Studium przypadku pakowania z dużą prędkością z wykorzystaniem trójosiowego robota serwo w branży opakowań spożywczych

Studium przypadku pakowania z dużą prędkością – trójosiowe roboty serwo w branży pakowania żywności

W zakładach produkujących opakowania do żywności, równowaga między szybkością a precyzją jest zawsze kluczowym wyzwaniem – sprostanie wymaganiom dużych zamówień w szczytowym okresie świątecznym, przy jednoczesnym zapewnieniu higieny, bezpieczeństwa i integralności opakowań żywności. Gdy ręczne pakowanie napotyka na wąskie gardła wydajności i niedobory siły roboczej, a tradycyjne maszyny z trudem dostosowują się do elastycznej produkcji w wielu kategoriach produktów, trójosiowe roboty serwo, dzięki swojej szybkiej reakcji i precyzyjnej kontroli, stają się kluczowym sprzętem do rozwiązywania problemów w przemyśle. Poniższe trzy praktyczne przykłady z różnych sektorów spożywczych w pełni pokażą, jak ich wartość technologiczna przekłada się na korzyści produkcyjne.

Studium przypadku 1: Opakowanie na składane łyżki jednorazowe — 1 rozwiązanie na 24 osoby pozwala zaoszczędzić 90% kosztów pracy

W produkcji jednorazowej zastawy stołowej dla branży gastronomicznej, niewielkie rozmiary i duża objętość składanych łyżek stawiają wysokie wymagania automatyzacji pakowania. Globalna firma z branży gastronomicznej od dawna opierała się na pracy ręcznej przy pakowaniu składanych łyżek, napotykając na przerwy w produkcji z powodu 30-procentowej rotacji personelu i trudności w konsekwentnym kontrolowaniu poziomu przestrzegania zasad higieny poszczególnych opakowań. Wprowadzenie trójosiowego serworobota SW6308s firmy Siweike całkowicie odmieniło proces produkcyjny, umożliwiając automatyzację 1 na 24.

System ten zapewnia pełną automatyzację od Maszyna do formowania wtryskowego Od kompletacji części, przez składanie, aż po pakowanie, dzięki precyzyjnej koordynacji trójosiowych serwomotorów. Wyposażony w niestandardowe chwytaki próżniowe, robot podnosi całą partię składanych łyżek w ciągu 0,3 sekundy po zakończeniu przez 250-tonową wtryskarkę procesu formowania formy 1 na 24. Szybkie przemieszczanie wzdłuż osi X i Y (maksymalna prędkość do 1,5 m/s) przenosi łyżki do systemu składania, podczas gdy oś Z precyzyjnie kontroluje nacisk w dół, aby dokończyć formowanie. Na etapie pakowania powtarzalność ruchu w trzech osiach sięga ±0,1 mm, co gwarantuje, że każda łyżka jest precyzyjnie osadzona w ustalonym miejscu w przezroczystej folii opakowaniowej, unikając zagnieceń i niewspółosiowości, typowych dla pakowania ręcznego.

Rzeczywiste dane operacyjne pokazują, że to rozwiązanie zwiększa wydajność pakowania pojedynczej linii produkcyjnej do 1440 sztuk/minutę, co odpowiada obciążeniu pracą 6 wykwalifikowanych pracowników, bezpośrednio redukując koszty pracy o 90%. Co ważniejsze, całkowicie zamknięty system serwonapędu eliminuje ryzyko zanieczyszczenia w wyniku kontaktu z człowiekiem, zwiększając wskaźnik zgodności z wymogami higieny opakowań z 92% do 99,8%. Błąd pozycjonowania logo marki na przezroczystych opakowaniach jest kontrolowany z dokładnością do 0,5 mm, co pozwala firmom cateringowym osiągnąć prestiż marki.

Studium przypadku 2: Opakowania na kanapki gotowe do spożycia – szybkie i „delikatne” rozwiązanie, pozwalające na przygotowanie 60 kanapek na minutę

Niedobór siły roboczej w przemyśle spożywczym po Brexicie doprowadził linię pakującą kanapki dużej firmy produkującej żywność gotową do spożycia na skraj przestoju. Tradycyjne pakowanie ręczne nie tylko osiągało prędkość zaledwie 15 kanapek na minutę, ale również charakteryzowało się 3% odkształceniem produktu z powodu nierównomiernej temperatury i nacisku dłoni oraz 8% wskaźnikiem defektów wyglądu opakowań z okienkiem. Problemy te zostały łatwo rozwiązane dzięki wprowadzeniu robota KR AGILUS HM wyposażonego w trzyosiowy system serwo.

Rozwiązanie to, uwzględniając miękką i delikatną naturę kanapek, wykorzystuje elastyczne chwytaki ze stali nierdzewnej dopuszczonej do kontaktu z żywnością, w połączeniu z technologią kontroli siły za pomocą trójosiowego serwomotoru, aby precyzyjnie kontrolować siłę chwytania w zakresie 5-10 N – zapewniając stabilny chwyt bez ściskania i deformowania pieczywa. Na linii przenośnika serwomotor osi X napędza chwytaki, przesuwając je z prędkością 1,2 m/s, podczas gdy oś Z przesuwa je w pionie z prędkością 0,8 m/s, przenosząc kanapki z taśmy przenośnika do torebek z papieru pakowego. Oś Y reguluje kąt nachylenia produktu, aby zapewnić precyzyjne ułożenie trójkątnych kanapek w torebce.

Zintegrowany czujnik obrazu i trzyosiowy układ serwo tworzą układ sterowania w pętli zamkniętej: gdy czujnik wykryje odchylenie kąta cięcia kanapki >2°, serwosilnik natychmiast dostosowuje kąt obrotu chwytaka, aby zapobiec przedostaniu się wadliwych produktów do etapu pakowania. Pozwala to osiągnąć stabilną prędkość pakowania na poziomie 50-60 kanapek na minutę, trzy razy szybciej niż w przypadku pakowania ręcznego; wskaźnik deformacji produktu spada do 0,1%, a wskaźnik wad wyglądu wynosi mniej niż 0,5%. Co ważniejsze, konstrukcja układu serwo z systemem stałego smarowania zmniejsza koszty konserwacji sprzętu o 40%, co pozwala na zwrot inwestycji w ciągu zaledwie 16 miesięcy, doskonale rozwiązując problem branży żywności gotowej do spożycia, gdzie „trudno jest jednocześnie osiągnąć wysoką prędkość i delikatność”.

Studium przypadku 3: Pakowanie ciasta do wypieku – Wysokowydajna współpraca w kompaktowej przestrzeni (1,5 sekundy)

Firma piekarnicza z siedzibą w Wiedniu pakowała ciasto na cienkie naleśniki bezpośrednio z chłodni o temperaturze 6°C. Niska temperatura spowodowała gwałtowny spadek wydajności ręcznej obsługi, a miękkie ciasto łatwo ulegało uszkodzeniu podczas transportu. Dodatkowym wyzwaniem była ograniczona przestrzeń w hali produkcyjnej, która nie pomieściła tradycyjnych, dużych urządzeń pakujących. Kompaktowe rozwiązanie automatyzacji oparte na technologii serwomechanizmu trójosiowego stało się kluczem do pokonania wąskich gardeł zarówno pod względem przestrzeni, jak i wydajności.

W tym rozwiązaniu wykorzystano dwa odwrócone, zawieszone, trzyosiowe roboty serwo. Dzięki kompaktowemu planowaniu trajektorii ruchu wzdłuż osi X i Y, na powierzchni zaledwie 3 metrów kwadratowych zbudowano kompletny zespół pakujący. Robot odpowiedzialny za chwytanie ciasta został wyposażony w chwytak w kształcie łopaty, a serwomotor osi Z precyzyjnie kontrolował głębokość opadania, unikając kontaktu z chłodzonym, sztywnym opakowaniem foliowym. Po uchwyceniu czterech 125-gramowych opakowań ciasta, skoordynowany ruch w osi X i Y zakończył transfer w zaledwie 0,8 sekundy. Kolejny Robot SJednocześnie kończy formowanie kartonu: po uniesieniu przez chwytak próżniowy, trójosiowy system serwomotorów przesuwa karton przez dyszę klejową i, w połączeniu z matrycą, kończy proces formowania. Cały proces, wraz z przenoszeniem ciasta, tworzy skoordynowany cykl trwający 1,5 sekundy.

Wysoka dynamika działania serwo trzyosiowe System ten stanowi podstawę poprawy wydajności — przyspieszenie robota sięga 10 m/s², znacznie przekraczając ograniczenia obsługi ręcznej, a jego powtarzalność ±0,02 mm gwarantuje precyzyjne umieszczenie każdego opakowania ciasta w pudełku. Jednocześnie, konstrukcja serwosystemu z certyfikatem bezpieczeństwa SIL3-Ple pozwala na bezpieczną pracę urządzenia bez barier ochronnych, co dodatkowo oszczędza miejsce. W szczycie sezonu na burgery jabłkowe system ten działa nieprzerwanie 24 godziny na dobę, zwiększając dzienną objętość pakowania pięciokrotnie w porównaniu z tradycyjnymi metodami ręcznymi i zmniejszając wskaźnik pękania ciasta z 12% do 0,3%, idealnie spełniając rygorystyczne wymagania dotyczące higieny i integralności wypieków.

Technologia serwosilników trójosiowych: odbudowa podstawowej konkurencyjności opakowań żywności

Powyższy przypadek ilustruje zasadniczą wartość trójosiowych serworobotów w branży pakowania żywności: ich serwosilniki osiągają reakcję na poziomie milisekund dzięki sterowaniu impulsowemu, w połączeniu z precyzyjnymi śrubami kulowymi i prowadnicami liniowymi, osiągając idealną równowagę między szybkim ruchem a precyzyjnym pozycjonowaniem – klucz do rozwiązania sprzeczności między „wąskimi gardłami wydajności” a „utratą jakości” w pakowaniu żywności. Jednocześnie, w pełni uszczelniona konstrukcja i zastosowanie środków smarnych dopuszczonych do kontaktu z żywnością z łatwością spełniają międzynarodowe standardy higieny, takie jak FDA i UE 10/2011, i nadają się do specjalnych warunków produkcyjnych, takich jak niskie temperatury i wilgotność.

Od jednorazowej zastawy stołowej po żywność gotową do spożycia, od składników do pieczenia po ekskluzywne pudełka prezentowe, trójosiowe roboty serwo na nowo definiują wydajność i standardy jakości pakowania żywności dzięki elastycznemu sterowaniu ruchem, kompaktowej konstrukcji przestrzennej i inteligentnym możliwościom współpracy. Dla firm produkujących żywność wybór trójosiowego rozwiązania serwo do pakowania, dostosowanego do ich kategorii produktów, to nie tylko tymczasowe rozwiązanie mające na celu rozwiązanie problemu niedoborów siły roboczej, ale także długoterminowa inwestycja w budowanie efektu skali i zwiększanie konkurencyjności marki.

Ramię 3-osiowe#Trzy osie Ramię robota#Robot Traverse#Standardowy serwomechanizm#Robot z pojedynczym ramieniem#Robot z ramieniem przegubowym

Strona internetowa:https://www.zhiyirobotics.com/

E-mail:sales@zhiyirobotics.com