Výzva
Výrobca rozvádzačov ABB Striebel & John GmbH potreboval automatizovaný systém, ktorý by umožnil flexibilné a efektívne balenie širokej škály produktov.
Riešenie
Osem robotov ABB, ako súčasť plne automatického balenia a paletizácie, umožňuje rýchlu, presnú a flexibilnú manipuláciu s až 50 rôznymi typmi rozvádzačov, dokonca aj pri jednotlivých kusoch.
Aplikácia
Automatizované balenie a paletizácia 50 rôznych typov rozvádzačov – bez poškriabania, s plne automatickou výmenou produktov.
Roboty ABB sú základom nového systému, ktorý umožňuje výrobcovi rozvádzačov ABB Striebel & John efektívne a rýchlo manipulovať a baliť širokú škálu viac ako 50 modelov. Tým sa nielen zvyšuje produktivita, ale tiež minimalizuje riziko zranení pracovníkov pri manipulácii s rozvádzačmi.
Spoločnosť ABB Striebel & John GmbH so sídlom v nemeckom Sasbachu vyrába viac ako 70 rôznych typov rozvádzačov s rozmermi od 50 x 30 centimetrov do 140 x 130 centimetrov. Aby sa predišlo poškodeniu počas prepravy, musí byť každá skrinka pred umiestnením na paletu zabalená do ochranných kartónových škatúľ. Pri skrinke s typickou hmotnosťou do 80 kilogramov predstavuje ručná manipulácia a balenie fyzicky náročnú úlohu.
Okrem problémov spôsobených ich objemným tvarom a vysokou variabilitou majú rozvádzače aj práškový náter, ktorý je náchylný na poškriabanie pri manipulácii. Navyše, rozmery rozvádzačov často nezodpovedajú štandardným veľkostiam kartónových škatúľ, čo môže predstavovať problém pre automatizované riešenia, ktoré sú menej prispôsobivé voči kolísaniu kvality kartónového balenia v porovnaní s ručným balením.
Ďalšou výzvou bolo plne automatické prepínanie medzi rôznymi variantmi, pričom celý proces musel prebiehať v obmedzenom priestore.
Napriek všetkej tejto zložitosti sa spoločnosť ABB Striebel & John pustila do ambiciózneho záväzku s ABB automatizovať balenie, označovanie a paletizáciu celého svojho portfólia skriniek.
Zložitá automatizačná úloha si vyžaduje odborné know-how
Počiatočnou výzvou bolo nájsť správneho špecialistu, ktorý by projekt zvládol. "Mnohí špecialisti na automatizáciu neradi spracovávajú veľké diely alebo sa zaoberajú takými veľmi odlišnými veľkosťami produktov," povedal Markus Weber, vedúci priemyselného inžinierstva v spoločnosti ABB Striebel & John GmbH.
Spoločnosť Transnova Ruf, expert na baliace a paletizačné systémy prispôsobené zákazníkom, túto výzvu prijala. Roboty ABB tvoria jadro mnohých systémov, ktoré spoločnosť Transnova Ruf implementovala pre viacerých zákazníkov. Približne 90 % podnikania spoločnosti Transnova Ruf pochádza od stálych zákazníkov, čo je dôkazom technických schopností tohto špecializovaného výrobcu zariadení.
V závislosti od zložitosti Transnova Ruf zvyčajne podrobí zákaznícky systém niekoľkým fázam konceptu, najprv s 2D náčrtmi a potom pomocou 3D návrhu. Pomocou offline programovacieho a simulačného softvéru RobotStudio® od spoločnosti ABB dokáže spoločnosť vytvoriť funkčný 3D model robotickej inštalácie, ktorý môže ukázať zákazníkom už vo fáze návrhu. Model možno použiť na simuláciu prevádzky robota a okolitých zariadení. Keďže zákazník môže testovať a upravovať usporiadanie vo virtuálnom prostredí, čas, náklady a riziko akýchkoľvek chýb vo fáze uvedenia do prevádzky sa výrazne zníži.
"Chcem vybudovať systém okolo robotov, nie naopak," povedal zakladateľ spoločnosti Dr. Klaus-Peter Ruf, vysvetľujúc princíp dizajnu. "To znamená, že máme menej konvenčných komponentov a systém je vysoko dostupný."
Roboty, ktoré sa programujú samy
Šesť robotov ABB IRB 6700 a dva roboty IRB 1200, ktoré boli nainštalované začiatkom roka 2023, teraz umožňujú hladké, plne automatizované balenie, paletizáciu a označovanie skríň ABB Striebel & John's.
Vrcholom systému je softvér založený na parametroch, ktorý rýchlo vypočíta optimálnu dráhu pre každého robota bez ďalšieho manuálneho úsilia. Keď sa do systému vloží model skrinky, celkové riadenie systému prenesie číslo výrobku na roboty ABB. Údaje o výrobkoch, ktoré obsahuje, poskytujú robotom všetky informácie, ktoré potrebujú na parametrizáciu. Prevádzkovateľ systému musí zadať iba dĺžku, šírku a výšku balenia a štruktúru formácie a robot nezávisle vypočíta schému balenia. To nielen šetrí čas a námahu pri programovaní, ale poskytuje operátorom aj vysokú mieru nezávislosti.
Plne automatizovaný proces od kartónovej škatule až po paletu
Systém je usporiadaný do dvoch liniek, čo umožňuje zabaliť dvojnásobné množstvo skríň za rovnaký čas a súčasne spracovať dva rôzne typy skríň. Palety s kartónovými škatuľami sú zavádzané na dvoch miestach. Jeden z dvoch robotov IRB 6700 odstráni vrchnú kartónovú šablónu a umiestni ju do centrovacej jednotky. Potom robot opäť vyzdvihne centrovanú šablónu a po nanesení horúceho lepidla ju presne umiestni do skladačky.
Zároveň sa skrine posúvajú pomocou pásového dopravníka na miesto odberu, kde sa vycentrujú. Druhý robot IRB 6700 zdvihne skriňu z dopravníka a položí ju na pripravenú kartónovú šablónu. Kartón sa následne zloží okolo skrine a stlačí, čím sa dokončí „základ“ obalu. Medzitým prvý robot vyzdvihne druhú kartónovú šablónu. Táto sa vycentruje, nanesie sa na ňu lepidlo a zloží sa o 180 stupňov okolo skrine, aby vytvorila „vrchnák“ obalu.
Predbalená rozvodná skriňa sa potom prepraví do páskovacieho stroja. Malý, agilný IRB 1200 nalepí dva štítky na každú kartónovú škatuľu rozvádzača na etiketovacej stanici a umiestni ich podľa rozmerov skrinky. Paletizačný robot umiestňuje zabalenú skriňu na paletu, pričom sú možné rôzne konfigurácie paletizácie v závislosti od rozmerov, vrátane pozdĺžneho alebo priečneho uloženia.
Po naložení je plná paleta odvezená k výstupu, kde je zapáskovaná a označená. Následne distribučný vozík odoberá ďalšiu dávku prázdnych paliet.
Manuálna prevádzka bola automatizovaná a bezpečnejšia
Veľkou výhodou systému je minimalizované riziko úrazov zamestnancov, keďže eliminuje ergonomicky nepriaznivé kroky, ako paletizácia alebo zabezpečovanie paliet. Systém sa plne automaticky konvertuje, pričom operátor manuálne vyberá iba podávaciu dráhu z bezpečnostných dôvodov. "Od montáže až po uloženie do vychystávacej oblasti sa skrine nedotýka žiadny zamestnanec," povedal Markus Weber, zdôrazňujúc úroveň automatizácie systému.
Väčšia flexibilita a vyššia kvalita vďaka automatizácii
Okrem plnej automatizácie ponúka systém aj kľúčové výhody, ktorými sú vyššia flexibilita a menšia zložitosť. Predtým spoločnosť Striebel & John používala na balenie skríň 53 veľkostí kartónových krabíc a dva rôzne typy polystyrénových rohov. S automatizovaným systémom sa rozmanitosť znížila na 35 rôznych veľkostí kartónových krabíc, pričom polystyrénové prvky nie sú potrebné. Umožňuje to obratnosť systému, ktorý umožňuje používať veka a dná rovnakých rozmerov, pričom dno sa teraz jednoducho zloží okolo skrinky. Odstránenie polystyrénových rohov pomohlo zlepšiť udržateľnosť a vyriešiť problém poškodenia skriniek počas nakladania v dôsledku mierneho vyčnievania kartónových krabíc na paletách typu Europallet.
„Pomocou nového systému balenia a paletizácie možno plne automaticky manipulovať až s 50 rôznymi typmi skriniek. Umožňuje nám zvýšiť produktivitu o 25 percent a ponúka vysoký stupeň flexibility a konzistentnej kvality. Automatizácia bude určite aj v budúcnosti zohrávať v našej produkcii hlavnú úlohu,“ uzavrel Weber.
Väčšia flexibilita s menšou zložitosťou: Automatizovaný systém znížil počet rôznych veľkostí kartónov na balenie rozvádzačov z 53 na 35. 
Vďaka softvéru založenému na parametroch sa pre každý robot ABB vypočíta optimálna dráha automaticky, bez nutnosti manuálneho programovania. To šetrí čas a znižuje potrebu programovania, čím operátorom poskytuje vysoký stupeň nezávislosti. 
Paletovací robot uloží zabalenú skrinku na paletu. Podobne ako pri rozvodnej skrini Tetris, aj tu sú možné rôzne kombinácie v závislosti od rozmerov tak, aby zostali stabilné v závislosti od ťažiska „balíka“. 
Väčšia flexibilita s menšou zložitosťou: Automatizovaný systém znížil počet veľkostí kartónov na balenie skríň z 53 na 35. 
Palety so stohmi kartónových škatúľ sa privádzajú na dve stanice. Robot IRB 6700 od ABB nasáva hornú kartónovú platňu a umiestňuje ju do centrovacej jednotky, kde sa automaticky vycentruje vďaka gravitácii bez použitia akčných členov. 
Robot ABB IRB 1200 presne vie, kam umiestniť etikety na základe rozmerov skrinky. 
Simulačný a offline programovací softvér ABB RobotStudio® umožňuje vytvorenie digitálneho dvojčaťa robotického systému. Týmto spôsobom je možné vykonávať úpravy už v plánovacej fáze, čím sa predchádza časovo náročnému a nákladnému testovaniu a uvádzaniu do prevádzky.
Transnova-RUF vyvíja, vyrába a dodáva balenia, paletizačné a manipulačné systémy s približne 350 zamestnancami. Ročne dodá približne 80 systémov pre farmaceutický, potravinársky, kozmetický a nepotravinársky priemysel. Ich riešenia sú založené na robotike už 30 rokov a patria k nim zákazky od najväčších svetových výrobcov známych značiek. "Títo zákazníci nás zásobujú po celom svete," potvrdzuje zakladateľ spoločnosti Dr. Klaus-Peter Ruf. www.transnova-ruf.de
ABB Robotics & Discrete Automation je priekopníkom nielen v oblasti robotiky a automatizácie strojov, ale aj v oblasti digitálnych služieb a poskytuje inovatívne riešenia pre širokú škálu priemyselných odvetví od automobilového priemyslu po elektroniku a logistiku. Ako jeden z popredných svetových dodávateľov robotov a automatizácie strojov sme dodali viac ako 500 000 robotických riešení. Pomáhame našim zákazníkom všetkých veľkostí zvyšovať ich produktivitu a flexibilitu, zjednodušovať procesy a zlepšovať kvalitu produktov. Okrem toho ich podporujeme na ich ceste k zosieťovanej a kolaboratívnej továrni budúcnosti. ABB Robotics & Production Automation zamestnáva viac ako 11 000 ľudí na viac ako 100 miestach vo viac ako 53 krajinách. www.abb.de/robotics
