TLM-F44 обладает высокой степентью гибкости и позволяет сократить размеры механических систем

После пары лет резкого серьезного снижения объемов продаж индустрия, выпускающая промышленных роботов, начинает восстанавливаться. Применение роботов в производстве дает наибольшие доходы. Автоматизации упаковочной отрасли посвящена статья Энн Мэри Мохан (Anne Marie Mohan), опубликованная в августовском номере Packaging World Magazine (www.packworld.com).

Как недавно сообщила Ассоциация индустрии робототехники (RIA), североамериканские производители роботов оправляются после двух лет спада производства. Количество заказанных единиц робототехники увеличилось на 16%, а в денежном выражении рост составил 30% в первом квартале 2010 г. по сравнению с тем же периодом 2009 г. За это время североамериканские производители заказали всего 3069 роботов на сумму 208,1 млн долл. США. Первый квартал 2010-го был по количеству единиц робототехники на 35%, а в денежном выражении на 45% лучше последнего квартала 2009 г. По данным RIA, недавние установки нового роботизированного оборудования на упаковочных предприятиях во всем мире (от пищевой до фармацевтической промышленности) являются примерами многообразия путей внедрения автоматизации с целью повышения производительности, сокращения расходов и улучшения качества продукции.

На заводе по выпуску конфет Twizzlers

Конфеты Twizzlers компании Y&S Candies, Inc., подразделения Hershey Company, одни из любимых в Америке, они известны своей вязкой консистенцией и сладким фруктовым вкусом. Хотя качества, которые делают эти конфеты желанным угощением, одновременно представляют проблему в смысле упаковывания продукта.

Y&S производит и упаковывает все разнообразные варианты традиционных Twizzlers на своем предприятии площадью 290 000 кв. футов в Ланкстере (штат Пенсильвания). С 2000 г. компания внедрила функции автоматизации на большинстве из девяти упаковочных линий, заменив ручные операции. Недавно компания автоматизировала две упаковочных линии роботами MPK 50 производства Motoman, которые переносят конфеты с производственной линии на упаковку, не теряя ни единой мягкой, липкой конфетки.

Конфеты Twizzlers® Twists в процессе производства попадают на доски, на которых сушатся. Раньше на каждой линии требовалось до восьми операторов, которые вынимали доски из сушилки, снимали с них конфеты и помещали их на транспортер упаковочной машины. Требование Y&S к компании Motoman состояло в том, чтобы найти решение, которое позволяло бы снимать конфеты с разгрузочного конвейера и помещать их непосредствено на место подачи пленки в оберточную машину Hayssen.

По словам Джейка Уайлдса (Jake Wildes), инженера упаковочных систем компании Y&S, первое время главной проблемой для систем Motoman было поместить конфету точно на ее место на пленке: «Когда Twizzlers Twists только что сделаны, они тягучие и клейкие. Иногда они они могут быть маслянистыми. Они имеют тенденцию к слипанию, когда их упаковывают в пакет. Самая трудная часть — это переноска групп конфет на пленку без потерь. Или когда они падают на пленку, они могут не попасть точно на место. Мы попытались отказаться от всех видов традиционной подачи, типа ковшовой подачи или дозирующей системы. Система Motoman помещает конфеты точно на пленку».

Робот Motoman MPK 50 онсащен серией из пяти, шести или семи захватов в зависимости от вида конфет

В сочетании с роботами Motoman компания Y&S внедрила также разработанную Hershey систему Skiver, которая автоматически снимает продукцию с доски и группирует ее на разгрузочном транспортере. Для того чтобы снять конфету с выводного транспортера, четырехостный робот Motoman MPK 50 грузоподъемностью 50 кг использует алюминиевую стрелу размером примерно 55 дюймов. Робот онсащен серией из пяти, шести или семи захватов в зависимости от вида конфет Twizzler. Термопластиковые захваты Delrin поднимают требуемое количество продукции с транспортера, перемещают на подачу к упаковочной машине, нагоняют скорость пленки и отпускают конфеты на пленку, когда срабатывает фотодатчик на подающей ленте. Роботы оснащены контроллерами Motoman DX100. За шесть месяцев с момента установки новых роботов, по словам Уайлдса, компания Y&S зафиксировала увеличение эффективности и производительности, уменьшение отходов пленки, а также значительное сокращение ручного труда.

Замена 8 операторов, переносящих колбасу

Производственное предприятие Unilever в Оссе (Нидерланды) оснащено самым современным оборудованием. Несотря на это, до недавнего времени до 230 000 копченых колбас каждый день руками направлялись в термоформующую машину. Долгое время компания искала подходящий вариант автоматизации, который был бы надежным и мог бы быстро окупиться. В конце концов Unilever выбрала роботизированное решение компании Gerhard Schubert GmbH, предлагающее стандартные компоненты для выполнения сложной задачи.

Завод в Оссе снабжает весь европейский рынок. Высокопроизводительная линия работает непрерывно, ежедневно изготавливая 230 000 колбас. В прошлом требовалось восемь рабочих в смену, которые занимались укладкой колбасы на листы пленки в машину Multivac. Для скорости 10 циклов в минуту компании Unilever было трудно найти автоматизированную замену. Машина должна была видеть и деликатно захватывать продукт. Это нужно было делать быстро и без ошибок. Unilever считала, что иметь специальную машину для этого было бы слишком дорого.

Упаковочные линии Schubert TLM состоят из проверенных базовых системных компонентов. По информации Schubert, контроллер VMS берется за выполнение очень сложных задач, обладает высокой степентью гибкости и позволяет сократить размеры механических систем. Этому способствует компактный дизайн, что идеально для Unilever, поскольку на предприятии ограничены площади. Для работы с копченой колбасой Schubert установли две секции TLM-F44 с двумя роботами TLM-F4 каждая, что подходит для шестнадцатифутовой секции подачи продукта.

Сканер отраженного света определяет положение и состояние продукции на подающем транспортере. Этот сканер, разработанный специально для линий TLM, по данным производителя, дает картинку без искажений и однородное освещение. Захватное устройство на конце руки представляет собой вакуумный присос, специально разработанный для клиента, чтобы соответствовать влажности поверхности продукта, весу (до 375 г) и U-образной форме. Математически морфологический подход помогает определить, одинакова ли длина обеих «ног» U-образной колбасы. В ходе транспортировки два вакуумных присоса несут обе колбасные «ноги» одновременно, обеспечивая во время перемещения требуемую форму подковы. Контроллер координирует непрерывное движение подающего транспортера с прерывистым циклом работы термоформующей машины. Вращающися датчик, встроенный в термоформующую машину, обнаруживает положение отдельного продукта. В результате подъемная система может вставлять колбасу во время подачи пленки. Пленка не отпускается, пока не будет подтверждения того, что операция упаковки выполнена.

После нескольких месяцев использования роботов компания Unilever довольна их производительностью и точностью. Роботы переносят 162 колбасы в минуту, или 2,7 штуки в секунду. Эффективность линии постоянно находится на уровне между 98% и 99,8%.

Роботы не боятся холода

Крупнейший в Северной Америке завод по производству морепродуктов, принадлежащий компании из Сиэттла Trident Seafoods, находится в далеком Акутане (Аляска). Предприятие занимается круглогодичной обработкой замороженных морепродуктов и способно обрабатывать более 3 млн фунтов различных продуктов в день. Точный ежедневный объем производства в Акутане варьируется в зависимости от сезона. В ассортименте завода королевский и снежный краб, добываемые на Аляске, тихоокеанский палтус, сайда. Здесь производятся замороженные филе, тушки, рыбная паста для изготовления крабовых палочек, рыбная мука и рыбий жир.

Морозоустойчивый робот Kuka KR 180-2 PA Arctic

До 2008 года компания полагалась на труд операторов, в тяжелых условиях морозильника при двадцатиградусном морозе осуществлявших операции по ручному формированию палет из коробок с замороженной продукцией, поступавших с пяти производственных линий. Из-за суровых условий и высокой скорости линий качество сформированных палет порой оставляло желать лучшего. Препятствием на пути автоматизации, как считала компания Trident, был ряд разных единиц складского хранения, поступавших с разных линий и требовавших идентификации для помещения на нужный поддон.

Рассказывает Ричард Оуэнс (Richard Owens), региональный руководитель продаж компании FleetwoodGoldcoWyard, которая помогала Trident автоматизировать процесс формирования палет: «Trident имеет различную продукцию, одновременно поступающую с разных производственных линий. То есть одновременно может прийти десятифунтовая коробка с упакованными филе весом 4 унции и рядом — 25-фунтовая коробка с филе весом 8 унций. Каждая единица складского хранения должна попасть на поддон, предназначенный именно для данного вида продукции. Поэтому продукция поступает не только на большой скорости, но она еще и разная».

В начале 2008 года компания Fleetwood установила на линии IQF для быстрой заморозки филе на заводе Trident роботизированный ротационный палетизатор, оснащенный морозоустойчивым роботом Kuka KR 180-2 PA Arctic, который пособен обрабатывать до восьми различных продуктов одновременно. Уникальное решение включает робот, установленный в центре поворотного круга на восемь станций. После того как коробка идентифицируется на конвейере при помощи двух считывающих штрих-коды сканеров Accu-Sort, робот помещает коробку в специально отведенную ей одну из восьми зон на поворотном столе. Когда формирование палеты закончено, стол поворачивается, пока не соединится с соответствующим выводным транспортером. Оуэнс отмечает: «Робот может продолжать палетирование, даже если оборудование переналаживается на новый вид продукции». Система управляется логическим контроллером Allen-Bradley CompactLogix PLC. В мае 2009-го компания Trident установила еще два роботизированных палетизатора. Располагая тремя системами, компания теперь может автоматически формировать палеты с 24 различными видами продукции одновременно. Первая линия работает с коробками весом 10 и 25 фунтов, а вторая и третья — с коробками весом 40- и 60 фунтов. Скорость линии IQF составляет до восьми упаковок в минуту to 8 packs/min, линия упаковки блоков — до 15 шт. в минуту.