Automatyczne pakowanie FOSB z robotami w czystym pomieszczeniu

Widok z góry na obiekt podkreśla oszczędne w miejscu układy. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Dwa sześcioszczękowe roboty Stäubli typu TX2-160 przejmują wszystkie procesy obsługi przy pakowaniu FOSB. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Robot prezentuje zapakowane pudełko systemowi wizyjnemu do kontroli jakości. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Systemy ABT do w pełni automatycznej pakowania FOSB cieszą się dużą popularnością na całym świecie. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Roboty są wyposażone w specjalne chwytaki, dzięki którym można obsługiwać szeroki zakres formatów FOSB bez konieczności zmiany narzędzi. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Pakowanie wafli w tak zwane FOSB, skrót oznacza Front Opening Shipping Box, jest skomplikowanym procesem, który musi odbywać się w warunkach czystego pomieszczenia. Aby całkowicie wyeliminować ludzkie ingerencje, niemiecka firma opracowała w pełni automatyczne rozwiązanie, które nie ma sobie równych. Dwa roboty czystego pomieszczenia Stäubli przejmują pełną obsługę opakowań.

Na najbardziej południowym krańcu Bawarii, w malowniczej miejscowości Burgkirchen, w 2006 roku osiedlił się mały, ale wyrafinowany producent specjalistycznych maszyn high-tech, którego innowacyjne rozwiązania automatyzacyjne szybko zyskały międzynarodowe uznanie. Dzięki przemyślanemu wyposażeniu młoda firma cts GmbH zdołała zdobyć doświadczenie i wejść w najbardziej wymagające branże, takie jak motoryzacja, elektronika, półprzewodniki, nauki o życiu i inne. Po dynamicznym rozwoju cts zatrudnia dziś ponad 350 pracowników w kilku lokalizacjach – firma nie traci swojej innowacyjności, czego dowodem jest AutoBaggingTool, w skrócie ABT.

O tym, czym jest ABT, mówi Alfred Pammer, pełnomocnik firmy cts: „Chodzi o złożoną komórkę robotyczną z dwoma czystoprzemysłowymi robotami Stäubli o sześciu osiach, które w pełni automatycznie przejmują cały proces pakowania FOSB-ów w worki wewnętrzne. To przełomowe rozwiązanie zastępuje częściowo ręczny proces pakowania i zapewnia znaczący wzrost bezpieczeństwa procesu, wydajności i jakości.” Aby sprostać stale rosnącemu zapotrzebowaniu na to rozwiązanie, cts niedawno uruchomiła nową, w pełni nowoczesną linię produkcyjną.

W przeciwieństwie do tego ręczne pakowanie FOSB-ów, które mogą ważyć do dziesięciu kilogramów, jest bardzo męczące fizycznie. Pracownicy muszą najpierw sprawdzić, czy wafle są poprawnie umieszczone w pudełku, następnie zweryfikować, czy różne elementy montażowe na FOSB-ie zostały poprawnie zamontowane, a na końcu zająć się trudnym pakowaniem z wewnętrznym i zewnętrznym woreczkiem – wszystko to w warunkach czystego pomieszczenia i w kombinezonach czystościowych.

W pełni automatycznie zamiast ręcznie

Jak szybko, łatwo i wydajnie przebiega w pełni automatyczne pakowanie za pomocą dwóch robotów czystego pomieszczenia Stäubli typu TX2-160, pokazuje spojrzenie na kompaktową, kompletną komórkę od cts, w którą zintegrowane są wszystkie komponenty, takie jak stacje pakowania, komory kontrolne, roboty, systemy wizji, drukarki i inne. Zanim FOSB-y, zazwyczaj załadowane 25 waflami, ruszą przez łącznie 15 stacji w linii, są identyfikowane za pomocą RFID, co jest standardem w przemyśle półprzewodnikowym. Wymagane parametry są odpytywane przez system główny za pomocą interfejsu SECS/GEM. Na podstawie otrzymanych informacji wykonywane są wszystkie niezbędne kroki procesu.

Najpierw pojemniki z waflami są dostarczane przez system transportu nad głową, zwany OHT, i wprowadzane na linię za pomocą taśmy podającej. W pierwszym kroku na stacji kontrolnej przeprowadzany jest tzw. Cross Slot Check, który sprawdza poprawne ułożenie wafli w pudełku.

Następnie pierwszy robot Stäubli o sześciu osiach przejmuje FOSB i prezentuje go systemowi wizji, który kontroluje poprawność położenia elementów montażowych na pudełku. Kolejnym etapem jest etykietowanie i kontrola jakości etykiety. Oba te kroki wykonuje robot TX2-160, który bezpiecznie trzyma pojemnik w ręku, przygotowując go do etykietowania i procesu BV. Aby skrócić czasy cykli, robot TX2-160 wykonuje wszystkie ruchy z dużą dynamiką i precyzją.

Skomplikowany proces: pakowanie w worki wewnętrzne i zewnętrzne

Obecnie realizowany jest pierwszy etap pakowania z użyciem worka wewnętrznego. Robot umieszcza pojemnik na automatycznej stacji, gdzie następuje pakowanie i zgrzewanie worka wewnętrznego. Kolejne kroki to składanie i klejenie nadmiaru materiału oraz test szczelności opakowania próżniowego.

Ta stacja testowa jednocześnie pełni funkcję punktu przekazania FOSB od pierwszego robota do drugiego. Podczas gdy pierwszy robot TX2-160 odkłada pojemnik na miejsce testu, drugi robot odbiera go po pomyślnym teście. Następnie drugi robot przejmuje pełną obsługę pakowania z zewnętrznym workiem, wykonując te same kroki, co przy pakowaniu worka wewnętrznego, w tym etykietowanie i kontrolę jakości etykiety. Na koniec robot odkłada w pełni zapakowany i sprawdzony FOSB na taśmę wyjściową.

„Linia zapewnia nie tylko znaczący wzrost jakości i bezpieczeństwa procesu, ale także wyraźny wzrost wydajności. Miesięcznie AutoBaggingTool ABT może osiągnąć przepustowość do 8 000 FOSB,” mówi Alfred Pammer. Kolejną dużą zaletą jest to, że system może obsługiwać wiele formatów FOSB z różnymi elementami montażowymi. Dzięki elastyczności robotów Stäubli i własnej technice chwytania opracowanej przez cts, ABT może pakować niemal wszystkie warianty bez konieczności zmian konfiguracji. To unikalne rozwiązanie cenione jest przez klientów na całym świecie.

Wymagana klasa czystości ISO 6 nie stanowi wyzwania dla obu robotów Stäubli. Osiągają tę klasę już w standardowej wersji. „W naszych urządzeniach do półprzewodników korzystamy głównie z robotów Stäubli, ponieważ są one uważane za referencję w czystym pomieszczeniu, a jednocześnie są niezwykle precyzyjne i niezawodne. Te systemy pracują głównie w Azji i innych częściach świata non stop, dlatego nie możemy sobie pozwolić na awarie czy zakłócenia,” podkreśla Alfred Pammer.