Il robot è letteralmente al centro dell’impianto: otto posizioni di pallettizzazione sono disposte a stella attorno al manipolatore.
Come dimostra un progetto gestito da Vision-tec, i bracci robotici offrono un grande potenziale: nel birrificio Paderborner, un robot industriale Motoman Yaskawa affronta compiti complessi nella pallettizzazione dei vuoti di terze parti.
di Luigi Ortese
Anche se l’uso dei vuoti a rendere è in calo da anni, le bottiglie e le casse ricaricabili sono ancora richieste, soprattutto nel settore della birra. E non solo: per molte fabbriche di birra, vale la pena anche suddividere i vuoti di altri marchi in base al tipo, al fine di scambiarli con i loro colleghi in cambio dei propri.
Ciò vale anche per il birrificio Paderborner, nato nel 1852 e parte del Gruppo Warsteiner dal 1990. Oggi, circa il 98% delle bevande prodotte è destinato a riempire contenitori riutilizzabili. L’intera gestione dei vuoti avviene nelle immediate vicinanze degli impianti di riempimento. “Mentre in passato la percentuale di vuoti di altre marche era di circa il 5%, oggi rappresenta oltre un terzo”, afferma Uwe Bernardy, Responsabile del reparto di imbottigliamento del birrificio Paderborner. Questo per via della crescente personalizzazione di bottiglie e casse.
Attualmente sette tipi di vuoti di terze parti sono regolarmente preparati per il trasporto su pallet. Se venissero ordinati a mano, sarebbero necessari da 15 a 20 dipendenti per svolgere il lavoro, un compito fisicamente faticoso e non coerente con l’elevato livello automazione della linea di riempimento. “Dopotutto, il birrificio Paderborner è stato uno dei primi birrifici al mondo a utilizzare robot per lo smistamento automatico delle bottiglie, a partire dal 2003”.
La flessibilità del sistema è dimostrata dal fatto che la composizione dei pallet può variare tra quattro e sei strati.
FLESSIBILITÀ IN UN PICCOLO SPAZIO
Si è dunque presentata la necessità di automatizzare completamente anche questa fase del processo, attività per cui è stata scelto come solution provider Vision-tec Gmbh di Kassel, un’azienda leader nel mercato per i sistemi di selezione automatica di contenitori vuoti. La sua proposta comprende anche macchine brevettate per il riconoscimento e smistamento per l’industria alimentare e delle bevande, nonché la progettazione di sistemi completi.
Vision-tec aveva già avuto modo di realizzare diversi progetti di automazione sulla linea di riempimento del birrificio Paderborner. Ad esempio, nel 2014 l’impianto di distribuzione è stato dotato di uno dei più recenti robot di smistamento Vision-tec, che da allora ha fissato nuovi standard in termini di qualità, prestazioni e flessibilità.
La flessibilità era uno dei requisiti principali anche per l’attività corrente, ma l’obiettivo primario era combinare questa flessibilità con il minimo ingombro e un elevato numero di cicli. Inoltre, il sistema doveva essere in gran parte esente da manutenzione e ovviamente offrire un solido rapporto costi-benefici.
Il robot Motoman MPL500 II è ideale per applicazioni di pallettizzazione grazie alla rapida accelerazione, alla precisione di ripetizione di 0,5 mm e all’alta velocità.
IL ROBOT AL CENTRO
Nella progettazione del sistema, gli ingegneri di Vision-tec hanno subito capito che i vari requisiti potevano essere soddisfatti al meglio con un robot a braccio. “Questo è stato un nuovo approccio per noi, perché finora siamo sempre stati in grado di risolvere bene tutti i compiti con i robot a portale”, afferma Knut Oppermann, Amministratore Delegato di Vision-tec. “Ma un robot antropomorfo era la soluzione migliore, sia per motivi di spazio sia di prestazioni”.
Il robot è - letteralmente - al centro del sistema: attorno al manipolatore sono disposte a forma di stella otto posizioni di pallettizzazione, che il robot stesso gestisce con una produzione totale di 1.000 casse all’ora. Sei di queste posizioni sono destinate alla pallettizzazione di varie tipologie di contenitori di altre marche. La flessibilità del sistema è dimostrata dal fatto che i pallet possono avere una composizione variabile tra quattro e sei strati, a seconda dell’altezza delle casse o del camion a cui sono destinati. Ogni strato è composto da otto scatole. La settima posizione viene utilizzata per depallettizzare casse vuote per il sistema di reimballaggio parallelo. L’intero processo di movimentazione dei pallet dei vuoti viene gestito tramite l’ottava posizione.
Ciascuna delle otto stazioni ha due posizioni pallet: una di carico per pallettizzare le casse e una di prelievo per il pallet finito. Mentre il pallet finito attende di essere raccolto nella posizione di prelievo, il successivo pallet vuoto è già posizionato nella posizione di caricamento e può essere caricato con ulteriori cassette dello stesso tipo. Ciò evita tempi di attesa.
Il materiale viene alimentato direttamente dall’impianto di selezione a monte. Prima della pallettizzazione, le casse da pallettizzare sono raccolte in brevi file da 16 unità per tipo. Le casse vengono quindi prelevate a gruppi di otto e trasportate al robot di pallettizzazione dal sistema di trasporto senza conducente (AGV), che si occupa di tutte le attività di trasporto mentre il sistema è in funzione, risparmiando spazio e costi.
Mentre un pallet finito è in attesa di raccolta nella posizione di prelievo, il successivo pallet vuoto è pronto e in attesa nella posizione di carico.
MOTOMAN MPL500 II PER LA PALLETTIZZAZIONE
Knut Oppermann e il suo team hanno optato per un robot Motoman MPL500 II di Yaskawa dotato di pinza parallela. “Non ultimo, tra i motivi che hanno portato a questa scelta c’è la buona reputazione dei robot Motoman Yaskawa nel settore delle bevande”, spiega Oppermann.
Con una portata verticale di 3.024 mm e uno sbraccio di 3.159 mm, il sistema a 4 assi trasporta con alta precisione carichi fino a 500 kg. Altri fattori chiave qui sono l’accelerazione rapida del modello, la precisione di ripetizione di 0,5 mm e l’alta velocità: fino a 1.200 normali cicli di pallettizzazione all’ora. Ciò rende questo modello della serie MPL ideale per applicazioni di pallettizzazione come quella in esame. Il passaggio dei cavi interno dalla base all’asse U garantisce un’elevata affidabilità e bassi volumi di interferenza ed è anche particolarmente economico. Su richiesta del birrificio, per raggiungere la standardizzazione visiva con gli altri componenti di automazione nel riempimento, al robot è stata poi data una speciale finitura di vernice gialla.
Oltre al potente hardware, un altro fattore cruciale a favore del robot Motoman MPL500 II è stato l’utilizzo del controllo Motoman DX200 che, grazie al sistema di sicurezza integrato, risulta essere un perfetto controller di sicurezza funzionale (FSU) di categoria 3. La possibilità di definire fino a 32 zone di sicurezza e 16 utensili favorisce l’uso in aree di lavoro più piccole e un impiego ottimale dell’area di produzione.
Il controllo del robot è integrato nel software di sistema, basato su PC e ambiente Windows, via Ethernet tramite l’interfaccia MotoLogix. Il collegamento in rete di tutti i componenti del sistema consente la manutenzione remota per interventi rapidi ed efficaci 24 ore su 24 in caso di guasti.
CONCLUSIONI ED ESPERIENZA PRATICA
Dopo il primo anno di utilizzo, l’Amministratore Delegato di Vision-tec, Knut Oppermann, trae una conclusione positiva su tutti i fronti: “La messa in servizio del robot Yaskawa è stata semplice. Da allora, il sistema funziona bene e assolutamente senza problemi”. Anche Uwe Bernardy, Responsabile del reparto di imbottigliamento del birrificio, conferma questa impressione: “Le aspettative sul robot sono state completamente soddisfatte”. ©ÈUREKA!
Il robot Motoman MPL500 II è dotato del controllo Motoman DX200 che, grazie al sistema di sicurezza integrato, risulta essere un perfetto controller di sicurezza funzionale (FSU) di categoria 3.
