Инновации в автоматизации тяжелой промышленности влияют на другие отраслевые процессы. Это включает в себя и пищевую промышленность, которая нуждается в тех же технологических нововведениях, которые улучшили складирование, герметизацию, упаковку, производственные помещения, сбор и хранение продукции. Ниже приводятся два примера исследований того, как робототехника и новые материалы могут улучшить процесс упаковки продуктов.
Экономия пространства и затрат за счет робототехники
Финская компания Orfer Oy недавно открыла свой офис в Северной Америке в Торонто. Orfer Oy производит роботизированные системы для обработки материалов целого ряда отраслей промышленности. Для новой разработки полностью автоматизированной упаковочной машины, ориентированной на пищевую промышленность, Orfer нужен был робот, который предлагал быструю и точную обработку и который мог легко интегрироваться с системой видения для отслеживания и выбора деталей с движущегося конвейера.
Самая новая система Orfer — ORFER BoxCellPlus, которая расширяется на популярной упаковочной ячейке BoxCell с возможностью открывать сплющенные коробки, складывать закрылки и уплотнять дно лентой, а затем заполнять коробку продуктами. В существующей системе BoxCell от Orfer используется робот Toshiba Machine TH650A SCARA от TM Robotics для автоматизации процесса, который быстро упаковывает продукты в пластиковые или картонные коробки. Для разработки BoxCellPlus робот TM Robotics помог Orfer определить спецификацию робота, основанную на требованиях к достижениям, полезной нагрузке и времени цикла для упаковки продуктов питания.
Оценка требований
«Упаковка — это классическое приложение для выбора и установки», — пояснил генеральный директор TM Robotics Найджел Смит. «Это не требует ловкости шестиосевого робота и нуждается в большей рабочей оболочке, чем предлагает робот-паук». Вот почему новый BoxCellPlus использует высокоскоростной скоростной робот SCARA Toshiba Machine TH650A.
Роботы SCARA могут достигать длины 1.2 метра. Охват в 650 мм TH650A близок к длине человеческой руки. Поскольку автоматизированный процесс был разработан с учетом потребностей людей, 650-миллиметровый охват идеально подходит для упаковки и сборки. Роботы SCARA могут обрабатывать полезную нагрузку от 10 до 20 килограммов. 10 килограммов идеально подходят для упаковки пищевых продуктов. Это позволяет выбирать широкий ассортимент продуктов, поддерживая различные конфигурации инструментов. Для одного захвата нескольких продуктов требуется ряд компонентов, все из которых необходимо учитывать при просмотре конечной полезной нагрузки робота. 10-килограммовая полезная нагрузка предлагает инженерам гибкость при проектировании инструментальной оснастки.
Гибкость – ключевое требование
Orfer выбрал робот SCARA с креплением на потолке для удобства его размещения над конвейером, а не использовать стандартную установку сбоку на полу. Это позволило компании свести к минимуму общий размер BoxCellPlus, максимизируя способность робота получать доступ к продуктам, спускающимся с движущегося конвейера, и размещать их в коробке. Уменьшение габаритов робота также помогло сделать систему более рентабельной в целом.
Способность робота SCARA аккуратно размещать детали в пределах 0,01 миллиметра была увеличена удлиненным до 400 миллиметров Z-валом, что позволяет размещать детали в углублении. Эта точность и глубина помогают предотвратить повреждение продукта во время упаковки и обеспечивают уверенную высококачественную продукцию для клиентов Orfer.
Благодаря модульной структуре и регулируемой системе управления BoxCellPlus можно легко интегрировать в системы управления производством или складом. В качестве части автоматизированной системы упаковки BoxCellPlus можно подавать из конвейеров с устройства для проверки веса, маркировочной машины или вакуумного упаковщика. Робот также взаимодействует с ведущими системами машинного зрения, которые могут использоваться для проверки и отправки координатных данных роботу для сбора деталей с движущегося конвейера.
Меньше размер — лучший выход
Orfer может передать преимущества робота Toshiba Machine в своей новой системе BoxCellPlus, включая более быструю и точную обработку, меньший размер и более низкую стоимость.
«Наши клиенты могут использовать несколько машин для установки коробок и заполнения их, что может занимать до 50% пространства на производственном этаже», — сказал Мякеля. «С BoxCellPlus обе эти функции выполняются в меньшем пространстве и на 15-25% дешевле, чем при использовании нескольких машин».
«По сравнению с шестиосевым роботом с временем цикла в пять секунд время цикла робота Toshiba Machine SCARA составляет примерно две секунды, что значительно улучшает производительность», — говорит Смит. «И это стоит примерно на 40% меньше, чем робот-паук».
Альтернативные материалы для экологически устойчивых решений
Хотя такие материалы, как пластик, эволюционировали за последнее время, мы все равно до сих упаковываем и храним продукты питания в нем, что наносит значительный ущерб окружающей среде. Ведущий производитель упаковочного материала Advanta изучает проблемы упаковки пищевых продуктов и преимуществ альтернативных упаковочных материалов.
Согласно Программе действий по отходам и ресурсам (WRAP), отходы пищевой упаковки составляют более 5,1 млн тонн от общего объема отходов — это только из цепи поставок продуктов питания и напитков в Великобритании, не говоря уже о остальном мире. Но какова альтернатива пластику?
Алюминиевая упаковка впервые появилась на рынке в 1948 году и показала период роста популярности в течение 1950-х и 60-х годов, когда «телевизионные обеды» начали проникать на рынок продуктов питания. Согласно данным от Алюминиевой Федерации (Aluminium Federation), большая часть алюминия, используемого в упаковке, представлена в виде проката, который используется для гибкой упаковки, такой как тонкая фольга, или как жесткая упаковка, такая как банки для напитков и подносы.
Прочность, гибкость и способность выдерживать значительные перепады температур — вот некоторые из основных преимуществ выбора алюминия по сравнению с другими вариантами упаковочного материала.
Например, алюминиевые поддоны можно формовать практически любой формы или размера. Это создает возможности для разработки визуально привлекательной упаковки, которая способна поддерживать хранение и приготовление даже неудобной или необычной формы. Это также означает, что упаковка может быть адаптирована для удовлетворения потребностей любого производственно-технологического оборудования, такого как конвейеры или роботизированные рукава.
Алюминий может выдерживать температуры до +400 ° C и -40 ° C. В этом диапазоне температур жесткость конструкции проверена опытом, что делает ее идеальным материалом для многих продуктов.
Другой альтернативой, которая может обеспечить привлекательный внешний вид, будучи экологически безопасной, является упаковка волокнистой массы. Она производится с использованием 100% предварительно потребляемых материалов, таких как картон, и часто используется для упаковки пищевых продуктов премиум-класса.
Упаковка волокнистой массой чрезвычайно популярна на скандинавских рынках, где экологически чистые и зеленные культуры хорошо развиты. Однако, поскольку все больше клиентов, особенно в других странах Европы, принимают здоровый, экологически сознательный образ жизни, многие из них готовы платить премиальные цены для поддержки экологически чистых вариантов упаковки.
Время перемен
Настало время предоставить потребителям надежные, экологически чистые варианты упаковки. Согласно отчетам GLJ Recycling, в которых говорится, что каждое среднее домашнее хозяйство производит тонну отходов каждый год, показатель, который увеличивается на 3% в годовом исчислении, это означает, что через 25 лет количество произведенных отходов удвоится.
В то время как потребители, несомненно, начнут искать экологически безопасные альтернативы упаковки в супермаркете, проблема пластических отходов не будет решена, если производители продолжат использовать ее для упаковки своих продуктов.
Учитывая, что период полураспада некоторых отходов очень большой, то время их пребывания на свалках будет исчисляться сотнями лет, попадать в моря и океаны, производители должны взять на себя ответственность за поиск вторичных упаковочных материалов.
