Paletyzacja butelek i puszek
Zrobotyzowane linie Wikpolu
Automatyzujemy końcowy etap produkcji – paletyzację butelek, puszek oraz opakowań zbiorczych z tymi produktami. Zakres linii paletyzacji obejmuje przygotowanie produktów do pobrania i układanie ich na paletach, a także zabezpieczenie oraz znakowanie gotowych ładunków.
Na czym polega paletyzacja butelek i puszek?
Paletyzacja butelek i puszek polega na układaniu na palecie produktów jednostkowych lub opakowań zbiorczych z butelkami i puszkami według określonego wzoru. Uformowany ładunek paletowy jest następnie zabezpieczany i przekazywany do magazynowania lub transportu.
Przebieg paletyzacji zależy od postaci, w jakiej produkt opuszcza linię produkcyjną lub pakującą. Pojedyncze butelki są grupowane i układane bezpośrednio na palecie albo najpierw umieszczane w tackach, displayach, kartonach lub skrzynkach. Zgrzewki z butelkami są paletyzowane jako opakowania zbiorcze. Puszki i wiadra mogą być układane pojedynczo albo w gotowych pakietach.
Na sposób przygotowania produktów do pobrania wpływają zarówno ich właściwości – między innymi masa, sztywność i kształt – jak i postać, w której są paletyzowane. Innych rozwiązań wymagają puste i napełnione butelki układane bezpośrednio na palecie, butelki umieszczane w tackach lub displayach, zgrzewki, a także puszki i wiadra z uchwytami.
Typowy system obejmuje robota przemysłowego, chwytak, przenośniki, strefę kompletacji, układ podawania pustych palet, odbiór gotowych palet oraz system sterowania odpowiedzialny za pracę całego układu.
Jak przebiega automatyczna paletyzacja butelek i puszek?
Przebieg procesu zależy od postaci produktu oraz zakresu automatyzacji linii. Paletyzacja butelek i puszek najczęściej obejmuje następujące etapy:
01.
Odbiór produktów z linii
Butelki, puszki lub gotowe opakowania zbiorcze są transportowane z linii produkcyjnej, rozlewniczej lub pakującej do strefy paletyzacji.
02.
Kontrola i przygotowanie produktów
Produkty są identyfikowane, zliczane, rozdzielane i ustawiane w położeniu wymaganym do dalszych operacji. System może kontrolować obecność i poprawność zamknięcia lub etykiety, a także położenie uchwytu i innych elementów wpływających na sposób pobrania oraz wzór warstwy.
03.
Kompletacja
W strefie kompletacji produkty są ustawiane pojedynczo albo grupowane w rzędy lub całe warstwy. Sposób ich przygotowania dobiera się do właściwości produktów, zakładanej wydajności oraz liczby sztuk przenoszonych w jednym cyklu robota. Do przyjętego wariantu dostosowywana jest konstrukcja chwytaka.
04.
Pobranie i ułożenie
Kartony są odkładane według planu paletyzacji, z uwzględnieniem wzoru warstw, typu palety i sposobu stabilizacji ładunku.
05.
Układanie przekładek i formowanie ładunku
06.
Kontrola i przygotowanie produktów
paletyzacja butelek
Butelki są paletyzowane luzem lub w opakowaniach zbiorczych. tackach, displayach, zgrzewkach, skrzynkach albo kartonach. Butelki o nieregularnym kształcie lub z uchwytami są przed grupowaniem odpowiednio pozycjonowane, aby zachować właściwą orientację w warstwie lub opakowaniu zbiorczym.
Butelki luzem
Przy paletyzacji butelek luzem robot pobiera pojedyncze sztuki, rzędy lub całe warstwy – zależnie od właściwości produktu i zakładanej wydajności. Jeżeli robot pobiera całe rzędy lub warstwy, strumień butelek jest wcześniej rozdzielany na kilka równoległych torów. W strefie kompletacji formowane są z nich rzędy, pobierane bezpośrednio przez robota lub zestawiane w całą warstwę. Prowadnice i elementy pozycjonujące nadają produktom właściwe ustawienie oraz utrzymują je do chwili pobrania. Jeżeli przewiduje to plan paletyzacji, pomiędzy kolejnymi warstwami układa się przekładki zwiększające powierzchnię podparcia i ograniczające przemieszczanie się butelek. Konstrukcja ładunku może obejmować również tackę dolną, ramę stabilizującą lub zabezpieczenie górne.
Tacki, displaye, skrzynki i kartony
Postać produktu decyduje o sposobie jego przygotowania, pobierania i stabilizacji podczas tworzenia ładunku.
W systemach łączących pakowanie zbiorcze z paletyzacją butelki są grupowane w rzędy albo całe warstwy, a następnie umieszczane w uformowanej tacce lub displayu. Wypełnione opakowanie jest układane na palecie. Przygotowanie i pozycjonowanie butelek musi być w takim układzie skoordynowane z formowaniem i podawaniem tacek oraz pracą robota.
Skrzynki i kartony z butelkami stanowią odrębne opakowania zbiorcze. Sposób ich kompletacji, pobierania i układania zależy przede wszystkim od konstrukcji opakowania, jego masy oraz odporności na nacisk i odkształcenia.
Zgrzewki z butelkami
Zgrzewki z butelkami są paletyzowane jako gotowe opakowania zbiorcze. W strefie kompletacji zostają rozdzielone, a w razie potrzeby również obrócone i ustawione zgodnie z ustalonym wzorem. Robot pobiera je pojedynczo, po kilka sztuk lub całymi rzędami – zależnie od wydajności linii, właściwości opakowania i konstrukcji chwytaka. Folia łączy butelki, ale nie zawsze tworzy sztywny pakiet. Na przebieg procesu wpływają między innymi liczba i układ butelek, grubość oraz napięcie folii, masa i kształt podstawy zgrzewki, a także zachowanie opakowania podczas przyspieszania, pobierania i odkładania.
Co wpływa na sposób paletyzacji butelek?
Butelki różnią się materiałem, pojemnością, kształtem i sztywnością. Cechy te wpływają na sposób ich transportowania, grupowania i pobierania.
Znaczenie mają przede wszystkim:
Materiał, masa i konstrukcja
- materiał opakowania – np. PET, HDPE lub szkło,
- masa pustej i napełnionej butelki,
- wymiary i kształt korpusu,
- kształt oraz powierzchnia podstawy,
- położenie środka ciężkości i stabilność produktu.
Chwyt, orientacja i formaty
- konstrukcja dna, szyjki i zamknięcia,
- obecność oraz położenie uchwytu,
- odporność ścianek na nacisk,
- wymagana orientacja produktu,
- liczba formatów kierowanych do jednego systemu.
Mała masa pustych butelek z tworzywa zwiększa ich podatność na zmianę położenia, dlatego system transportu i kompletacji powinien zapewniać stabilne prowadzenie produktów podczas formowania warstwy. Z kolei przy doborze robota, chwytaka i parametrów ruchu dla napełnionych butelek uwzględnia się łączną masę oraz rozkład obciążenia pobieranej grupy, a także stabilność poszczególnych produktów. Przy ustalaniu parametrów ruchu znaczenie mają również stopień napełnienia oraz gęstość i lepkość cieczy – parametry wpływające na jej zachowanie podczas przyspieszania i hamowania. Butelki szklane są transportowane, pobierane i odkładane w sposób ograniczający wstrząsy oraz uderzenia, które mogłyby doprowadzić do ich uszkodzenia. Natomiast przy cienkościennych opakowaniach z tworzywa siłę chwytu dobiera się tak, aby nie spowodować ich trwałego odkształcenia.
Okrągłe butelki zwykle nie wymagają zachowania określonego kierunku ustawienia. Butelki owalne, prostokątne, profilowane lub wyposażone w uchwyty z reguły muszą być odpowiednio zorientowane podczas tworzenia rzędów i warstw. Jeżeli są doprowadzane w innym położeniu, przed kompletacją zostają obrócone. Właściwe ustawienie umożliwia uzyskanie ustalonego wzoru i zapobiega kolizjom uchwytów lub innych wystających elementów sąsiednich opakowań.
Chwytaki do butelek i zgrzewek
Nie istnieje jeden uniwersalny chwytak do wszystkich rodzajów butelek. Sposób pobrania dobiera się do materiału, kształtu, masy i sztywności opakowania, dostępnych powierzchni chwytania oraz liczby produktów przenoszonych jednocześnie.
W zależności od zastosowania wykorzystywane są chwytaki:
- podciśnieniowe,
- mechaniczne, chwytające produkty z boków za pomocą płyt, szczęk lub elastycznych elementów dociskowych,
- przystosowane do pobierania butelek za szyjkę lub kołnierz,
- podpierające produkty od spodu,
- magnetyczne – stosowane do opakowań ze stalowymi zamknięciami,
- hybrydowe, łączące kilka metod chwytania.
Chwytak może wykonywać również dodatkowe operacje, np. pobierać przekładki, tacki albo elementy zabezpieczające. Przy wielu formatach stosuje się konstrukcje regulowane lub wymienne narzędzia. Zakres przezbrojenia wynika z różnic pomiędzy produktami oraz z częstotliwości zmian planu produkcyjnego. Dobór sposobu pobierania i parametrów chwytaka jest weryfikowany podczas testów z produktem.
Paletyzacja puszek i wiader
Zrobotyzowana paletyzacja puszek i wiader znajduje zastosowanie między innymi w przemyśle chemicznym, spożywczym i opakowaniowym. Produkty mogą być wykonane z metalu lub tworzywa, różnić się pojemnością, średnicą, wysokością, masą oraz konstrukcją zamknięcia.
Puszki są pobierane pojedynczo, w rzędach, warstwach albo w przygotowanych wcześniej pakietach. W przypadku dużego zróżnicowania formatów układ kompletacji musi zapewnić właściwe rozmieszczenie produktów niezależnie od ich wymiarów i wzoru paletyzacji.
Jeden system dla wielu formatów
System paletyzacji może pobierać puszki z kilku linii produkcyjnych i pracować z opakowaniami o różnej pojemności. Jeżeli produkty są doprowadzane z kilku linii, system sterowania koordynuje poszczególne strumienie, pracę stanowisk kompletacji, podawanie palet i przekładek oraz odbiór gotowych ładunków.
Zmiana formatu obejmuje wybór odpowiedniego programu paletyzacji oraz – zależnie od różnic pomiędzy produktami – regulację prowadnic, układów kompletacji i parametrów chwytaka albo wymianę narzędzia. Zakres automatyzacji przezbrojenia oraz czynności wykonywane przez operatora są ustalane na etapie projektowania systemu.
W jednej z linii Wikpolu pięć robotów przemysłowych paletyzuje 17 formatów puszek i wiader z farbą o pojemności od 0,25 do 25 l. Produkty są pobierane w rzędach lub całymi warstwami, a roboty układają pomiędzy nimi przekładki. System współpracuje z kilkoma liniami produkcyjnymi i osiąga wydajność do 70 puszek na minutę.
Przygotowanie puszek do paletyzacji
Przed pobraniem puszki mogą być rozdzielane, obracane i grupowane. Jeżeli opakowania mają uchwyty, konieczne jest nadanie im odpowiedniego położenia. Niekontrolowane ustawienie uchwytów może utrudniać zagęszczanie produktów, powodować wzajemne zahaczanie opakowań lub prowadzić do ich nadmiernego dociskania podczas kompletacji.
Znaczenie ma również odporność puszek na nacisk. Siła chwytu powinna zapewniać pewne pobranie grupy produktów bez wgniecenia ścianek, uszkodzenia wieczka lub rozszczelnienia opakowania. Parametry ruchu robota dostosowuje się do masy pobieranej grupy i stabilności produktów. Jeżeli puszki lub wiadra są wypełnione cieczą, uwzględnia się także jej gęstość i lepkość oraz stopień napełnienia, ponieważ parametry te wpływają na zachowanie zawartości i stabilność opakowań podczas przyspieszania i hamowania.
Przekładki kartonowe układane pomiędzy warstwami zwiększają powierzchnię podparcia i ograniczają przemieszczanie się puszek i wiader. Liczba przekładek i sposób ich podawania wynikają z planu paletyzacji przypisanego do danego formatu.
Od czego zależy wydajność linii?
Wydajność systemu nie zależy wyłącznie od prędkości robota. Na przepustowość stanowiska wpływa cały układ: sposób doprowadzania kartonów, kompletacja, cykl pracy robota, dostępność pustych palet oraz odbiór gotowych ładunków.
Doprowadzanie i przygotowanie produktów
- liczba produktów doprowadzanych w ciągu minuty,
- czas przygotowania rzędu lub warstwy,
- liczba wzorów paletyzacji,
- sposób i częstotliwość podawania przekładek,
- czas wymiany pustej i pełnej palety
Cykl robota i organizacja linii
- liczba sztuk pobieranych w jednym cyklu,
- zakres dodatkowych zadań wykonywanych w linii,
- liczba stanowisk paletowych,
- częstotliwość zmian formatów,
- masa pobieranej grupy,
Układ kompletacji, robot, transport produktów i system obiegu palet muszą tworzyć spójny ciąg technologiczny. Zwiększenie prędkości pojedynczego urządzenia nie podniesie wydajności całej linii, jeżeli produkty nie będą dostarczane do strefy pobrania w odpowiednim tempie lub pełne palety nie zostaną sprawnie odebrane. Na czas cyklu wpływa również dynamika ruchu robota. Przy paletyzacji opakowań napełnionych cieczą parametry przyspieszania i hamowania dobiera się z uwzględnieniem stabilności produktów oraz zachowania ich zawartości.
Nasze Realizacje
Zobacz film z realizacji
Paletyzacji puszek i wiader
17 rodzajów opakowań – od małych 0,25-litrowych puszek po duże 25-litrowe wiadra z farbą
Pełna automatyzacja
Wydajność do 70 puszek na minutę
Zapoznaj się z przykładami rozwiązanych przez nas problemów na podstawie konkretnych realizacji
Elementy zrobotyzowanej linii
Zależnie od zakresu automatyzacji i organizacji procesu w skład linii do paletyzacji butelek i puszek wchodzą:
Produkty, roboty i kompletacja
- roboty przemysłowe,
- chwytaki dostosowane do produktów i materiałów pomocniczych,
- przenośniki produktów,
- układy rozdzielania, obracania i kompletacji,
- urządzenia do formowania tacek, displayów lub innych opakowań,
- urządzenia kontroli jakości,
- system sterowania i panel HMI.
Palety, zabezpieczenie i integracja
- stanowiska paletowe,
- system podawania pustych palet,
- zasobniki i układy podawania przekładek,
- przenośniki pełnych palet,
- owijarki i wiązarki,
- systemy etykietowania,
- komunikację z systemami MES, WMS lub ERP.
Co daje zrobotyzowana paletyzacja kartonów?
Produkt i wydajność
- rodzaj i liczbę paletyzowanych produktów,
- stopień napełnienia oraz właściwości zawartości, w tym gęstość i lepkość cieczy,
- zakładaną wydajność,
- dostępne miejsce.
Postać ładunku i przezbrojenia
- sposób podawania produktów,
- postać ładunku: pojedyncze produkty, tacki, zgrzewki lub inne opakowania zbiorcze,
- liczbę formatów i częstotliwość przezbrojeń,
- możliwość rozbudowy produkcji.
Opakowania, palety i logistyka
- materiał, masę, wymiary i sztywność opakowań,
- wzory paletyzacji i formaty palet,
- organizację dostarczania pustych i odbioru pełnych palet,
- wymagany zakres zabezpieczania i znakowania ładunków.
Najczęstsze pytania o paletyzację butelek i puszek
Czy jeden robot może paletyzować butelki i puszki?
Tak, jeżeli wydajność procesu, układ linii oraz właściwości produktów pozwalają na zastosowanie wspólnego stanowiska. Robot może być wyposażony w chwytak regulowany lub wielofunkcyjny. Przy większych różnicach pomiędzy opakowaniami stosuje się wymienne narzędzia. Podczas projektowania systemu uwzględnia się również częstotliwość zmian produktu i możliwość równoległej pracy linii.
Kiedy robot pobiera całe warstwy, a kiedy pojedyncze produkty lub rzędy?
Pobieranie całych warstw stosuje się przede wszystkim przy dużej wydajności i powtarzalnym układzie produktów. Pobieranie pojedynczych opakowań lub rzędów zapewnia większą elastyczność przy wielu formatach i zróżnicowanych wzorach paletyzacji. Na wybór wariantu wpływają również łączna masa pobieranych produktów, ich stabilność oraz czas potrzebny na przygotowanie rzędu lub warstwy. Do przyjętego sposobu pobierania dostosowuje się konstrukcję chwytaka.
Jak sprawdza się, czy chwytak nie uszkodzi butelek lub puszek?
Dobór chwytaka i parametrów pracy jest weryfikowany podczas testów z produktem. Sprawdzana jest pewność pobrania, stabilność przenoszonej grupy, nacisk wywierany na opakowania oraz ich zachowanie podczas pobierania, przemieszczania i odkładania. Testy pozwalają również ocenić ryzyko odkształcenia, wgniecenia lub rozszczelnienia produktu.
Czy system można zintegrować z istniejącą linią?
Tak. System może zostać zintegrowany z istniejącymi liniami rozlewniczymi i pakującymi, przenośnikami, urządzeniami zabezpieczającymi palety oraz zakładowymi systemami sterowania. Projekt wymaga wcześniejszej analizy dostępnej przestrzeni, parametrów przepływu produktów, sposobu dostarczania i odbioru palet oraz możliwości komunikacji pomiędzy urządzeniami.