Maximální bezpečnost bez překvapení

Maximální bezpečnost bez překvapení

Plně automatizovaná výroba kelímků z jedné ruky

Na dlouhodobé reprodukovatelnosti, přesnosti a stabilitě záleží: taková byla hlavní cíle, s nimiž společnost Sonoco Crellin loni investovala do rozšíření své výroby kelímků. Pro dodavatele zařízení ENGEL to znamenalo dvě věci: zachovat osvědčené a vyvarovat se zbytečností.

Vzorkové nádoby vysoké čtyři centimetry pro lékařskou diagnostiku z průhledného PMMA patří již mnoho let k stálým zakázkám společnosti Sonoco Crellin v nizozemském Berkel en Rodenrijs. Pouhné několik minut jízdy od Rotterdamu sídlí divize zdravotnické techniky společnosti Sonoco Plastics. Smluvní výrobce zde v čisté místnosti třídy ISO 8 plní různé požadavky zákazníků. „Naší silnou stránkou je, že se dokážeme velmi rychle přizpůsobit novým požadavkům, a to na nejvyšší úrovni kvality,“ zdůrazňuje Michael Müller, jednatel společnosti Sonoco Crellin v Berkel en Rodenrijs. „Your taste. Our skills.“ (Váš vkus. Naše dovednosti.), je jejich motto. „Váš vkus jsou požadavky našich zákazníků. Naše dovednosti představují naši schopnost efektivně realizovat požadavky zákazníků,“ dodává Müller.

A tak právě velké, renomované společnosti z oblasti zdravotnické techniky, farmacie a diagnostiky nechávají vyrábět v Berkel en Rodenrijs. Mezi nimi je i Alfa Wassermann, objednatel PMMA kelímků. Dlouhou dobu globální dodavatel laboratoří v lékařských ordinacích a nemocnicích rozděloval své objemy zakázek mezi dva zpracovatele plastů. Vedle Sonoco vyráběla stejný produkt ještě jedna společnost v USA. V roce 2009 však Alfa Wassermann změnila strategii a soustředila veškeré objemy do Nizozemska. „Našeho zákazníka samozřejmě požádali o dlouhodobou jistotu dodávek,“ říká Müller. „Museli jsme mu garantovat, že budeme schopni spolehlivě dodávat vyšší počty kusů v konstantní kvalitě po mnoho let.“ Stávající výrobní linka tak narazila na své limity, flexibilita smluvního výrobce byla opětovně vystavena zkoušce.

Pro přijetí zakázky společnost Sonoco investovala do rozšíření a modernizace stávající výroby. Od července loňského roku vyrábí najednou dvě výrobní linky paralelně. Dosahují 60 milionů kelímků ročně, v špičkách může být výroba ještě vyšší, což byla také důležitá požadavek zákazníka. Obě výrobní linky jsou takzvané dedicated lines. Tak nazývá smluvní výrobce zařízení, která jsou přizpůsobena konkrétnímu produktu a nejsou při jiných zakázkách přestavována. „Očekáváme, že zařízení budou v příštích šesti, sedmi letech plně vytížena výrobou kelímků,“ plánuje Müller.

Ochrana osvědčeného

Linky se skládají vždy z vstřikovacího stroje typu ENGEL e-motion 55, lineárního robota typu ENGEL ERC 23 F a také z individuálně navrženého automatizačního řešení od ENGEL pro balení kelímků. Celý balíček byl dodán jako turn-key zařízení, včetně tříleté záruky výkonu.

„Hovořili jsme s různými dodavateli a ukázalo se, že ENGEL je ten, který se nejlépe přizpůsobil našim požadavkům,“ zdůrazňuje Müller, který především nechtěl navrhovat úplně nový výrobní proces. „Staré zařízení mělo své slabiny, ale i silné stránky, které jsme chtěli zachovat. Proto jsme hledali partnera, který nám na základě stávajícího procesu nabídne špičkové řešení.“ Výzvou byla především automatizační expertíza od ENGEL, protože v této oblasti projektoví manažeři společnosti Sonoco viděli největší potenciál pro optimalizaci.

„Starý systém manipulace s díly a jejich balení byl nesmírně složitý. Bylo tam nespočet spínačů a senzorů, které se ukázaly jako náchylné k poruchám,“ uvádí John Ballijns, inženýrský manažer společnosti Sonoco Crellin. Z toho vyplynula potřeba co nejjednoduššího nového systému. Pro experty na automatizaci od ENGEL v Hagenu to znamenalo přehodnotit smysl a funkci každé komponenty starého systému. Například se ukázalo, že v novém řešení lze upustit od kamerových systémů.

Kelímky jsou baleny v takzvaných sleeves, plochých plastových lištách rozdělených uprostřed, které na pravé a levé straně pojmou deset kelímků. Tyto sleeves slouží k dopravě kelímků k analytickým přístrojům, což je celosvětový standard pro kelímky. Zvláštností sleeve je, že kelímky na jedné straně mají otevření směrem dopředu a na druhé straně směrem dozadu v liště. Pro automatizaci to znamená, že polovina kelímků je po vstřikování otočena a lišty je třeba zásobovat z obou stran. Sleeve jsou centrálně umístěny, přičemž napravo a nalevo jsou zásobníky z nerezové oceli. Do nich jsou kelímky po vstřikování shromažďovány a následně přemístěny po pěti kusech do plastové lišty. Uchopovač robota ENGEL ERC tak odebírá kelímky z 16násobného nástroje, předává polovinu jinému uchopovači umístěnému mimo stroj a zbylých osm kelímků klade napravo od sleeve do dopravní stanice. Současně se externí uchopovač otáčí o 90° a klade svých osm kelímků nalevo od sleeve.

Jemné uchopení citlivých lehkých kelímků

Při uchopení, odložení a posunu kelímků museli experti na automatizaci dbát na to, aby se nikdy nedotkly bočních stran kelímků. Tam jsou umístěna okénka, jimiž se v laboratoři později provádí analýza například krve pomocí světla v viditelném a ultrafialovém spektrálním rozsahu. I nejjemnější škrábance by mohly zkreslit výsledky spektroskopie. Proto musel být uchopovač přesně přizpůsoben těmto omezením, neboť plochy určené k manipulaci jsou kuželovité. Další výzvou pro systém uchopovačů bylo nízké hmotnosti kelímků, pouhých 0,2 gramu.

To, že kelímky nejsou ihned po vyjmutí ze vstřikovacího stroje umístěny do plastových lišt, nesouvisí jen s tím, že v jednom cyklu se vstřikuje méně kelímků, než kolik jich sleeve pojme. Především jde o bezpečnostní opatření v procesu. Vyrovnávání v dopravních lištách zajišťuje, že kdykoli je přesně 20 kelímků zasunuto do sleeve, i když jsou některé dutiny ve formě zablokované.

Svůj cíl, zvýšit produktivitu a dostupnost výroby zjednodušením manipulace s díly, společnost Sonoco Crellin zcela naplnila. Maximálně dvě poruchy za 48 hodin, tak zněla původní požadavek, který je dnes dokonce překračován. „Chceme vyrábět a ne odstraňovat poruchy,“ zdůrazňuje Müller: „Stabilní procesy jsou při výrobě jednorázových zdravotnických produktů základem nejvyšší kvality a reprodukovatelnosti.“

Pokud však automatizace někdy potřebuje manuální zásah, je celá linka navržena tak, že lze při běžícím vstřikovacím stroji otevřít bezpečnostní kryt manipulace s díly. „Je levnější během této doby vyrobit odpad, než úplně restartovat vstřikovací proces po poruše,“ říká Ballijns.

Krátší cykly, nižší spotřeba energie

S nárůstem produktivity společnost Sonoco Crellin nejen splní nové požadavky zákazníků, ale i zvýšení efektivity je důležitým krokem k návratnosti investice do zařízení. „Zaručujeme našemu zákazníkovi stabilitu cen,“ říká Müller. „Abychom i při nadále kolísavých cenách surovin na zakázce vydělali, musíme tam, kde je to možné, šetřit.“

Kromě vyšší dostupnosti zařízení se to týká především doby cyklu vstřikovacího procesu. S aktuální hodnotou 9,7 sekundy se společnost Sonoco ve spolupráci se svým partnerem ENGEL podařilo zkrátit dobu cyklu starého zařízení o 20 %. Z toho 7,2 % připadá na vstřikování a chlazení, zatímco robot potřebuje 2,5 sekundy na vyjmutí. „Nechtěli jsme při automatizaci ztratit čas,“ zdůrazňuje Ballijns. Proto při výběru robota pro vyjímání zvolili ERC 23 s rychlým pohonem. „Tím dosahujeme zvlášť vysoké rychlosti osy Z,“ říká Matthias Hölzer, projektový inženýr společnosti ENGEL Automatizierung v Hagenu.

Také plně elektrické pohony vstřikovacích strojů ENGEL e-motion přispívají k úsporám. „Právě teď přecházíme na plně elektrické stroje v našem čistém prostoru,“ říká Müller. „Ušetříme tak mezi 30 a 40 procenty energie.“

Celkem je nyní v čisté místnosti v Berkel en Rodenrijs 15 strojů, z nichž devět již pracuje plně elektricky. Kromě dvou e-motion linek na výrobu kelímků jsou to například ještě dvě další ENGEL e-motion a dvě ENGEL e-max. Bezolejová čistá místnost znamená pro Michaela Müllera však víc než jen energetickou úsporu. „V minulosti jsme měli únik oleje v čisté místnosti,“ uvádí. „Stálo nás to nejen hodně peněz, ale i týden práce na čištění a opětovnou validaci. Tento rizikový faktor chceme úplně eliminovat.“

Není to naposledy, aby se společnost Sonoco Crellin mohla lépe prosadit v tvrdé konkurenci smluvních výrobců. Kdo ví, na jaké požadavky zákazníků se bude muset Michael Müller a jeho tým rychle a flexibilně přizpůsobit příště.

Obrázek: Automatizační systém pro balení vstřikovaně vyráběných kelímků je srdcem systémového řešení, které ENGEL dodal z jednoho zdroje.