V posledních letech dochází k průniku aplikací průmyslových robotů i mimo tato tradiční odvětví. Stále více se s nimi setkáváme například i v potravinářském průmyslu. Tato tendence byla velmi výrazná před ekonomickou krizí, kdy podniky nebyly schopné najít zaměstnance a tím se omezovala možnost jejich růstu. V průběhu ekonomické krize se firmy začaly zabývat především otázkami efektivity výrobních procesů. Dnes patří průmyslové roboty k standardním řešením.

Aplikace v potravinářském průmyslu lze rozdělit do 3 pomyslných oblastí, zkusme si projít každou z nich.

Picking – rychlá manipulace
Na počátku každého výrobního procesu je nutné být především rychlý při jakékoliv manipulaci, často se setkáváme s označením „picking“. Tato potřeba vedla k vývoji průmyslových robotů s paralelní kinematikou, které jsou pro tento účel ideální. Typickým představitelem těchto robotů je IRB 360 FlexPicker, vyráběný firmou ABB. V současné době se jedná o nejrychlejší robot ve své třídě a navíc již druhé generace. Díky maximálnímu odlehčení všech pohyblivých hmot lze dosáhnout vysokého počtu taktů, v reálném provozu se dostáváme na takty cca 80–100 pohybů za minutu. Většinou se jedná o manipulace s výrobky mezi dopravníkovými pásy či jejich odebírání a ukládání do balicích strojů. Pomocníky při integraci těchto robotů do výrobních procesů jsou speciální programy určené pro řízení toku výrobků a zároveň integrující často používané kamerové systémy určené pro zaměření polohy neorientovaných výrobků – příkladem je PickMaster 3.0. Tento software umožňuje jednoduché programování, dokáže řídit několik robotů najednou společně s dopravníkovými pásy.

Packaging – vkládání do obalů
Druhou ze základních aplikací je tzv. packaging, tedy vkládání výrobků do obalů 2. nebo 3. řádu. Zde je nutné být přesný a manipulovat již s jistou zátěží, typicky do 25 kg na jeden pohyb. Počet pohybů je nižší, protože můžeme manipulovat s několika výrobky najednou, což ve výsledku znamená cca 10 až 15 cyklů za minutu. Z hlediska typu průmyslových robotů se zde setkáváme s menšími především čtyřosými roboty. Počet os zde není zásadní, protože se z 99 % jedná o ukládání v horizontální rovině, proto použití standardních šestiosých robotů zde nepředstavuje zásadní výhodu. Výhodná je možnost sdružovat linky, tyto roboty dokážou obsluhovat několik linek či strojů najednou či naopak je možné tok zboží rozdělovat. Robot IRB 260 byl konstruován právě s ohledem na tyto aplikace, díky svým malým rozměrům, ale přesto při zachování dosahu 1,5 m a nosnosti 30 kg.

Paletizaci ovlivňuje konstrukce chapadla
Nyní se v našem virtuálním výrobním procesu dostáváme na pomyslný konec, kterým je ve většině případů paletizace. V tomto případě se v porovnání počtem kusů za minutu ani nepřiblížíme první aplikaci, nicméně o to větší problémy nastávají s hmotností. Karton, například s lahvemi či skupinovým balením mouky, váží typicky téměř 10 kg. Abychom využili maximální rychlosti robotů, pracujeme s několika kusy. Zde je z hlediska kvality a flexibility procesu velmi důležitá konstrukce chapadla, která nám ve spojení s robotem oproti klasickému paletizátoru otevírá možnosti úpravy vazeb dle přání zákazníka. Nosnost takového robotu musí být minimálně na úrovni 100 kg (IRB 460), ale setkáváme se i s modely výrazně silnějšími, určenými pro paletizaci velmi těžkých balení anebo pro paletizaci celé vrstvy – jako například nový robot IRB 760 s nosností 450 kg. Zároveň musí mít tyto roboty dlouhý dosah tak, aby mohly obsluhovat několik vstupů a výstupů najednou. Typický dosah je přes 3 metry, tedy na jednom pracovišti lze mít až 3 vstupy a 3 výstupy.
Přestože je počet průmyslových robotů nasazených v potravinářském průmyslu nižší než v jiných oblastech, trend počtu jejich použití je výrazně stoupající. Je nutné si uvědomit, že prostředí v potravinářství je v několika ohledech velmi tvrdé. Především je to trh se silnou konkurencí výrobců z jedné strany, ze strany druhé blokem obchodních řetězců se silnou vyjednávací pozicí, což ve výsledku vede k silnému stlačování marží, a tedy potřebě být při výrobě velmi efektivní. Z tohoto pohledu se nasazení průmyslových robotů, tedy zařízení velmi flexibilních a efektivních, jeví jako velmi logické. Druhým specifikem je potřeba udržení vysokého standardu hygieny při výrobě, což průmyslové roboty ABB dokonale splňují, lze je použít v prostředí CleanRoom a krytím až do úrovně IP69K.
Rozhodujícím hlediskem pro nasazení je ale i krátká návratnost investice, které se budeme věnovat příště.

Radek Velebil,
account manager,
Robotics Division, ABB, s. r. o.