Zastosowanie:
Pakowanie i paletyzacja mrożonych burgerów przeznaczonych do wysyłki do sklepów detalicznych.
Wyzwanie:
Szybsze pakowanie mrożonych hamburgerów, przy jednoczesnym zapobieganiu ewentualnym urazom personelu oraz zautomatyzowanie procesu pakowania i paletyzacji..
Rozwiązanie:
Kilka robotów ABB jest wykorzystywanych do pobierania paczek mrożonych produktów, umieszczania ich w pudełkach, a następnie układania ich na paletach gotowych do wysyłki.
Wiodący amerykański producent mrożonych hamburgerów wykorzystał roboty ABB do usprawnienia produkcji i zapobiegania urazom pracowników.
Zaczynając jako sieć fast-foodów, White Castle prowadzi obecnie szeroką działalność detaliczną, sprzedając swoją popularną ofertę mrożonych mini burgerów lub „sliderów” do sklepów w całych Stanach Zjednoczonych.
Jednym z głównych zakładów firmy jest fabryka mrożonek w Louisville w stanie Kentucky. Tutaj wstępnie ugotowane mięso hamburgera jest dostarczane w postaci bali i krojone na pojedyncze placki, które są ręcznie układane na spodach bułek, a następnie posypywane grillowaną cebulą i serem oraz uzupełniane górną bułką. Gotowe „slidery” są następnie pakowane w folię przepływową po dwa w opakowaniu i przenoszone do zamrażarki szokowej.
Stąd paczki są umieszczane na przenośniku, który prowadzi do trzech oddzielnych linii pakujących - dwóch równoległych linii dla kartonów o pojemności 12 opakowań sprzedawanych w ogólnych punktach sprzedaży detalicznej i jednej oddzielnej linii dla kartonów o pojemności 16 opakowań sprzedawanych w hurtowniach.
Wraz ze wzrostem produkcji „sliderów” firma zauważyła kilka wąskich gardeł w procesie, w szczególności przy pakowanie dwupaków „sliderów” do kartonów detalicznych, bardzo powtarzalnego zadania, które wymagało przenoszenia zamrożonego produktu.
Aby przyspieszyć ten proces i przenieść pracowników do mniej obciążających fizycznie prac, w 1998 r. firma zainstalowała po jednym urządzeniu IRB 340 FlexPicker® na każdej z linii. Wyposażony w chwytaki podciśnieniowe i zaawansowane sterowanie ruchem, każdy robot IRB 340 na liniach kartonujących o pojemności 12 opakowań pobiera jednocześnie sześć dwupaków, podczas gdy nowszy robot IRB 360 FlexPicker na linii o pojemności 16 opakowań pobiera jednocześnie osiem dwupaków.
W każdym cyklu roboty pakują warstwę dwóch kartonów jednocześnie, przy czym dwie iteracje „pick and place” uzupełniają dwa kartony na raz.
Każdy z oryginalnych modeli IRB 340 działa w fabryce w Louisville już ponad dwadzieścia lat.
- Roboty ABB delta to najlepsza inwestycja, jaką kiedykolwiek poczyniliśmy - mówi kierownik zakładu Tony McGraw. - Ich szybkość i dokładność utrzymują linie w ruchu i są wysoce niezawodne. Dołożyliśmy wszelkich starań, aby je utrzymać i nadal będziemy to robić. Myślę, że posłużą jeszcze przez długi czas.
Optymalizacja projektów za pomocą ABB RobotStudio®
Firma White Castle zainstalowała później również dodatkowe zrobotyzowane stanowiska w dwóch innych obszarach równoległych linii - jedną do pakowania kartonów detalicznych w pudła nadawcze o pojemności 12 sztuk, a drugą do paletyzacji pudeł nadawczych na palety z 96 sztuk. Te oryginalne roboty służyły przez wiele lat, ale w końcu stały się przestarzałe.
Firma White Castle zwróciła się do CIM SYSTEMS INC., autoryzowanego integratora systemów zrobotyzowanych ABB, o znalezienie rozwiązań zastępczych dla obszaru pakowania kartonów i paletyzacji.
Nowy system paletyzacji stanowił pewne wyzwanie projektowe. Pierwszym z nich był ciasny obszar paletyzacji, który musiał pomieścić dwie pełne linie. Rozwiązaniem było umieszczenie końca przenośnika z każdej linii prostopadle do przodu robota, jeden tuż za drugim, ze stacją palet wzdłuż prawej strony robota.
Firma White Castle chciała również, aby robot odbierał puste 45-funtowe palety ze stosu i umieszczał je w pakowania po zapełnieniu poprzedniej palety i przeniesieniu jej do stacji owijania folią stretch. Wymagało to bardziej złożonej konstrukcji chwytaka i skomplikowanego ruchu robota.
Aby opracować projekt rozwiązania, firma CIM wykorzystała RobotStudio, oprogramowanie ABB do programowania offline, do symulacji stanowiska paletyzującego, w tym specjalistycznego chwytaka, i określenia optymalnej pozycji i ruchu robota. Korzystanie z oprogramowania pomogło również zidentyfikować wszelkie wąskie gardła, a także obliczyć dokładne zapotrzebowanie na miejsce i czas cyklu.
CIM musiał skoordynować ruch robota i układ palet, upewniając się, że ładunek ominie pierwszą paletę, niezależnie od jej wysokości, aby bezpiecznie dotrzeć do drugiej palety.
Chwytak jest większy niż zwykle ze względu na konieczność podnoszenia zarówno katonów, jak i palet. Wyposażony w podciśnieniowe ssawki, które pobierają trzy ośmiofuntowe kartony na raz do operacji paletyzacji, oraz w cztery pneumatycznie sterowane haki umieszczone w każdym rogu, aby bezpiecznie obsługiwać każdą pustą paletę. Ta kombinacja umożliwia robotowi wykonywanie obu funkcji bez konieczności zmiany narzędzia.
RobotStudio pomogło CIM zaprojektować i udowodnić wydajność systemu przy jednoczesnym uwzględnieniu wszystkich zmiennych. Robot paletyzujący używany w tym systemie to 4-osiowy IRB 660 firmy ABB o zasięgu 3,15 metra i udźwigu 180 kilogramów. Taka konfiguracja zapewnia wystarczającą długość i siłę, aby dosięgnąć i usunąć wszystkie punkty w celi paletyzacji z pozycji stacjonarnej, zarówno w poziomie, jak i w pionie.
Nowe roboty dla stacji pakowania kartonów
Najnowsza instalacja automatyzacji White Castle obejmuje dwa roboty ABB IRB 1200, które pakują kartony detaliczne do skrzynek wysyłkowych o pojemności 12 sztuk - stacja ta znajduje się za linią pakowania i przed robotami paletyzującymi. Zamontowane na wspólnym cokole między dwiema liniami pakującymi, dwa roboty o niższej ładowności wykorzystują podciśnieniowe chwytaki końcowe do pobierania dwóch kartonów detalicznych na raz i umieszczania ich w pudełkach.
Nowe roboty ABB do pakowania kartonów o wadze 5 kg, po jednym dla każdej linii, zastąpiły pojedynczego, większego robota, który obsługiwał obie linie z malejącą wydajnością wraz ze wzrostem wielkości produkcji. Operatorzy ręczni, którzy wcześniej musieli wspomagać proces, zostali przeniesieni na bardziej wymagające stanowiska w zakładzie.
CIM ponownie wykorzystał RobotStudio do zidentyfikowania optymalnego pozycjonowania robotów w oparciu o ich powierzchnię, zasięg i ładowność, a także do sprawdzenia wymaganej wydajności systemu w odniesieniu do istniejących komponentów linii pakującej.
- Ogromne doświadczenie, jakie zdobyliśmy z robotami ABB FlexPickers na przestrzeni lat, sprawiło, że gdy nadszedł czas na wymianę naszych innych robotów, zwróciliśmy się do firmy ABB. Zaprezentowano nam firmę CIM SYSTEMS i nie mogliśmy być bardziej z tego powodu zadowoleni - mówi McGraw. - Robot paletyzujący i roboty do pakowania kartonów naprawdę zwiększyły wydajność naszej pracy. Są to systemy typu „plug and play”, które wymagają minimalnego wsparcia manualnego.
