Společnost KOCH utomatizovala za použití KUKA robotů logistický a balicí areál společnosti Bilcare Research

Společnost Bilcare Research AG patří mezi vedoucí světové výrobce bariérových a pevných PVC fólií. Jejich produkce je hlavní náplní firmy po dobu více než 50 roků. Společnost zajišťuje také zákaznicky orientovaná řešení pro farmaceutický průmysl, potisk a štítkování a rovněž vyrábí pro zákazníky bezpečnostní a kreditní karty. Firma zavedla z důvodu dlouhodobého zvýšení konkurenceschopnosti, ve spolupráci se systémovým partnerem KUKA, firmou KOCH Industrieanlagen, ve svém logistickém a balicím areálu v Bötzingen automatizovaný provoz.  Sedm KUKA robotů zde zaručuje rychlé a nejvyšším standardům vyhovující balení kotoučů s fóliemi. 

O komplexnosti automatizovaného řešení si uděláte jasnou představu hned, jak vstoupíte do výrobní haly společnosti Bilcare Research, kde se rozestřihují mateřské cívky s fóliemi určenými pro farmaceutické účely. „Náš balicí areál byl automatizován pro práci se zákaznickými paletami, které jsou připravené k odbavování a naše řezací pracoviště je nyní vybaveno novou automatickou řezačkou cívek od firmy KAMPF,“ vysvětluje Jochen Molt, střediskový manažer společnosti Bilcare Research. „Kromě toho zmodernizovala společnost KOCH dva stroje, které byly k dispozici pro připojení k decentralizované automatické lince na balení cívek. K této investici nás přivedl plánovaný nárůst produktivity v logistickém a balicím areálu. Až dosud jsme měli přiřazenou ke každé řezačce cívek vlastní balicí linku“.   

Vysoce adaptibilní, automatický balicí systém od společnosti KOCH Industrieanlagen GmbH v  Dernbachu, která je oficiálním systémovým partnerem společnosti KUKA Roboter GmbH po více než 20 let, dokáže zpracovávat objednávky, které přicházejí od zákazníků, automaticky a bez potřeby jakéhokoliv přestavby linky. Společnost KOCH využívá pro tento systém šest robotů KUKA ze série KR QUANTEC a jeden robot KR 6-2. Roboty mají široký rozsah úkolů - používají se pro vykládku i štítkování výrobků a rovněž pro paletizaci a ukládání.

PLC systém řídí paletizování

Objednávky se zadávají do systému SAP ERP, který provede jejich optimalizaci pro výrobu a odešle je do řídicího systému KOCH PLC.  Sběr dat probíhá prostřednictvím nového MES systému, což je specifické průmyslové řešení pro výrobce cívek a jejich konverzi. Řídicí systém PLC porovná průměr cívky a odpovídající rozmístění palet na transportéru, zhodnotí proveditelnost, aby mohl rozhodnout, zda je možné paletizovat automaticky. Pokud ne, odešlou se role na separátní balicí linku. 

Plně automatizovaný systém byl vyvinutý také pro nasazování cívek. V tomto případě přebírá robot KUKA KR 6-2 funkci měření, aby bylo zaručeno, že jsou správně usazeny. Robot umisťuje, v závislosti na objednávce, dvě až dvacet cívek. Také je automaticky vyjímá ze zásobníku a může být rovněž připojen přímo na řezačku. Robot umístí cívku na upínací a dopravní jednotku, která zajistí, že budou správně nasazeny na navíjecí hřídel. Velkou výhodou je, že řezací stroj a robot pracují nezávisle na sobě. Když se objeví nová objednávka, dostane robot ze systému pro řízení objednávek informaci o nové řezné šířce i umístění a také o předepsaném nastavení řezačky.

Roboty KR QUANTEC typu KR 300 R2500 ultra, přidělené k řezačce cívek, vyjímají hotové cívky s fólií, které mají průměr 250 až 800 milimetrů, váhu 10 až 200 kilogramů a šířku 75 až 450 milimetrů a usazují je na dopravní pás. Roboty v tomto systému jsou vybaveny úchopnými kleštinami, které vyvíjí na cívky jen mírný tlak, takže nemůže dojít k jejich poškození. Tyto kleštiny nasazuje řídicí jednotka stroje podle průměru příslušné cívky. Roboty KR QUANTEC nedisponují pouze vysokým zatížením dosahujícím až 300 kg a dosahem do 2500 mm, ale nabízejí také překvapivou flexibilitu – tito experti dokáží snadno manipulovat s předměty o různé váze, různých průměrech i šířkách.

Koncept náhodného uspořádání  

Před zabalením a poté i po něm se dovnitř cívky a poté na vnější stranu umístí štítek označený číslem objednávky, který ji činí kdykoliv identifikovatelnou. Systémový koncept je decentralizovaný, což má jasné výhody: například to, že je možno balit cívky do strečové fólie automaticky, bez jakéhokoliv upravování a ve zcela náhodném uspořádání, tzn. bez ohledu na jejich rozměry. Následně se k zabalené cívce přidá další ID a pořadový štítek. Cívka se potom přesune do automatizovaného paletizačního areálu. Čtečky čárového kódu sejmou data ze štítku, aby se zajistilo, že bude zásilka zavedena na správnou linku.   

Cívky se dopravují do paletizačního areálu v náhodném pořadí a jsou automaticky zaváděny ke třem mobilním robotům typu KR 300 R2500 ultra. Tyto roboty paletizují v požadovaném pořadí celkem 18 palet. Čtyři typy palet, které jsou pro to zapotřebí, jsou uloženy v zásobnících a přivážejí se k paletizačním stanicím automaticky. V závislosti na požadavku, umísťují KUKA roboty zabalené cívky na nákladovou plochu buď ve stojaté, nebo v ležaté poloze. Pokud je to vyžadováno, přidávají roboty ještě ochranné pokrytí nebo pěnové vložky, které má společnost Bilcare Research k dispozici v pěti různých verzích a v případě nutnosti ještě spodní a horní ochranné pokrytí. Při těchto činnostech pracují roboty s individuálně navrženými úchopnými kleštinami vyvinutými společností KOCH, které jsou vybavené rozevíracím mechanismem a rovněž přísavkami pro zvedání vložek a spodního i horního ochranného pokrytí. Systém PLC vypočítává pro různé velikosti cívek jejich rozmístění na paletách. 

Díky tomuto náhodnému konceptu může řídicí jednotka distribuovat palety k jakékoliv navíječce. Je rovněž možné přivézt palety z jiné části továrny a přidat je do automatického nakládacího systému. Snímače čárového kódu palety zaregistruje a poté se s nimi dále pracuje. Zabezpečí se pro transport v páskovací stanici a označí štítem. Zkompletované nákladové palety převezou do distribučního areálu vysokozdvižné vozíky. Zápisy dat příslušné objednávky se přenesou do systému KOCH PLC, který informuje ERP systém o všech provedených transportních a balicích operacích. 

Rozšiřující se rozsah automatizace

Cílem automatizované balicí linky v podniku Bilcare Research je plnit požadavky zákazníků na stále vyšší rychlost a flexibilitu. To vše je založeno na schopnosti zpracovávat jednotlivé objednávky zákazníků automaticky, zvyšovat dostupnost systému a získat podporu v rámci Industry 4.0.

V důsledku automatizace vzrostla v prvých dvou letech produktivita o 30 % a zlepšily se i kvalitativní a hygienické standardy.  Tento nový systém rovněž osvobozuje dělníky od fyzické námahy, protože manipulaci s těžkými cívkami přebírají roboty. A jako poslední, ale nikoliv nevýznamnou skutečností, jsou zlepšení týkající se plánování produkce a logistiky, která jsou výsledkem komunikace mezi řídicí jednotkou výroby a komerčním ERP systémem. P. Molt stále hledí do budoucnosti: „Tato investice je dobrým základem pro budoucnost, protože potřebujeme pokračovat ve využívání automatizace. Bylo by na příklad možné integrovat do těchto automatizačních procesů další stroje.“