W procesach pakowania produktów w kartony na dwa różne sposoby często pojawiają się problemy, gdy wykorzystywana jest tylko jedna maszyna. Z tego powodu firmy zazwyczaj stosują dwa oddzielne urządzenia. Aby rozwiązać ten problem u jednego z największych producentów żywności w Polsce, zespół firmy Maluka zaprojektował, wykonał i wdrożył maszynę do pakowania kotletów hamburgerowych w kartony, opartą na technologii OMRON.
Maluka jest polskim producentem maszyn i partnerem rozwiązań OMRON, specjalizującym się w wydajnych rozwiązaniach do pakowania i paletyzacji. Maluka to niezależna marka Item Service Group, opierająca się na ponad dziesięcioletnim doświadczeniu inżynierskim, które pozwala jej projektować, produkować i wspierać zaawansowane maszyny oraz linie produkcyjne dla przemysłu spożywczego, farmaceutycznego i chemicznego.
Wyzwanie: szybkie grupowanie produktów ustawionych w dwóch orientacjach
Podstawą rozwiązania opracowanego przez firmę Maluka jest maszyna do pakowania w kartony. Urządzenie pobiera karton z magazynu za pomocą przyssawki, otwiera go przy użyciu drugiej, a następnie umieszcza uformowany karton na podajniku. Na podajniku produkty trafiają do kartonu, po czym nakładany jest klej na gorąco, a otwarte ściany zostają zamknięte i dociśnięte.
Kacper Ciesielski, współzałożyciel firmy Maluka, wyjaśnia: - To może brzmieć prosto, ale są tu dwa wyzwania. Pierwszym poważnym zadaniem jest zbieranie produktów z prędkością 320 sztuk na minutę. Drugim, jeszcze trudniejszym zadaniem, jest grupowanie tych produktów, raz poziomo w kolumny, raz pionowo w rzędy.
Kotlety do hamburgerów zapakowane w folię są transportowane przez system przenośników i wyrównywane względem maszyny pakującej. Wyrównane kotlety trafiają do wózka z szufladami, wchodzącego w skład systemu transportowego, gdzie zostają pogrupowane w pakiety. Następnie każdy pakiet przemieszcza się na wózku napędzanym serwonapędami OMRON 1S, produkty zostają rozdzielone i rozpoczyna się odbieranie do następnej szuflady. W tym momencie zaczyna się proces przygotowania do pakowania w karton. W tym samym czasie z magazynu kartonów są pobierane opakowania, z których zostanie utworzony karton. Ostatnim etapem jest zamknięcie kartonu z produktem wewnątrz.
Rozwiązanie: ruch sterowany przez serwomechanizmy wyposażone w rozwiązanie Sysmac Integrated Automation
Firma Maluka wykorzystała zintegrowaną platformę Sysmac firmy OMRON, wszechstronną i niezawodną platformę automatyzacji ze sterownikiem maszynowym, który integruje sterowanie ruchem, sekwencyjną kontrolę logiczną, bezpieczeństwo, komunikację sieciową i kontrolę optyczną, co pozwala konfigurować, programować, symulować i monitorować działanie oraz używać szybkiej sieci w maszynie (EtherCAT).
Bardzo szybkie i dokładne procesy wymagały zastosowania 15 serwonapędów OMRON 1S o czasie cyklu 0,5 ms, aby umożliwić wykonanie procesu pakowania. Cała maszyna została zaprogramowana przy użyciu gotowych bloków funkcyjnych do synchronizacji napędu, opartych na różnych CAM, czyli predefiniowanych profilach ruchu wspomaganych komputerowo do obsługi napędów uruchamiających. Wbudowany graficzny edytor CAM umożliwił intuicyjne przygotowanie odpowiednich profili ruchu napędu.
Pojedyncze, ujednolicone środowisko programistyczne Sysmac Studio ułatwiło synchronizację serwonapędów i integrację warstwy sterowania ruchem ze środowiskiem programowania PLC. Dzięki temu jeden program może obsługiwać logikę, ruch, bezpieczeństwo, napędy, optykę i terminale HMI.
Interfejs użytkownika (HMI) został zaprogramowany przy użyciu pakietu PackML - standardu programowania maszyn pakujących. W ramach środowiska Sysmac Studio zostały dostarczone gotowe biblioteki. PackML obsługuje cały interfejs maszyny, a producent wykorzystał wbudowaną funkcję raportowania błędów do śledzenia problemów w oparciu o bieżącą pozycję procesu pakowania.
Elastyczne sterowanie systemem transportowym przy użyciu bloku funkcyjnego RaceTrack
System transportowy typu RaceTrack to układ mechaniczny, który składa się z dwóch lub więcej taśm sterowanych serwomechanizmem. Ma za zadanie odbierać elementy z dużą prędkością i na żądanie indeksować odbiór każdego elementu oraz przenosić elementy do obszaru rozładunku. W obszarze rozładunku taśma może być nieruchoma, podczas gdy do wykonania zadania odbioru produktu potrzebna jest inna taśma. Zazwyczaj systemy transportowe typu RaceTrack są wyposażone w dwie taśmy, ale biblioteka OMRON Sysmac może obsługiwać do czterech taśm jednocześnie. Umożliwia to mechanizm szybkiego ruchu wbudowany w sterowniki maszyn Sysmac. Dzięki tej bibliotece taśmę można skonfigurować w płaszczyźnie pionowej.
Zaawansowana maszyna pakująca wykorzystuje specjalne bloki funkcyjne do synchronizacji serwonapędów OMRON w systemie transportowym typu RaceTrack. Mateusz Gołębiowski, specjalista ds. kluczowych klientów w OMRON Industrial Automation, wyjaśnia: - Inteligentnym systemem transportowym maszyny zarządza blok funkcyjny RaceTrack firmy OMRON, który może obsługiwać do czterech taśm i do sześciu niezależnie sterowanych stacji.
Umożliwia to elastyczną konfigurację ruchu wahadłowego i przedziałów czasowych, a ponadto użycie wstępnie zdefiniowanych etapów ruchu, takich jak ruch indeksowany, zatrzymywanie, prędkość ciągła i oczekiwanie. Zapewnia to precyzyjną kontrolę i możliwość bezproblemowego dostosowywania do zmieniających się formatów opakowań.
Kompaktowy i wszechstronny projekt do produkcji wieloformatowej
Rozwiązanie firmy Maluka, w którym zastosowano serwonapędy OMRON, przeniosło linię producenta kotletów na wyższy poziom automatyzacji. To rozwiązanie pozwala klientowi korzystać z funkcji obsługiwanych wcześniej przez dwie maszyny, zajmując zaledwie 3,5 metra kwadratowego powierzchni więcej niż standardowe rozwiązanie opakowaniowe do obsługi jednej konfiguracji. Zmienna geometria podajnika wlotowego i dwa systemy grupowania zapewniają klientowi możliwość wszechstronnego użytkowania bez zajmowania dodatkowego miejsca.
Maluka Kobe Cartoner: linia pakująca z-kartoniarką wieloformatową
- Kartoniarka wieloformatowa o wydajności do 300 pojedynczych produktów na minutę
- Maszyna wieloformatowa wyposażona w system szybkiej zmiany konfiguracji, przeznaczona do obsługi pakowanych produktów spożywczych (takich jak czekolada, ciasteczka, mięso, ryby, herbata, kawa), a także kosmetycznych i chemicznych
- System formowania kartonów z pełną płytą, pakowanie produktów w kartony z górnymi klapkami z prędkością do 40 kartonów na minutę
- Automatyczny system pakowania oparty na autorskim układzie wózka RaceTrack firmy OMRON
- System transportowy zsynchronizowany z pakowarką do podawania produktów
- Sterowanie liniowe przy użyciu sterownika OMRON NJ-5, w zestawie serwonapędy serii-1S, falowniki MX2, zintegrowany system bezpieczeństwa-NX i 15-calowy interfejs HMI serii-NA
Źródło: OMRON
