Robot – idealny pracownik w CPG

Wojciech BrachaBranża CPG, Nasze realizacje

Na całym świecie zainstalowanych jest obecnie 1,33 mln robotów przemysłowych, z czego około 1/3 pracuje w Europie. Każdego roku w fabrykach wdrożonych zostaje ponad 200 tys. nowych maszyn. Początkowo, w latach 50. i 60. XX wieku, używane były głównie na potrzeby przemysłu motoryzacyjnego. Jednak dzięki swoim niepowtarzalnym walorom i korzyściom, jakie przynoszą inwestorom, z roku na rok zdobywają coraz większą popularność również w innych gałęziach przemysłu.

Jedną z dziedzin, gdzie w ostatnich latach odnotowano poważny wzrost we wskaźniku robotyzacji, jest przemysł spożywczy. Roboty przemysłowe, jako maszyny szybkie i powtarzalne, odnoszą szczególne sukcesy w branży FMCG, która za oceanem jest znana jest również jako CPG.

Sukces robota = sukces producenta

Sukces, jaki odnoszą roboty przemysłowe w FMCG jest spowodowany kilkoma czynnikami. Przede wszystkim, w ostatnich latach przekonaliśmy się, że łatwość integracji robota i jego elastyczność jest jednym z podstawowych kryteriów oceny użyteczności takiej maszyny. Mitsubishi Electric, oferując jedną, uniwersalną platformę sterowania iQ, znacznie ułatwiło producentom i integratorom proces instalacji robota w fabryce. Dzięki temu, w wielu przypadkach, stanowi on idealne dopełnienie linii produkcyjnej. Przy zastosowaniu sieci przemysłowej CC-Link może w błyskawicznym tempie wymieniać informacje z innymi maszynami i zautomatyzowanymi elementami fabryki.

Dodatki to… podstawa

Swoją funkcjonalność roboty zawdzięczają dodatkom, w jakie można je wyposażyć. Mają one na celu przede wszystkim wspomóc robota w pracy, gdzie człowiek wykorzystywałby swoje zmysły. Do najpopularniejszych dodatków należą chwytaki. Dostępne w różnych wersjach, są zasadniczo obligatoryjnym wyposażeniem robota. Najprostsze z nich, adhezyjne, to te, w których, poprzez wytworzenie podciśnienia między obiektem a końcówką chwytaka, robot może podnieść przedmiot. Są one szczególnie użyteczne w przypadku pracy w warunkach chłodniczych, gdyż oszronione produkty źle się trzymają chwytaków mechanicznych.
Bardziej skomplikowane – „trójpalczaste” – idealnie nadają się do chwytania przedmiotów zaokrąglonych (np. kiedy potrzebujemy dokręcić wieczko słoika). Często spotyka się również tzw. multigripper, który pozwala w trakcie jednego cyklu uchwycić i ułożyć kilka obiektów.
Kolejnym ciekawym dodatkiem jest system wizyjny. W zależności od rodzaju, 2D lub 3D, może sprawić, że robot będzie rozróżniać kształt lub kolor przedmiotów. Dzięki niemu maszyna jest w stanie poprawnie układać czekoladki o różnym kształcie do bombonierki lub segregować produkty i układać je pod względem koloru i smaku.

shutterstock_85872175 (Large)

FMCG – z angielskiego: Fast Moving Consumer Goods, czyli inaczej dobra szybko zbywalne. Zaliczamy do nich np. artykuły spożywcze, kosmetyki czy środki czystości.

Produkty FMCG charakteryzują się przeważnie stosunkowo niską marżą, przy jednoczesnym wysokim wolumenie sprzedaży. Są regularnie kupowane i zaspokajają podstawowe potrzeby konsumentów. Są to powody, dla których branża FMCG jest zaliczana do jednej z najbardziej konkurencyjnych na świecie, z drugiej jednak strony, jest dosyć stabilna i łatwo opiera się np. ogólnoświatowym kryzysom. Rynek FMCG w Polsce wart jest ponad 230 mld złotych. Na liście 50 największych producentów z branży FMCG w naszym kraju są takie marki jak np.: Reckitt Benckiser (środki czystości), Ferrero (słodycze) czy chociażby OSM Piątnica (przetwory mleczne).

CPG – z angielskiego Consumer Packaged Goods. Jest amerykańskim odpowiednikiem branży dóbr szybko zbywalnych. Przez niektórych CPG uważana jest jednak za podbranżę FMCG, jest częścią związaną bardziej z kosmetykami i chemią niż produktami spożywczymi.

Pick & place – operacja polegająca na przenoszeniu produktu z miejsca na miejsce i/lub jego układaniu. Typowym przykładem dla przemysłu spożywczego jest podnoszenie produktu
(np. kostki do zmywarki) z przenośnika i transportowanie na inny lub też wkładanie go do pudełka.

Bezpieczeństwo przede wszystkim

Nowoczesna fabryka to przede wszystkim bezpieczna fabryka – nie tylko dla ludzi, ale także dla sprzętu i wytwarzanych produktów. Roboty Mitsubishi Electric są wyposażone w rozwiązania, które zapewniają odpowiedni poziom ochrony. Dzięki nim spełniają wyśrubowane normy, narzucane przez prawo, ale także dają pewność, że nikt nie ucierpi na skutek awarii czy błędu. Wśród rozwiązań zwiększających efektywność pracy z robotami są m.in. kurtyny laserowe, które natychmiastowo przekazują informację o niepożądanych obiektach, pojawiających się w polu jego pracy. Dzięki temu robot jest w stanie pracować z człowiekiem „ramię w ramię”, nie stanowiąc dla niego zagrożenia.

robot

Korzyść dla producenta i konsumenta

Wzrost wydajności, higieny produkcji i jakości wyboru to tylko niektóre korzyści płynące z zastosowania robotów w przemyśle FMCG. Jak wiadomo, roboty najczęściej znajdą zastosowanie przy pracach, które są monotonne, powtarzalne lub odbywają się w szkodliwych i uciążliwych dla człowieka warunkach (np. w chłodni). Obecnie coraz większą wagę przywiązuje się do higieny produkcji. Producenci artykułów spożywczych starają się wyeliminować kontakt człowieka z żywnością, gdyż to pracownicy są głównym źródłem skażeń w fabrykach. W przypadku robotów, szczególnie tych w wersji specjalnej, certyfikowanej do kontaktu z żywnością, tego problemu nie ma.
W nowoczesnej fabryce, zamiast układać czekoladki czy paletyzować pudełka, człowiek przejmuje rolę nadzorcy maszyny. Dzięki zastosowaniu robotów w bardzo łatwy i szybki sposób można uzyskać wzrost wydajności linii produkcyjnej, przy jednoczesnej redukcji kosztów – co w rezultacie przekłada się na większą dostępność produktów i korzystniejszą cenę dla konsumenta oraz sukces biznesowy dla producentów.

CZY WIESZ, ŻE?

Nowością w gamie robotów przemysłowych Mitsubishi Electric są innowacje dedykowane do pracy w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym. Zaprojektowane zgodnie z wymaganiami stawianymi przez FDA, są odpowiedzią na współczesne wymagania branży F&B i Life-Science. Dzięki specjalnej powłoce, roboty MELFA są odporne na szkodliwe działanie środków do mycia i sterylizacji. W połączeniu ze stopniem ochrony IP67 użytkownik otrzymuje możliwość czyszczenia maszyny przy pomocy zasad, kwasów, alkoholi czy aktywnej piany. Specjalne wykonanie ramion pozwala na dokładne wyczyszczenie i zabezpiecza przed gromadzeniem się nieczystości, a elementy ze stali nierdzewnej zapewniają niezawodność nawet w ciężkich warunkach środowiskowych. Jako standard użyty został smar klasy H1, który gwarantuje, że preparaty farmaceutyczne i żywność wyprodukowana przez te roboty zawsze będą bezpieczne do spożycia.

Szybki przegląd robotów

W zależności od aplikacji i zadania, jakie ma wykonywać robot, użytkownik może wybrać spośród 3 typów maszyn.

Robot typu SCARA

Robot ramieniowy RV-FNajczęściej używane w przemyśle FMCG. Są to roboty, które, z racji konstrukcji, operują w 3 płaszczyznach, mając 4 stopnie swobody. Innymi słowy, robot taki może swobodnie przekładać przedmioty w pionie i poziomie. Charakteryzują się niezwykle szybką i precyzyjną pracą, dzięki czemu idealnie nadają się do aplikacji typu pick & place. W gamie robotów MELFA znaleźć można jednostki o udźwigu do 20 kg, dysponujące zasięgiem do 1000 mm. Najszybszy z robotów, RH-1FHR, wykonuje aż do 160 ustandaryzowanych operacji typu pick & place w ciągu minuty, a ramię robota poruszać się może nawet z prędkością do 13,2 m/s!

Robot ramieniowy RV-F

RH-FHRoboty idealnie nadające się do zmieniających się w przyszłości warunków produkcji. Dla robotów serii RV-F praca w obszarze o znacznie ograniczonym zakresie ruchu nie stanowi żadnego wyzwania, nawet w przypadku zamocowania do ściany lub do sufitu. Posiadają 6 stopni swobody, dzięki czemu mogą operować w dowolnej płaszczyźnie, pod dowolnym kątem. To czyni je idealnymi narzędziami do operacji mniej powtarzalnych, takich jak np. domykanie pudełek lub wrzucanie produktów do maszyny typu flow-pack, gdzie, by wykonać operację, potrzebna jest większa elastyczność.
W gamie robotów MELFA znajdziemy jednostki o udźwigu od 2 do 20 g i zasięgu nawet do 1500 mm!

Robot typu DELTA

DSC_0036Składający się z 3 przegubowych ramion o wspólnej podstawie, montowanej do sufitu. Charakteryzuje się wyjątkowo lekką konstrukcją. Prototyp zbudowany przez polski oddział Mitsubishi Electric ma karbonowe ramiona i osiąga do 200 cykli na minutę. Robot taki uzyskuje ogromną szybkość w aplikacjach polegających na przekładaniu przedmiotów, kosztem jednak ograniczonej przestrzeni roboczej.
W Japonii rozwijane są obecnie prototypy robota DELTA Mitsbishi Electric – prawdopodobnie już niedługo zagości on na stałe w europejskich fabrykach.


O autorze

Wojciech Bracha