Szwedzki zakład mleczarski zautomatyzował produkcję sera (pakowanie) czterema niewielkimi robotami ABB, oszczędzając dzięki temu pieniądze i odciążając pracowników od ciężkiej fizycznie i powodującej kontuzje pracy.
W jednym z zakładów firmy Arla Foods powtarzalna praca, polegająca na pakowaniu sera do pudełek na linii 21 do pewnego momentu w pełni wykorzystywała zasoby ludzkie. Ściąganie bloku sera zafoliowanego w plastikowe opakowanie i kolejno ustawianie go w odpowiedniej pozycji w pudełku, w tempie blisko jednego cyklu na sekundę, przyczyniało się do wysokiej skali powtarzalnych kontuzji wśród pracowników. Stanowisko zostało nawet zakwalifikowane jako miejsce pracy o podwyższonym ryzyku dla zdrowia i bezpieczeństwa pracowników.
? To jest praca o wysokiej prędkości, czynności wykonywane są powtarzalne, co niejednokrotnie prowadziło do urazów, w tym również trwałych ? mówi Thomas Johansson, Project Manager w Arla Foods. Producent był zdeterminowany, by podjąć niezbędne kroki mające na celu chronienie zdrowia pracowników, zgłosił się więc do firmy Graniten w celu zautomatyzowania linii. Automatyzacja miała w tym przypadku przede wszystkim przyczynić się do zdjęcia obciążenia z pracowników.
Zastąpienie pracowników rozwiązaniami zautomatyzowanymi nie było niestety proste w związku z ograniczeniami wynikającymi z braku dostępnego miejsca. ? Potrzebowaliśmy maszyn z bardzo małą powierzchnią instalacyjną, które jednocześnie byłyby w stanie szybko i wydajnie pracować ? mówi Johansson. Roboty miały pakować ser do tekturowych pudełek, a także plastikowych skrzynek zwrotnych, które mają różne wymiary i muszą być zapakowane w różny sposób. ? Poszu-kiwane rozwiązanie miało być więc dość wyszukane ? kontynuuje Johansson.
Rozwiązanie miało polegać na zaprojektowaniu systemu z dwoma poziomami operacyjnymi: jeden dla kartonów papierowych i plastikowych skrzynek, a drugi dla sera.
Jak to działa?
Ser jest dystrybuowany równomiernie do czterech celi pakujących ? każda z nich jest zbudowana dookoła robota ABB IRB 120. Ser może być podnoszony z trzech różnych stron, co pozwala robotom na pakowanie różnych wymaganych kształtów.
Martin Krewer (Project Manager firmy Graniten) mówi, że jednym z powodów, dla których firma Graniten zdecydowała się na wybór robota IRB 120 firmy ABB, najmniejszego wielozadaniowego robota przemysłowego, była jego sześcioosiowa konstrukcja.
? Również dzięki rozmiarowi robota i jego niewielkiej wadze mogliśmy umocować go nad linią produkcyjną, co dało efekt większej dostępności do pakowanych pudełek. Pracujemy z ABB od wielu lat i rozwiązania firmy zawsze się sprawdzają ? dodaje Martin Krewer.
Przed rozpoczęciem prac wdrożeniowych wykorzystano program symulacyjny ABB Robot Studio w celu stworzenia symulacji celi i optymalizacji położenia robotów, by jak najbardziej skrócić czas cyklu pracy.
Wykonawca zapewnił około 50 godzin szkolenia dla pracowników Arla Foods, w którym wzięło udział około 30 osób, włączając elektryków, mechaników oraz kilku operatorów.
Powierzchnia instalacyjna w przypadku czterech pracujących na stanowisku robotów wyniosła 7,5 m2. Obecnie roboty pakują 90 dużych kawałków sera w ciągu minuty ? to taka sama ilość, jaką pakowało wcześniej dwóch pracowników. Roboty ABB pracują od 6:00 rano do północy, co daje równowartość dwóch zmian dziennie. Jedna osoba jest odpowiedzialna za monitoring pracy robotów na jedną zmianę, czyli firma oszczędza minimum 16 roboczogodzin dziennie. Co najważniejsze, nie ma już zagrożenia dla zdrowia pracowników, którzy pracowali na uciążliwym stanowisku.
Efekt wdrożenia nowej linii:
- zwrot inwestycji szacowany na około 2 lata,
- 90 kawałków sera zapakowanych w ciągu minuty
- czas cyklu jednego robota równy jest 2,6 s,
- 16 roboczogodzin zaoszczędzonych dziennie.
Podstawowe zadania robotów w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i kosmetycznym
Pick & Place/sortowanie ? to bardzo częste zadanie, w którym wykorzystuje się roboty przemysłowe. Przykładem takiej aplikacji może być zbieranie różnych smaków pralin do blistrów wychodzących po tunelu chłodniczym, konfekcjonowanie, pakowanie do tac pokrojonych kawałków mięsa (polędwica, plastry wędlin, schab itd.), czy pakowanie po maszynie poziomej lub pionowej typu Flow Pack. Do tego typu aplikacji wykorzystywany jest specjalny robot, który zapewni znaczące skrócenie czasu cyklu pracy z najwyższymi prędkościami ruchu. Dlatego w tego typu pracach idealnie sprawdza się manipulator firmy ABB, o kinematyce delta (FlexPicker IRB 360). Może być podwieszany nad przesuwającymi się przenośnikami i realizować ultraszybki proces sortowania, pakowania czy wkładania produktu do blistrów.
Aplikacje tego typu często współpracują z systemami wizyjnymi, które identyfikują kształt i położenie produktu, jednocześnie śledząc pozycję przenośnika. Od wydajności i dokładności całego systemu, robota oraz systemu wizyjnego zależy oczywiście wydajność całego procesu produkcyjnego.
Pakowanie ? wkładanie produktu opakowanego jednostkowo do zbiorczych opakowań. Polega głównie na ?wychwyceniu? przez robota elementów poruszających się na przenośnikach rozłożonych w sposób przypadkowy. Jest to proces bardzo szybki, w którym często miejsca pobierania i odłożenia znajdują się w odległości mniejszej niż 0,5 m. Przykładem takiej aplikacji może być pakowanie małych pudełek do większych opakowań czy pobranie całej warstwy produktu, nawet do kilkunastu kartonów za jednym razem. Do tego typu prac dedykowane są roboty 4-osiowe, które dzięki swojej konstrukcji mogą zmieścić się we wnętrzu kompaktowych maszyn pakujących. Takim robotem jest IRB 260, w którym efektywnie połączono kompaktową budowę z dużą szybkością działania przy przenoszeniu ładunków o wadze do 30 kg. W aplikacjach pakowania często wykorzystuje się również grupę uniwersalnych robotów 6-osiowych (od robotów ABB IRB 120 o udźwigu 3 kg i zasięgu 0,58 m do robotów IRB 6640 o udźwigu ponad 200 kg i zasięgu 3,2 m).
Paletyzowanie ? układanie zbiorczych opakowań na paletach. Są zdecydowanie bardziej elastyczne niż tzw. sztywne paletyzatory. Elastyczność ta zapewnia zmianę schematu paletyzacji w ciągu kilku minut. W ramach tych aplikacji wykorzystuje się roboty typu IRB 660 (udźwig 250 kg), IRB 460 (udźwig 110 kg) oraz IRB 760 (udźwig 450 kg). Paletyzowanie obejmuje zarówno przenoszenie niewielkich detali, jak i całej warstwy zapakowanego towaru. Tak duża zmienność obciążenia oraz zmienność przy wielkości przenoszonych produktów wymagają od producentów robotów oferowania różnych manipulatorów oraz właściwie do nich dobranych chwytaków dedykowanych do paletyzacji.
Wykorzystanie robotów ABB w przemyśle spożywczym przy pakowaniu, paletyzacji i procesach szybkiego sortowania zapewnia zwiększenie wydajności, poprawę elastyczności produkcji, a także ograniczenie kontaktu ludzi z nieopakowanym produktem. Robotyzacja procesów produkcyjnych umożliwia także obniżenie kosztów magazynowania poprzez płynne realizowanie. Elastyczność, efektywność oraz ograniczenie kosztów produkcyjnych są szczególnie ważne teraz, gdy właściciele firm muszą szybko reagować na potrzeby rynku.
ABB sp. z o.o.
ul. Żegańska 1
04-713 Warszawa
tel. +48 783 831 220www.abb.pl/robotics
