Automatyzacja obszaru konfekcjonowania i pakowania w firmie Bilcare Research

Przyszłościowe zastosowanie robotów KUKA w instalacjach przemysłowych KOCH w przemyśle przetwórczym.

Firma Bilcare Research AG należy do wiodących na świecie producentów folii barierowej i specjalnej folii twardej. Przedsiębiorstwo od ponad 50 lat koncentruje się na produkcji folii i dostarcza dopasowane do potrzeb klientów rozwiązania dla sektora farmaceutycznego, przemysłu drukarskiego i etykietowania oraz producentów kart bezpieczeństwa i kart kredytowych. Aby zapewnić sobie konkurencyjność w perspektywie długoterminowej, firma Bilcare zautomatyzowała obszar konfekcjonowania i pakowania w zakładzie Standort Bötzingen z pomocą partnera systemowego KUKA – firmy KOCH Industrieanlagen. Łącznie siedem robotów KUKA zapewnia wysokiej jakości, szybkie pakowanie folii w rolkach. 

Stopień złożoności tego rozwiązania automatyzacyjnego widać po wejściu do hali produkcyjnej Bilcare Research, w której bele farmaceutycznej folii bąbelkowej są cięte na kawałki. „Zautomatyzowaliśmy obszar pakowania aż po specyficzne dla klientów, gotowe do wysyłki palety i rozbudowaliśmy obszar cięcia o nową, automatyczną przewijarkę z przekrawaniem firmy KAMPF” – wyjaśnia Jochen Molt, Site Manager w firmie Bilcare Research.
„Poza tym zmodernizowaliśmy obie dostępne maszyny w celu podłączenia ich do zdecentralizowanej, automatycznej linii pakowania rolek KOCH. Powodem inwestycji był planowany wzrost produktywności w obszarze konfekcjonowania i pakowania. Jak dotąd do każdej przewijarki z przekrawaniem przyporządkowaliśmy lokalną linię pakowania.”

Niezwykle elastyczna i automatyczna instalacja pakująca firmy KOCH Industrieanlagen GmbH z Dernbach, która od ponad 20 jest oficjalnym partnerem systemowym KUKA Roboter GmbH, potrafi realizować przychodzące zlecenia klientów automatycznie i bez pomocy narzędzi, tzn. bez konieczności jej wcześniejszego przezbrojenia. Firma KOCH zdecydowała się na zastosowanie sześciu robotów KUKA z serii KR QUANTEC i jednego robota KR 6-2. W tym rozwiązaniu automatyzacyjnym roboty realizują szerokie spektrum zadań: są one wykorzystywane do rozładunku i oznaczania produktów oraz paletyzacji i układania.
Odbieranie rolek za pomocą KR QUANTEC.

SPS decyduje o kształcie palety

Przychodzące zamówienia są wprowadzane do systemu SAP-ERP, który rozplanowuje zlecenia i przesyła je do systemu sterowania KOCH-SPS tak, aby zapewnić optymalną produktywność. Dane maszyny są rejestrowane za pomocą nowego systemu MES, czyli specyficznego rozwiązania dla branży przetwórczej i specjalizującej się w produkcji rolek. SPS sprawdza średnicę rolki i porównuje rozmiar palety z wielkością przewidzianej jednostki ładunkowej, a następnie na podstawie kontroli wiarygodności decyduje, czy możliwa jest automatyczna paletyzacja. W przeciwnym razie rolki są przekierowywane na osobną linię pakowania.

Ponadto stworzono w pełni automatyczny system do pozycjonowania tulei. Robot KUKA KR 6-2 odgrywa w nim centralną rolę oraz jest odpowiedzialny za pozycjonowanie i pomiar, aby upewnić się, że tuleja znajduje się odpowiednim położeniu. W zależności od zlecenia robot ustawia od 2 do 20 tulei. W tym celu automatycznie odbiera tuleję z magazynu lub może też zostać podłączony bezpośrednio do maszyny do cięcia tulei.

Następnie umieszcza on tuleję na tzw. jednostce zaciskowej i transferowej, która gwarantuje odpowiednie ułożenie tulei na wałku nawijającym. Dużą zaletą jest to, że maszyna tnąca i robot pracują niezależnie od siebie. W przypadku zmiany zlecenia robot otrzymuje nowe szerokości cięcia i pozycje wyznaczone na podstawie przedmiotu zlecenia i ustawienia noży.

Przydzielone do przewijarek z przekrawaniem roboty KR QUANTEC typu KR 300 R2500 ultra odbierają gotowe rolki folii – o średnicy od 250 do 800 mm, wadze od 10 do 200 kg i szerokości od 75 do 450 mm – i odkładają je na przenośnik taśmowy. Roboty znajdujące się w instalacjach są wyposażone w chwytaki zaciskowe, które wytwarzają tylko niskie ciśnienie, aby nie uszkodzić folii w rolkach.

Układ sterowania maszyny umożliwia dopasowanie chwytaka do średnicy rolki. Roboty ostrożnie podjeżdżają i zatrzymują się, aby nie uszkodzić brzegów rolek podczas ich odkładania. Stosowane roboty KR QUANTEC przekonują nie tylko dużym udźwigiem wynoszącym 300 kg i zasięgiem wynoszącym 2500 mm, lecz przede wszystkim swoją elastycznością – różne ciężary, średnice i szerokości nie stanowią dla tych specjalistów od manipulowania żadnego problemu.

Robot KR QUANTEC odbiera rolkę folii.

Chaotyczna koncepcja systemu

Przed i po zapakowaniu rolki zostają opatrzone etykietami umieszczanymi wewnątrz tulei i na zewnątrz rolki, na których znajduje się numer zlecenia, dlatego w każdej chwili można ją zidentyfikować. Koncepcja systemu jest zdecentralizowana i oferuje następujące korzyści: Dzięki temu można na przykład pakować rolki chaotycznie, czyli niezależnie od ich wymiarów, automatycznie i bez konieczności przestawiania na folię stretch. Następnie na zapakowanej rolce stacja umieszcza kolejną etykietę z numerem ID i numerem zlecenia. Teraz rolki są transportowane do obszaru automatycznej paletyzacji. Czytniki kodów kreskowych rejestrują dane na etykiecie w celu weryfikacji i przyporządkowania do odpowiedniej linii. 

Chaotycznie dostarczane do obszaru paletyzacji rolki są automatycznie przydzielane do trzech mobilnych robotów, również typu KR 300 R2500 ultra. Są one układane na 18 paletach zgodnie ze zleceniami. Niezbędne do tego cztery typy palet znajdują się w magazynach i stamtąd są automatycznie transportowane do miejsc paletyzacji.

Roboty KUKA umieszczają zapakowane rolki zgodnie z zaleceniem – na stojąco lub leżąco – na jednostce ładunkowej i w razie potrzeby dołączają podkładki ochronne lub przekładki z pianki, które w firmie Bilcare Research są dostępne w pięciu wersjach, a także ewentualnie górną i dolną podkładkę.

Tutaj roboty pracują ze specyficznymi dla klienta, opracowanymi przez KOCH chwytakami zaciskowymi, które są wyposażone w rozszerzający się trzpień oraz przyssawki do mocowania przekładek, a także dolnych i górnych podkładek. SPS oblicza wzór ułożenia na palecie w zależności od wymiarów rolek.

Układ sterowania – dzięki chaotycznej koncepcji systemu – może porozdzielać palety, należące do jednego zlecenia, na wszystkie instalacje pakujące. Można też sprowadzić palety z innych działów fabryki w celu automatycznego zabezpieczenia znajdującego się na nich ładunku. Czytniki kodów kreskowych rejestrują te palety, które są zapisane w systemie i którymi może on zarządzać.

Palety mogą zostać zabezpieczone na czas transportu w stacji do otaśmowywania i opatrzone etykietą przez etykieciarkę. Wózki widłowe przewożą gotowe jednostki ładunkowe do obszaru wysyłki. Rekordy danych zlecenia są przekazywane do KOCH-SPS, który informuje system ERP o wszystkich wykonanych etapach transportu i pakowania.

O 30 procent większa produktywność

Automatyczna linia pakowania pozwoli firmie Bilcare Research realizować życzenia klientów w sposób jeszcze szybszy i bardziej elastyczny. Podstawę stanowi automatyczne opracowywanie poszczególnych zleceń klientów, wzrost dyspozycyjności instalacji oraz wdrożenie „Industrie 4.0”

Dzięki rozwiązaniu automatyzacyjnemu już w ciągu dwóch pierwszych lat udało się zwiększyć produktywność o 30 procent, a także podnieść jakość i standard higieniczności. Poza tym nowa instalacja odciążyła pracowników fizycznych, ponieważ roboty zajęły się manipulowaniem ciężkimi rolkami.

Dzięki interfejsom układu sterowania produkcją do handlowego systemu ERP udało się usprawnić również planowanie produkcji i logistyki. Molt patrzy teraz w przyszłość:


Inwestycja jest zaplanowana na kolejne lata, ponieważ chcemy i musimy dalej rozbudowywać automatyzację. Możliwe jest na przykład to, że zautomatyzujemy pracę kolejnych maszyn.

Korzystamy z plików cookies, gdyż chcemy zaoferować Państwu jak najlepszy serwis internetowy. Dowiedz się więcej.

OK