Залезает в ящик каждые пять секунд

Иногда сморщивание считается проблемой красоты. Однако в автоматизированных процессах упаковки они могут серьезно нарушить рабочий процесс. Так, например, происходит с мясными продуктами, которые упаковываются в пластиковые лотки и уплотняются полимерной пленкой. Эта полимерная пленка является точкой атаки для вакуумных присосок в процессе последующей комплектации. Однако под весом упаковки она деформируется и подвергается сморщиванию. В результате сморщивание доводит традиционные решения по захвату до предела. Несмотря на мягкие уплотнительные кромки, они не обеспечивают достаточного уплотнения неровностей, и обычный вакуум-генератор не может поддерживать вакуум.

Поэтому компания Bizerba, специализирующаяся на логистике и системах упаковки, искала подходящее решение для надежной автоматизации процесса комплектации этих лотков с фольгой. Компания, штаб-квартира которой находится в швабском городе Балинген, была основана в 1866 году и сегодня производит весы, системы маркировки и этикетирования, а также системы контроля и обработки пищевых продуктов. В настоящее время глобальная команда Bizerba состоит из 4 500 специалистов, которые работают в 120 странах. Годовой оборот компании составляет около 800 миллионов евро.

Испанский клиент заказал компании Bizerba разработку системы автоматизированной комплектации упаковки для мяса. Ранее работники укладывали лотки с продуктами в переносные коробки после упаковки, взвешивания и маркировки. Однако скорость ручной работы не соответствовала требованиям и, следовательно, ограничивала выход продукции. Из-за нехватки квалифицированных работников дополнительный персонал не был в наличии на мясоперерабатывающем предприятии. Поэтому требовалась автоматизация, которая обеспечивала бы более высокую скорость отбора и круглосуточную работу.

Совместно с компанией Kilivations компания Bizerba разработала конструкцию новой системы конечной линии с двумя роботами для перемещения - упаковщика ящиков. В Вайль-им-Шёнбух компания Kilivations специализируется на специальных и эффективных решениях по автоматизации, которые устанавливаются непосредственно на контроллер робота. Компания интегрировала отдельные компоненты в автоматизированную ячейку для мясоперерабатывающего предприятия. Важным компонентом являются два кобота от Universal Robots (UR), которые обеспечивают вакуумным захватам необходимую досягаемость. Для вакуумных концевых захватов Bizerba и Kilivations полагаются на умные и мощные системы от вакуумного эксперта Schmalz.

Оба вакуумных захвата одинаковой конструкции, каждый из которых крепится к манипулятору кобота, используют исключительно электрическую вакуумную систему от Schmalz. В каждом из этих блоков работает компактный насос типа GCPi, осуществляющий поставку вакуума в захват на манипуляторе робота. Компактный вакуум-генератор образует мощную систему с электрическими 3/2-ходовыми компактными клапанами LQEi и работает так же хорошо, как и пневматические эжекторы. GCPi создает необходимый вакуум с помощью эффективного мембранного насоса с двойной головкой, который компания Schmalz оснастила встроенной системой управления энергосбережением. Она обеспечивает управление скоростью насоса в соответствии с требованиями. Параметры процесса можно передавать напрямую через интерфейс IO-Link.

Два компактных клапана LQEi, регулирующие два отдельных контура всасывания, находятся в децентральном местоположении вакуумного захвата. Они переключатель вакуума там, где это необходимо, и обеспечивают быстрое вакуумирование и вентиляционное отверстие вакуумной системы. Это значительно ускоряет время всасывания и выпуска. Встроенный в клапан датчик осуществляет мониторинг вакуума и гарантирует высокий уровень надежности процесса. Благодаря фиксации конечного положения и невозвратному клапану LQEi система сохраняет вакуум даже в случае сбоя питания.

Вакуумный захват PXT впечатляет своей гибкостью и модульным исполнением. Компании Bizerba и Kilivations собирают подходящие концевые эффекторы из стандартных компонентов. Если впоследствии геометрия лотков с продуктами изменится, компоненты можно будет комбинировать. "Это инновация, и она вписывается в нашу открытую роботизированную ячейку, которая защищена только световыми барьерами", - подчеркивает Оливер Дайфель. Он является директором по глобальным решениям для клиентов и интеграционному бизнесу компании Bizerba. До сих пор предприятия пищевой промышленности полагались на закрытые ячейки, конструкция которых обычно была рассчитана только на один формат заготовок. "Систему приходилось трудоемко переделывать для изменения размеров упаковки", - вспоминает Дейфель.

Сильфонные присоски PSPF имеют прямой контакт с упаковкой мяса. Шесть из них управляются компактным клапаном LQEi. Помимо гибкости и стабильности сильфона, они имеют особенно мягкую уплотнительную кромку. Это позволяет системе автоматически перемещать пленочную упаковку, несмотря на сморщивание. Таким образом, сморщивание становится просто проблемой красоты. PSPF изготовлен из силикона, соответствующего требованиям FDA, и пригоден для контакта с продуктами питания.

Но, как это часто бывает, технология кроется в деталях: с помощью Compact-Pump GCPi можно реализовать два отдельных вакуумных контура на каждый вакуумный захват через IO-Link. "Связь IO-Link позволяет нам оценивать все необходимые параметры процесса, такие как время вакуумирования и скорость утечки", - объясняет Ян Вальтер. Он является руководителем отдела продаж в Германии и полевого обслуживания компании Schmalz. "Это позволяет нам обнаружить ползучий износ присосок или утечки в системе". Такое профилактическое техобслуживание помогает предприятиям пищевой промышленности избежать незапланированных простоев.

Вся система является чисто электрической, а оптимизированные сечения потоков и длина кабелей позволяют быстро и надежно осаживать захваченные заготовки без сжатого воздуха. Это снижает эксплуатационные затраты. Благодаря децентрализованной установке LQEi на вакуумном захвате компания Schmalz достигает чрезвычайно быстрого времени вакуумирования и осаждения, что необходимо для достижения требуемых 96 захватов в минуту.

Конвейерная лента доставляет упакованные и промаркированные лотки к точке приема решения по перемещению Schmalz. Каждый из двух вакуумных захватов PXT захватывает четыре упаковки продуктов и помещает их в ожидающие ящики - по одному слою за раз, каждые пять секунд. Затем роликовый конвейер переносит эти ящики на площадь отправки. "Все работает как часы", - с радостью говорит Уолтер.

"Сотрудничество с Schmalz и Kilivations было неизменно положительным, и вместе мы смогли установить отличную систему для нашего клиента в Испании", - говорит Оливер Дайфель. "И наш клиент тоже очень доволен. Теперь он эксплуатирует систему с высокой производительностью, экономит на персонале и обеспечивает максимальную надежность процесса благодаря автоматизации". Упаковщик работает по плану в Испании с конца 2023 года, и другие клиенты уже проявили интерес к этому решению. "Продуманная концепция этой системы создает основу для дальнейших проектов", - говорит Дейфель.