Segbert wprowadza na rynek paletyzator CPA-10 z robotem współpracującym MOTOMAN HC10

24 lut 2021

Pełna elastyczność przy maksymalnej prędkości

Jako specjalista z zakresu inteligentnych rozwiązań logistycznych dla branży drukarskiej i opakowaniowej niemiecka firma Segbert wyznacza nowe trendy w automatyzacji tych sektorów. Tak też było i tym razem: w odpowiedzi na potrzebę większej elastyczności na końcu linii pakowania producent stworzył nowy paletyzator wyposażony w robota współpracującego. Sercem rozwiązania jest hybrydowy robot Motoman HC10 firmy Yaskawa.

W zlokalizowanej nieopodal granicy z Holandią firmie Segbert GmbH & Co. KG wszystko kręci się wokół przenoszenia papieru i tektury. A, jak twierdzi prezes firmy Klaus Segbert, nie jest to produkt „łatwy”. Uruchomione w 1968 r. przedsiębiorstwo od początku dokłada wszelkich starań, aby dzięki inteligentnym koncepcjom i rozwiązaniom spełnić wysokie wymagania branży drukarskiej i opakowaniowej. Szczególnie duży potencjał w tym zakresie oferują tworzone przez nie systemy do zautomatyzowanego układania i paletyzowania pustych pudełek i innych opakowań.

Nowe rynki zbytu – nowe wymagania

Przez wiele lat działalność firmy Segbert koncentrowała się na projektowaniu i produkcji dużych paletyzatorów warstwowych, stosowanych przede wszystkim w drukarniach i innych zakładach poligraficznych. Łącznie firma na całym świecie zainstalowała ponad 300 takich maszyn. Jednak kadra zarządzająca od dawna myślała już o wejściu na nowe rynki zbytu, takie jak przemysł kosmetyczny czy cukierniczy. Segmenty te mają jednak zupełnie inne wymagania względem tego typu maszyn: – W wielu supermarketach produkty są dziś sprzedawane bezpośrednio z palety. Kształty opakowań są więc bardzo zróżnicowane, wliczając w to opakowania okrągłe i otwierane od góry – wylicza Klaus Segbert. – Klasyczny paletyzator wielowarstwowy nie poradzi sobie w tych warunkach.

W sektorach tych popyt kształtuje się inaczej: największą popularnością cieszą się kompaktowe, elastyczne, a do tego mobilne maszyny obsługujące koniec linii. Segbert postanowił więc poszukać odpowiedniego rozwiązania. Szybko okazało się, że najlepiej sprawdzą się tu roboty przegubowe. Jednak Klaus Segbert i jego koledzy musieli uporać się najpierw z podstawowym dylematem: czy wybrać cobota, który umożliwia bezpośrednią współpracę człowieka z maszyną, zapewnia wysoką elastyczność i cechuje się kompaktową budową, ale nie osiąga zadanych prędkości ruchu, czy też klasycznego robota przemysłowego, który świetnie poradzi sobie z krótkimi cyklami produkcji, ale wymaga więcej miejsca i jest mniej elastyczny ze względu na konieczność zastosowania wygrodzeń bezpieczeństwa?

– Chcieliśmy zaoferować naszym klientom obie korzyści, tj. pełną elastyczność przy maksymalnej prędkości – wyjaśnia Klaus Segbert. – Ostatecznie okazało się to dla nas decydującym wymogiem, ponieważ tylko w ten sposób mogliśmy wyróżnić się na tle konkurencji.

Po szeroko zakrojonym badaniu rynku firma zdecydowała się na zastosowanie robota Motoman HC10 firmy Yaskawa.

Hybrydowy robot z trybem współpracy z człowiekiem

Seria Motoman HRC (human collaborative) obejmuje roboty hybrydowe wyposażone w tryb współpracy z człowiekiem, które jak klasyczne roboty przemysłowe mogą pracować z wysoką prędkością, ale ograniczają ową prędkość do bezpiecznych wartości, gdy tylko w ich przestrzeni roboczej znajdzie się człowiek. Za precyzyjną kontrolę otoczenia odpowiadają tu zewnętrzne czujniki bezpieczeństwa, takie jak sensory laserowe. W zwykłym trybie pracy, tj. gdy nie zagraża ona bezpieczeństwu człowieka, robot osiąga prędkości rzędu do 1 m/s.

Funkcja trybu hybrydowego, tj. zmiany między trybem współpracy a zwykłym, oferuje mierzalne korzyści: zapewnia maksymalną opłacalność robota przy minimalizacji powierzchni montażowej. Jest to szczególnie przydatne w przypadku integracji z urządzeniami pracującymi na ograniczonej przestrzeni, gdzie nie ma miejsca na dodatkowe wygrodzenia.

Za wysokie bezpieczeństwo robota Motoman HC10 w kontakcie z operatorem odpowiada sześć wbudowanych czujników momentu umożliwiających elastyczną interakcję robota z jego otoczeniem. Kontrolują one siły zewnętrzne i zapewniają tym samym możliwość bezpiecznej współpracy człowieka z maszyną. Zgodnie z normą ISO TS15066 Motoman HC10 jako jednostka wyposażona w funkcję ograniczenia mocy i siły zalicza się do czwartej kategorii robotów współpracujących.

Paletyzator/depaletyzator CPA-10

Dzięki tym funkcjonalnościom Motoman HC10 okazał się wręcz stworzony do obsługi nowego rozwiązania firmy Segbert – paletyzatora/depaletyzatora CPA-10. Kompaktowe urządzenie umożliwia szybki załadunek i rozładunek do dwóch palet jednocześnie. Jako system częściowo automatyczny pracuje domyślnie w szybkim trybie zwykłym, ale jeśli w jego zasięgu znajdzie się człowiek, przechodzi automatycznie w tryb współpracy.

Aktualna wersja systemu CPA-10 została stworzona z myślą o obsłudze takich produktów jak kartonowe pudła, skrzynki i inne twarde opakowania, które można podjąć z wykorzystaniem chwytaka próżniowego. W wariancie bez wygrodzeń ochronnych oraz w trybie współpracy z człowiekiem urządzenie jest w stanie załadować lub wyładować z palety 6 produktów na minutę. Wyposażone w dodatkowe wygrodzenia i pracując w trybie zwykłym, może obsłużyć w tym czasie do 11 produktów. Jako alternatywę dla skanerów laserowych oraz mat naciskowych Segbert oferuje także elastyczne, mobilne wygrodzenia ochronne, które nie wpływają negatywnie na mobilność całego systemu, gdyż poruszają się wraz z nim.

Maksymalny udźwig robota i całego systemu wynosi ok. 9 kg. Robot został tu umiejscowiony na mobilnej, regulowanej na wysokość podstawie, zintegrowanej z systemem sterowania jako siódma oś robotyczna. Maksymalny zasięg ramienia wynosi 1200 mm, co umożliwia bezproblemowy załadunek i wyładunek europalet. Całość obsługiwana jest za pomocą elastycznego, intuicyjnego oprogramowania 3D RobAdmin Basic lub Pro opracowanego przez firmę Segbert. Zaawansowane algorytmy oprogramowania automatycznie obliczają idealną pozycję detalu na palecie lub przenośniku, a dodatkowe oprogramowanie do zarządzania produktem ułatwia identyfikację i obsługę materiałów.

Za sterowanie robotem odpowiada wydajny kontroler YRC1000micro, który dzięki otwartym interfejsom może bez problemu komunikować się zarówno z programami, jak i z systemem sterowania urządzenia. Kompaktowy kontroler zamknięty w szafie sterowniczej o pojemności zaledwie 30 litrów umożliwia efektywne wykorzystanie dostępnej przestrzeni. Całość uzupełnia ergonomiczna konsola programistyczna z przejrzystym wyświetlaczem o wadze zaledwie 730 g – najniższej w tej kategorii urządzeń. Dotykowy wyświetlacz zapewnia intuicyjną obsługę oraz możliwość poruszania się i skrolowania za pomocą kursora. Konsola wyposażona jest także w funkcję Direct Teach (DT) umożliwiającą programowanie robota przez prowadzenie jego ramienia z punktu do punktu.

Pierwsze doświadczenia w praktyce

Pierwsze prototypy paletyzatora CPA-10 zostały dostarczone do klientów w styczniu 2021 r. i od razu wzbudziły entuzjastyczne reakcje, dowodząc, że wdrożenie robota hybrydowego z funkcją współpracy z człowiekiem idealnie sprostało oczekiwaniom użytkowników: – Klienci donoszą, że mniej więcej przez połowę czasu urządzenie pracuje u nich w trybie zwykłym, a przez drugą połowę – w trybie współpracy – relacjonuje Klaus Segbert.

Jednak firma nie zamierza na tym poprzestać: obecnie jej projektanci pracują nad kolejnymi narzędziami zdolnymi do współpracy z człowiekiem, takich jak chwytak widłowy do przenoszenia otwartych, hydrofobowych opakowań kartonowych. Powstały już także plany stworzenia nowej wersji CPA-20 wyposażonej w większego robota Motoman HC20 o dwa razy większym udźwigu. Dzięki temu rozwiązanie może sprzedać się także poza Europą, gdzie stosuje się większe rozmiary palet.

Powrót