A automação da área de confecção e embalagem na Bilcare Research

Uso orientado ao futuro de robôs KUKA através da KOCH Industrieanlagen na indústria de conversão.

A Bilcare Research AG pertence aos fabricantes líderes mundiais de filmes de barreira e de PVC rígido especial. Há mais de 50 anos a empresa se concentra na fabricação de filmes e disponibiliza soluções orientadas a clientes para a indústria farmacêutica, a indústria de impressão e etiquetas, bem como a clientes de cartões de segurança e de crédito. Para aumentar a competitividade a longo prazo, a Bilcare automatizou a sua área de confecção e embalagem na localidade de Bötzingen através do parceiro de sistema KUKA, KOCH Industrieanlagen. Um total de sete robôs KUKA garantem a embalagem rápida e de alta qualidade de rolos de filme. 

A complexidade da solução de automação fica evidente logo que você acessa o pavilhão de produção da Bilcare, no qual são cortados os rolos-mãe dos filmes Pharma-Blister. "Nós automatizamos a nossa área de embalagem até os paletes específicos de cliente, prontos para o envio, e a área de corte através de um sistema de corte de rolos automático da KAMPF" explica Jochen Molt, Site Manager na Bilcare Research.
"Além disso, a KOCH modernizou as duas máquinas já existentes para a vinculação à linha automática, decentralizada, de embalagem de rolos. O motivo dos investimentos foram aumentos de produção planejados na área da confecção e embalagem. Até então atribuímos a cada sistema de corte de rolos uma linha de embalagem local."

O sistema de embalagem altamente flexível e automático da KOCH Industrieanlagen GmbH de Dernbach, que há mais de 20 anos é parceiro de sistema oficial da KUKA Roboter GmbH, está em condições de processar de forma automática e sem ferramentas os pedidos de clientes que estão entrando, isto é, sem uma prévia reconfiguração. Aqui a KOCH opta pelo uso de seis robôs KUKA da série KR QUANTEC e um robô KR 6-2. Os robôs têm um amplo espectro de funções na solução de automação: eles são usados para a descarga e identificação dos produtos, assim como para a paletização e posicionamento.
Retirada de rolos com o KR QUANTEC.

O PLC decide sobre a forma de paletização

As encomendas entrantes são introduzidas no sistema SAP-ERP, que planeja os pedidos, os otimiza para a produção e os envia ao sistema de controle PLC KOCH. O registro de dados da máquina roda através de um novo sistema MES, uma solução industrial específica para fabricantes de rolos e converters. O PLC controla os diâmetros de rolos e o respectivo padrão de paletização com o tamanho dos portadores de carga previstos, e decide através de um teste de plausibilidade, se é possível uma paletização automática. Caso contrário, os rolos são encaminhados a uma linha de embalagem separada.

Para o posicionamento dos carretéis foi desenvolvido um sistema totalmente automatizado. Aqui um KUKA KR 6-2 assume a função central do posicionamento e da medição, de forma que seja assegurado que o carretel está na posição certa. De acordo com o pedido, o robô posiciona entre dois e 20 carretéis. Para isso ele retira o carretel automaticamente de um magazine ou, opcionalmente, também pode estar vinculado a um cortador de carretéis.

Depois disso ele coloca o carretel em uma chamada unidade de fixação e de transferência, que garante que os carretéis são colocados com perfeição no eixo de enrolamento. A grande vantagem aqui é que a máquina de corte e o robô trabalham de forma independente entre si. Quando há um novo pedido, o robô recebe as novas larguras de corte e posições do sistema de gestão de pedidos e os ajustes de corte especificados.

Os robôs KR QUANTEC do tipo KR 300 R2500 ultra atribuídos aos sistemas de corte de rolos retiram os rolos de filme prontos – que têm diâmetros de 250 até 800 milímetros, pesos de dez até 200 quilogramas e larguras de 75 até 450 milímetros – e os colocam em uma esteira transportadora. Nos sistemas os robôs são equipados com garras de aperto que geram apenas uma pequena pressão por fora para não danificar os rolos de filmes.

A unidade de comando da máquina ajusta as garras aos diâmetros de rolo. Os robôs acionam e freiam suavemente, para não danificar as bordas dos rolos ao serem depositados. Os robôs KR QUANTEC utilizados não apenas convencem pela sua elevada capacidade de carga de 300 kg e raio de alcance de 2.500 mm mas, sobretudo, pela sua flexibilidade – os diferentes pesos, diâmetros e larguras não são nenhum problema para os profissionais de manuseio.

O robô KR QUANTEC retira um rolo de filme.

Conceito de sistema randômico

Antes e após a embalagem os rolos recebe uma etiqueta interna e externa de carretel, que estão providos com o número de pedido e, portanto, identificáveis a toda hora. O conceito de sistema é descentralizado, o que traz vantagens consigo: assim, por exemplo, é possível embalar os rolos de forma randômica, isto é, independente das suas dimensões, de forma automática em filmes strech, sem novos ajustes. Em seguida, uma estação coloca outra etiqueta de identificação e de pedido por fora no rolo embalado. Depois vem o transporte para a área de paletização automática. Leitores de códigos de barra registram os dados da etiqueta para garantir uma validação da atribuição de linha. 

Na área de paletização os rolos vindos de forma randômica são atribuídos automaticamente aos três robôs móveis, também do tipo KR 300 R2500 ultra. Estes paletizam em 18 paletes em função do pedido. Os quatros tipos de palete necessários para isso ficam em um magazine e de lá são transportados automaticamente aos locais de paletização.

Os robôs KUKA colocam os rolos embalados, de acordo com a especificação, em pé ou deitados, sobre os portadores de carga e, se necessário, colocam folhas de proteção ou camadas de espuma, que a Bilcare Research usa em cinco variantes, como também, se for o caso, uma camada de fundo e de cobertura.

Aqui os robôs trabalham com garras de aperto desenvolvidas pela KOCH especificamente por cliente, que são providas de um mandril de expansão, bem como ventosas para levantar as camadas intermediárias, de fundo e de cobertura. O PLC calcula os padrões de paletes para os diferentes tamanhos de rolos.

Devido ao conceito de sistema randômico, a unidade de comando pode distribuir os paletes de um pedido a todas as máquinas de enrolamento. Também é possível inserir paletes de outros setores da planta, para adicioná-los ao sistema de segurança de carregamento automático. Leitores de código de barras registram estes paletes, que são então contabilizados e administrados no sistema.

Os paletes são protegidos para o transporte em uma estação de cintagem e providos de uma etiqueta por meio de uma etiquetadora. Empilhadeiras levam os portadores de carga prontos para a área de expedição. Os conjuntos de dados de pedidos são entregues ao PLC KOCH, que informa todos os passos de transporte e de embalagem ao sistema ERP.

Produtividade aumentada em 30%

Com a linha de embalagem automática os desejos de clientes na Bilcare Research devem ser atendidos de forma ainda mais rápida e flexível. A base para isso deve ser formada pelo processamento automático dos respectivos pedidos de cliente, o aumento da disponibilidade do sistema assim como o ingresso na "Industrie 4.0"

Já nos dois primeiros anos a produtividade pôde ser aumentada em 30% através da solução de automação, além disso, a qualidade e o padrão de higiene foram melhorados. Além disso, o novo sistema alivia fisicamente os trabalhadores, uma vez que os robôs assumem o manuseio dos rolos pesados.

Não por último, foi melhorado o planejamento de produção e de logística por meio de interfaces entre o controle de produção e o sistema ERP comercial. A Molt já está olhando para o futuro:


O investimento é uma boa base para os próximos anos, uma vez que iremos e precisaremos continuar a expandir a automação. Por exemplo, é possível que sejam conectadas outras máquinas aos processos automáticos.

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