Robotické vkládání mýdel do krabice a následná paletizace
Plně automatizovaná robotizovaná linka využívána při manipulaci a paletizaci mýdel je v tomto rozsahu zatím jediná na českém trhu. Pro SOAP Sokolov s.r.o. ji zrealizovala společnost EKOBAL s. r. o. I když vývoj a realizace rozhodně nebyly jednoduchou záležitostí, od ledna již linka slouží svému účelu.
SOAP Sokolov s.r.o. je nově vzniklou společností, která navazuje na tradici výroby tuhých mýdel v Česku podle osvědčených a tradičních receptur. Nový závod s moderním vybavením za více jako 4 000 000 eur vznikl na základě předchozích zkušeností spolumajitele a nositele know-how, firmy Krufin s.r.o. Pro výrobu mýdel standardních i zakázkových požadavků společnost využívá dvě zcela nové výrobní linky od italské firmy Mazzoni LB, které mají výrobní kapacitu 20 000 ks 100 g mýdel za hodinu. Další částí moderního vybavení se nově stala plně automatická balicí linka, která je určena pro manipulaci baleného mýdla a jeho paletizaci. Svého druhu unikátní projekt pro SOAP Sokolov s.r.o. zrealizovala společnost EKOBAL s.r.o.
S komplikacemi si EKOBAL poradil
„Když se do naší společnosti dostala poptávka na návrh a dodávku plně automatické linky, která si na začátku odebere z předchozí části výrobní linky mýdlo zabalené do fólie, a na konci vydá celou zabalenou paletu, nezalekli jsme se,“ popisuje začátek projektu Iva Havlíčková, manažerka projektu. V rámci automatizace paletizace a manipulace s výrobky ostatně EKOBAL rozšiřuje svou nabídku o řešení šitá na míru již řadu let. Manipulační zařízení od našeho známého výrobce se vyznačují nejenom vysokou kvalitou a životností, ale jsou i velmi výkonné, spolehlivé a v dlouhodobém měřítku také úsporné.
Iva Havlíčková, manažerka projektu
Zadání tohoto projektu se zpočátku jevilo jako snadno řešitelný úkol, proto se prakticky okamžitě ve vývojovém oddělení pustili do příprav hned několika návrhů řešení. „Postupně jsme dospěli k získání celé zakázky a podpisu smlouvy, takže na jaře 2019 mohla začít realizace,“ pokračuje Iva Havlíčková. „Ne vždy ale byla cesta jednoduchá a přímočará. Až po napojení na samotnou výrobní linku jsme mohli zjistit a připustit, že jsme se dostali na slepou kolej. Potýkali jsme se s různým „chováním“ mýdel zabalených v různě silných fóliových obalech, až nám nezbývalo nic jiného, než kompletně předělat způsob řešení seřazování mýdel a jejich odebrání robotem. Nakonec byla linka v lednu letošního roku úspěšně dokončena a předána zákazníkovi do provozu.“
Roboty Fanuc jako jasná volba
Výrobní linka Mazzoni LB vychrlí až 150 ks tuhých mýdel zabalených do PP fólie za minutu. Tato mýdla přejíždí na pásový dopravník a ihned jsou detekována pomocí kamerového systému 2D Vision.
Pro odběr mýdel EKOBAL posléze zvolil dva roboty výrobce FANUC, model SCARA SR – 6iA. Hlavním kritériem výběru byla vysoká rychlost a přesnost, tedy parametry, kterými SCARA roboty disponují. Čtyřosé roboty Scara (Selective Compliance Articulated/Assembly Robot Arm, což znamená, že rameno je pohyblivé v ose XY a tuhé v ose Z) jsou navrženy tak, aby zvládaly různé operace manipulace s materiálem. Toto selektivní kompatibilní kloubové robotické rameno je vhodné jak pro uchopení a přemístění, tak i pro drobné montážní práce
Automatizace od A až do Z
K úchopu mýdel robotem se používají přísavkové hlavice, každá s vlastním vakuovým erectorem. Mýdla jedou rychle a těsně za sebou. Roboty Scara jsou v této aplikaci vybaveny opcí 2D vision, která s pomocí kamery před roboty zajišťuje detekci pozice mýdla pro nabrání. Pomocí nastavení systému 2D visionu je možné detekovat i špatná nebo spojená mýdla které se do krabice nesmí založit. Protože roboty sbírají mýdla z běžícího pásu a je potřeba zajistit synchronizované střídání robotů, je celý systém doplněn opcí Line Tracking. Díky oběma funkcím není omezena rychlost předchozí linky a roboty tak můžou zakládat mýdla do krabice v maximální rychlosti výrobní linky až 160 ks/min. (avšak v této rychlosti se v reálném provoze nepracuje, reálná rychlost je 150 ks mýdel / min.).
Kamera detekuje přesnou pozici mýdla na dopravníku a dává informaci oběma robotům, Roboty postupně odebírají z dopravníku sadu 6 ks (je možná i alternativa 7 ks) mýdel a vkládají tuto sadu do připravené kartónové krabice. První robot vyplní půlku krabice a druhý robot doplní zbytek. Celkem je v jedné krabici 48, eventuálně 56 ks mýdel (2×6 nebo 2×7 mýdel vždy ve 4 vrstvách na sobě). Pomocí 2D Vision zároveň dochází k detekci tvarových zmetků, které robot z dopravníku neodebere – tento zmetek padá na konci dopravníku do krabice.
V lince bylo dále potřeba vyřešit i odběr a skládání krabic. Pro přípravu klopových krabic použili specialisté z EKOBALU zařízení italské firmy Siat SpA. Jedná se o automatický skladač kartónů F144/4 ve speciální úpravě pro krabice výšky pouhých 100 mm. Složené a ze spodní strany zalepené kartóny přijíždí po dopravníku na pozice u SCARA robotů, kde jsou aretovány pomocí zarážek na pozici pro naplnění mýdly. Naplněné krabice dále odjíždí po válečkovém dopravníku do dalšího stroje od firmy Siat, model SM11/4, který slouží k zalepování obalů. Jde o automatický stroj s manuálním nastavením velikosti kartónů vhodný pro velké série rozměrově stejných krabic, který automaticky uzavře horní klopy a zalepí je polypropylénovou lepicí páskou. Bezprostředně po uzavření jsou krabice za pohybu po dopravníku označeny etiketou aplikátorem etiket Ventus 920 s tiskárnou Sato S84 a již se řadí na odebíracím dopravníku před paletizačním robotem.
Na paletizaci s robotem – jak jinak?
Pro paletizaci byl opět použit robot Fanuc, tentokrát v univerzální šestiosé variantě Fanuc R-2000iC 165F s dvou zónovou přísavkovou uchopovací hlavou pro manipulaci se dvěma krabicemi současně, ale s možností odložit každou krabici na paletu samostatně. Robot odebere krabice s mýdly z dopravníku, každou zvlášť odloží na kontrolní váhu, po zvážení a podle informace o hmotnosti krabice skládá dle naučeného schématu již zabalené produkty na paletu. Ani zde nechybí inspekční systémy. Pokud krabice nesplňuje požadavek na váhu (což znamená, že některé mýdlo nemá správnou váhu, anebo je obal mýdla prázdný), odloží robot tuto krabici na samostatný odkládací dopravník. Plně vyskládaná paleta odjíždí po válečkovém dopravníku na dopravník odebírací, odkud ji operátor odváží do skladu hotových výrobků. Zde zboží na paletě vychladne a teprve před expedicí je paleta zabalena do stretch fólie.
A na závěr působivé zhodnocení…
Po automatizované výrobě dochází tedy i k automatizovanému odběru, manipulaci, vkládání do sekundárního obalu a následné paletizaci. Kapacita linky umožňuje zpracování až 150 mýdel za minutu. Z hlediska zpracování obalů pak lze pracovat s výkonem dosahujícího až 215 krabic za hodinu.