorzystywany wfirmie od prawie dwudziestu lat, miał jednak liczne wady, włącznie ze zbyt dużą ilością wytwarzanych odpadów. Ręczny system rozładunku nie zapewniał ponadto odpowiednio wysokiej niezawodności i zwiększał ryzyko wypadków.
Będąc jednym z największych wytwórców plastikowych butelek i opakowań wytwarzanych metodą rozdmuchiwania z wysokiej gęstości polietylenu (HDPE) i politereftalanu etylenu (PET), posiadając kilka zakładów produkcyjnych na terenie całych Stanów Zjednoczonych, producent poszukiwał rozwiązań automatyzujących proces rozładunku wytłaczarek. Celem było zwiększenie produktywności przy jednoczesnej poprawie bezpieczeństwa pracy. Firma miała też nadzieję na zwiększenie sprzedaży przez wzrost efektywności całego procesu produkcji. Tym bardziej że ograniczenia produkcji spowodowane brakiem automatyzacji kilkakrotnie już uniemożliwiły firmie rozszerzenie działalności. Po pomoc w wyborze właściwego rozwiązania procesu rozładunku wytłoczonych butelek firma zwróciła się do Motion Control Robotics. Przyjęte rozwiązanie miało jednocześnie usprawnić proces rozładunku oraz poprawić bezpieczeństwo i ergonomię pracy. Zmniejszenie ilości odpadów zapewniło wzrost dochodów firmy bez konieczności zwiększenia produkcji.
Producent preferował rozwiązania wykorzystujące roboty, głównie z powodu ich elastyczności oraz ? jeśli zaszłaby taka potrzeba ? możliwości przeniesienia ich na inną linię produkcyjną fabryki.
Rozważano możliwość wdrożenia rozwiązań z nierekonfigurowalnym systemem automatyki wykorzystującym proste prowadnice, lecz ostatecznie zdecydowano, że system taki nie spełniałby wszystkich stawianych wcześniej wymagań.
Każdorazowe przezbrojenie formy wymagałoby bowiem zmiany prowadnic, co z kolei powodowałoby nieakceptowalny wzrost kosztów przezbrojeń. Firma posiadała już jedną z maszyn wyposażoną w taki system i doświadczenia z jej użytkowania potwierdzały konieczność zastosowania rozwiązań bardziej elastycznych.
Chwytanie wyprasek
Przedsiębiorstwo zdecydowało się na zastosowanie zrobotyzowanego systemu SUBTA firmy Motion Controls Robotic.
Systemu zaprojektowanego do obsługi formowanych z rozdmuchem butelek PET. System SUBTA wykorzystuje różne chwytaki w zależności od rodzaju maszyny, która jest rozładowywana. Pracując jako jednostka rozładowcza, system chwyta butelki i ustawia je pionowo na taśmociągu. Dzięki dużej niezawodności, sprawności oraz czasom cyklu pracy krótszym niż czasy formowania w większości wytłaczarek, system zwiększył przepustowość procesu. Wymaga przy tym minimalnej ilości miejsca w fabryce.
System obsługuje każdą konfigurację wyprasek (pojedyncze lub podwójne rzędy butelek) oraz umożliwia szybkie przezbrojenia. Programowalny interfejs operatora ma zaprogramowane receptury i zbiory wzorów, co pozwala na natychmiastowe dopasowanie do procesu. Dwudziestoskładnikowa receptura zawiera m.in. dane dotyczące opisu partii czy miejsc poboru i odstawiania produktów. Wykorzystane oprzyrządowanie eliminuje przy tym nadmierną ilość wężyków, zmniejszając tym samym możliwość przecieków czy fizycznych ich uszkodzeń. Odporna, spawana konstrukcja rurowa w połączeniu z elementami niewymagającymi częstych konserwacji tworzy system, w którym średni czas bezawaryjnej pracy wynosi pięć lat.
Akceptacja załogi, poprawa produkcji
Zarówno pracownicy, jak i kierownictwo fabryki byli otwarci na wdrożenie tego nowego zrobotyzowanego stanowiska pracy. Aby rozwiać wszelkie obawy pracowników odnośnie potencjalnych zwolnień po wprowadzeniu robotów, kierownictwo zaprezentowało system jako możliwość rozwoju technologicznego, który z kolei pozwoliłby na rozszerzenie oferty przedsiębiorstwa.
? Jesteśmy dumni z tego, że nie straciliśmy ani jednego pracownikapo wprowadzeniu nowego zrobotyzowanego systemu ? powiedział kierownik produkcji. ? Zamiast zwolnień pracownicy zostali przesunięci do innych części fabryki. Ten sukces otworzył nowe możliwości działalności, a to zabezpieczyło dodatkowo miejsca pracy. Ogólnie, wprowadzenie systemu SUBTA poprawiło jakość pracy i produkcji w naszym zakładzie.
Wprowadzenie systemu zredukowało schylanie się pracowników o 50%, zwiększając przy tym produktywność, a co za tym idzie, sprzedaż. Z tych i innych przyczyn, jak mówi kierownik produkcji, pracownicy pytają, kiedy wdrożony zostanie kolejny system SUBTA.
Zrobotyzowane stanowisko rozładunku doprowadziło do jeszcze innych, nieoczekiwanych usprawnień produkcji.
Przedsiębiorstwo zarejestrowało 5-proc. redukcję ilości odpadów, co spowodowało zwiększenie produkcji o 500 tys. butelek rocznie. Ponieważ mniejsza liczba produktów wymaga szlifowania, to i na tym polu notowane są poważne oszczędności. Redukuje się bowiem koszty oleju napędzającego maszyny szlifierskie.
? W porównaniu do innych systemów rozładowczych zastosowanie sześcioosiowych robotów daje możliwość bezpośredniego pakowania butelek bądź przeniesienia ich na stanowiska wykrywania przecieków ? powiedział kierownik produkcji. ? Obecnie dysponujemy pewnym zapasem w czasie pracy maszyny i możemy wprowadzić dodatkowe operacje, będące w potencjalnym obszarze zainteresowań naszych klientów. Możemy zaprezentować to naszym klientom jako zaletę systemu.
Wprowadzenie robotów wpłynęło również na ogólną efektywność fabryki. ? Wszystko w fabryce przebiega teraz dużo bardziej płynnie ? twierdzi kierownik produkcji. ? Produkujemy więcej butelek, choć uproszczenie systemu powoduje, że tempo produkcji wydaje się być mniejsze. Widzimy redukcję nieciągłości i aktywności pracy, ponieważ pracownicy mogą teraz pracować stałym tempem i przy mniejszym fizycznym obciążeniu. Mamy również większe szanse wychwycić wszelkie wąskie gardła produkcji.
Kolejne modyfikacje
Firma planuje rygorystyczny przegląd każdego kroku produkcji, włączając w to detekcję przecieków, drukowanie i naklejkowanie. Obecnie ? jako że proces przebiega dużo bardziej płynnie ? każdy etap produkcji może być rozpatrywany jako wąskie gardło. Dział inżynieryjny może teraz opracowywać usprawnienia na etapach produkcji następujących po wytłaczaniu.
Firma prowadzi analizy czasów kolejnych etapów produkcji, aby ostatecznie jeszcze bardziej zwiększyć produktywność poszczególnych maszyn i całego procesu.
W przedsiębiorstwie zainstalowano już cztery zrobotyzowane systemy SUBTA. Połowa z dziesięciu wykorzystywanych w zakładzie maszyn rozładowywana jest już automatycznie.
Firma głęboko wierzy, że nowy system pomógł jej przenieść się na wyższy poziom rozwoju technologicznego i planuje w przyszłości, wspólnie z Motion Controls Robotic, dalsze inwestycje w urządzenia automatyki. ? Analizujemy, który z etapów procesu produkcyjnego poddać modernizacji, aby było toekonomicznie opłacalne ? mówi kierownik produkcji ? Wybieramy miejsca, w których modernizacje są najprostsze ? w danym dniu wytłaczany jest jednolity asortyment ? jak również miejsca z najgorszymi pod względem stresu i ergonomii warunkami pracy.
Liczymy, że rozwój automatyki w naszym zakładzie będzie następował tak szybko, jak to możliwe.
Cathy Powel jest dziennikarką pracującą dla mieszczącej się w północno-zachodnim Ohio firmy Motion Controls Robotic. Firma zajmuje się robotyzacją procesów przemysłowych wielu różnych branż.
Artykuł pod redakcją dr. inż. Pawła Dworaka
