Światowa premiera w Scheiben

Ograniczone warunki przestrzenne stanowiły duże wyzwanie podczas realizacji instalacji. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics) / Jednym z największych wyzwań w konfiguracji komórki robota była ograniczona dostępna powierzchnia podłogi. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Za pomocą swojego czteroramiennego chwytaka, Stäubli TX200 pobiera 12-kilogramowe kiełbaski z określonej pozycji przygotowania. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics) / Using its quadruple gripper, the Stäubli TX200 picks up the 12-kg sausages from a defined position. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Der TX200 bringt die Wurstkaliber sicher und schonend zur Beladeseite des Slicers. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics) / The TX200 reliably and carefully conveys the sausages to the loading side of the slicer. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Dieter Schäfer, kierownik zespołu ds. pakowania w Kaufland Fleischwaren GmbH, jest zachwycony komorą robotyczną. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics) / Dieter Schäfer, lider zespołu ds. pakowania w Kaufland Fleischwaren GmbH, jest zachwycony komorą robotyczną. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Rainer Bonfig, Dyrektor zarządzający bsb robot systems GmbH: Jego firma zrealizowała komórkę robotyczną zgodnie z najostrzejszymi wymogami higieny. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics) / Rainer Bonfig, Dyrektor zarządzający bsb robot systems GmbH: Jego firma zrealizowała komórkę robotyczną zgodnie z najostrzejszymi wymogami higieny. (Copyright: Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics)

Podczas obsługi 12 kg ciężkiego kalibru kiełbasy, Kaufland, pełnosortimentowy sprzedawca spożywczy, wkracza na nowy teren. Od niedawna, załadunek automatycznej maszyny do krojenia i pakowania, która przygotowuje smaczne plasterki z kiełbas o długości 1,5 metra, powierzono sześcioczłonowemu robotowi Stäubli TX200. To unikalne na świecie rozwiązanie robotyczne odciąża pracowników i przynosi kolejne istotne korzyści.

W przemyśle spożywczym zastosowanie robotyki staje przed szczególnymi wyzwaniami, gdy chodzi o obsługę nieopakowanych produktów spożywczych. Gdy robot ma bezpośredni kontakt z produktem, w tym przypadku z kalibrem kiełbasy, konieczne jest przestrzeganie najostrzejszych standardów higieny. Dodatkowo: powszechne, wielokrotnie dziennie przeprowadzane procesy dezynfekcji oraz intensywne czyszczenia washdown wszystkich elementów urządzenia stanowią niemal nieprzekraczalne bariery dla standardowych robotów.

Także odpowiedzialni w zakładzie kiełbasianym Kaufland Fleischwaren w Heilbronn zdawali sobie sprawę z tych wyzwań. Z jednej strony dostrzegali ogromne korzyści, jakie mógłby przynieść zastosowany robot, z drugiej jednak wątpliwości co do jego przydatności hamowały decyzję o inwestycji. Dieter Schäfer, kierownik zespołu pakowania w Kaufland Fleischwaren, wspomina: „Załadunek slicera, w którym umieszczano kalibry kiełbasy o długości 1500 mm i wadze 12 kg, przez całą zmianę był jednym z mniej lubianych obowiązków pracowników. Po modernizacji produkcji na jeszcze bardziej wydajne procesy, ta praca stała się niemal niemożliwa do wykonania ręcznie. Robot wydawał się odpowiednim rozwiązaniem, ale obawialiśmy się, czy sześcioczłonowy robot będzie w stanie na stałe wytrzymać nasze cykle czyszczenia.”

Procesowo bezpieczne zastosowanie robota w ekstremalnych warunkach

Martina Düngfelder, lokalny kierownik ds. nauk o życiu i żywności w Stäubli Robotics, podjęła się wyjaśnienia tych wątpliwości: „Znam obawy Kauflandu z wielu innych projektów. Jednak można je łatwo rozwiać, ponieważ nasze robota HE, przystosowane do mycia i washdown, są uznawane za referencję w zastosowaniach w trudnych warunkach i od około 15 lat wykazują odporność w warunkach wrażliwych na higienę.”

Aby osobiście się o tym przekonać, Stäubli towarzyszyło przedstawicielom Kauflandu w kilku projektach referencyjnych, między innymi w przemyśle serowarskim, gdzie roboty Stäubli od lat funkcjonują bezproblemowo i spełniają najostrzejsze wymogi higieniczne. W ten sposób można było rozwiać wątpliwości dotyczące standardów higieny i odporności na intensywne czyszczenia, a ostatecznie Kaufland zdecydował się na rozwiązanie robotyczne.

Wyzwania związane z przestrzenią i techniką chwytania

Odpowiedniego producenta urządzeń szybko wybrano spośród partnerów Stäubli – firmę bsb robot systems GmbH. Firma z Aschaffenburga dysponuje bogatym doświadczeniem w automatyzacji robotów i chętnie podjęła się realizacji projektu. To, co początkowo wydawało się prostym zadaniem – pobranie czterech kalibrów kiełbasy w wyznaczonych miejscach i przekazanie ich do slicera – okazało się być skomplikowanym przedsięwzięciem.

Główne wyzwania wyraził dyrektor Rainer Bonfig: „Codzienne procedury czyszczenia nie stanowiły problemu. Wiemy, że roboty Stäubli HE poradzą sobie z tym bez trudu. Zmartwieniem były raczej ograniczona przestrzeń i technika chwytania, które musiały zapewnić bezpieczne i jednocześnie delikatne obsługiwanie kalibrów kiełbasy.”

Światowa pierwsza robotyczna załadunek slicera

Jako że Kaufland prawdopodobnie jest pierwszym na świecie, który wyposażył slicer w sześcioczłonowego robota, nie można było się oprzeć na znanych rozwiązaniach z wcześniejszych projektów. Najłatwiejszym wyborem był odpowiedni robot. Ze względu na procesy dezynfekcji i washdown, konieczny był w pełni zamknięty, wodoodporny robot Stäubli HE. Czynnikiem decydującym była także udźwignięcie i zasięg, które jednoznacznie wskazywały na wybór dużego TX200 he, czyli specjalnie zamkniętej wersji do środowisk wilgotnych.

Ten wszechstronny, przemysłowy robot klasy premium, należy do najszybszych na rynku i wyznacza standardy w zakresie higieny, trwałości, dynamiki i precyzji. Wyposażony w wysoką czystość w pomieszczeniach czystych, z wewnętrznymi przewodami mediów i z pełnym uszczelnieniem obudowy w stopniu ochrony IP67, minimalizuje kontury zakłóceń i martwe przestrzenie. Obudowa wykonana jest z materiałów odpornych na korozję, co zapewnia, że dezynfekcja i intensywne czyszczenia washdown nie wpłyną na robota. Dodatkowo, ten model, podobnie jak wszystkie inne roboty Stäubli, umożliwia stosowanie spożywczego oleju NSF H1 bez utraty wydajności czy prędkości.

Rewelacyjna konstrukcja: chwytak

Przy konstrukcji chwytaka inżynierom z bsb pomogła ich wieloletnia wiedza w zakresie budowy maszyn specjalnych. Opracowane rozwiązanie zasługuje na miano dzieła sztuki. Kluczową cechą jest to, że aby osiągnąć wymagane cykle, trzeba jednocześnie chwytać cztery kalibry kiełbasy.

Aby nie uszkodzić produktu podczas procesu, bsb wymyśliło specjalne rozwiązanie: „Opracowaliśmy i zbudowaliśmy tzw. chwytak z czterema rolkami, który w pozycji przekazania podjeżdża pod cztery przygotowane kalibry kiełbasy i delikatnie je podnosi. Chwytak waży około 80 kilogramów, ma szerokość 1800 mm i dla każdego z czterech kalibrów posiada cztery rolki napędzane centralnym silnikiem. Cztery punkty podparcia, rozmieszczone równomiernie, zapewniają pewne uchwycenie i zapobiegają ugięciu 1,5-metrowych, „ugiętkich” kalibrów kiełbasy” – wyjaśnia Rainer Bonfig.

Aby załadować slicer, robot Stäubli TX200 precyzyjnie kieruje się do pozycji przekazania. Po osiągnięciu końcowej pozycji, centralny silnik uruchamia ruch rolek chwytaka. W ten sposób cenny ładunek jest bezpiecznie i precyzyjnie ustawiany w prowadnicy slicera. Aby zapobiec zsuwaniu się kalibrów kiełbasy z trójwymiarowych rolek chwytaka, te mają delikatny kontur igiełkowy, zapewniający odpowiednią trakcję podczas transportu.

Wysoka wydajność: 6000 kilogramów plasterków na zmianę

Dzięki tej unikalnej na skalę światową automatyzacji, zakład mięsny Kaufland w Heilbronn osiąga dzienną wydajność 12 000 kilogramów plasterków w systemie dwuzmianowym. W sumie przez linię przechodzi 21 różnych rodzajów kiełbas, które są pakowane w cztery różne jednostki opakowań plasterków i oferowane w Niemczech oraz Europie Wschodniej.

Dieter Schäfer, po początkowych obawach, dziś jest całkowicie przekonany do rozwiązania robotycznego: „Moje obawy dotyczące przestrzegania wysokich standardów higieny zostały całkowicie rozwiane przez robota Stäubli TX200 he Sechsachser. To rozwiązanie spełnia również nasze pozostałe cele w 100%. Odciążenie pracowników, bezpieczna i procesowo niezawodna praca na ograniczonej przestrzeni, zwiększenie wydajności, wysokiej dostępności, odporność robota na intensywne czyszczenia washdown, nowe, ciekawe zadania związane z robotyką – to wszystko sprawia, że projekt jest pełnym sukcesem.”