Jste zde

Univerzální roboti Stäubli i pro potravinářství

Antonín Vojáček, 20. Listopad 2016 - 15:50

Robotizace není využívaná jen v automobilovém průmyslu. I oblast potravinářství se stále více robotizuje, a to nejen v oblasti balení a paletizace, ale i v samotném zpracování potravin. Zejména na tyto oblasti průmyslu se specializují roboti švýcarské firmy Stäubli.

Švýcarská společnost Stäubli se věnuje průmyslovým robotům od roku 1982, kdy se v automatizační technice udál velký vývoj a roboty dosáhly značného stupně inteligence a flexibility. Tento trend je viditelný i u produktové řady Stäubli Robotics, která má ve svém portfoliu jak univerzální šestiosé průmyslové roboty, tak jejich speciální provedení pro lakování, obsluhu vstřikovacích lisů a také pro práci v čistých prostorech, např. pro montáž ve výrobě polovodičů, elektrotechniky nebo ve farmaceutickém průmyslu.

Roboti Stäubli

Průmyslové roboty Stäubli se vyznačují hlavně tím, že jejich konstrukce je zacílena a certifikována pro využití v celé řadě aplikací v potravinářství, kde již běžné manipulátory nebo lineární roboty nevyhovují. Díky šestiosé konstrukci zvládnou i složité úkoly. Verze HE (z angl. „Humid Environment“) má zvýšenou odolnost vůči kapalinám a je tak určena do náročných vlhkých prostředí nebo naopak do čisté výroby, kde splňuje zvýšené nároky na čistotu a nabízí i možnost využití maziv vhodných do potravinářství. Proto také roboti Stäubli mají uzavřený design s krytí IP65 (zápěstí dokonce IP67), jsou nabízeny i v provedení s vnějšími části z nerezové oceli, takže jim nevadí jim ani znečištěné prostředí a veškeré kabely a hadice jsou chráněny.

Montáž je pak možná nejen na vodorovné podpěry, ale také na svislou plochu nebo strop.

Provozním parametry vhodné pro oblast potravinářství lze demonstrovat například na šestiosém robotu Stäubli typ TX60, který má dosah 670 mm, opakovací přesnost ±0,02 mm a nosnost 3,5 kg (nominální), 9 kg (maximální). Verze s prodlouženým ramenem dosáhne pak na 920 mm při opakovací přesnosti ±0,03 mm a její nosnost je 2 a 5 kg.

Vrcholem nabídky Stäubli jsou pak provedení s označením "Stericlean", které je materiálově a designem upravené pro odolnost v náročných podmínkách sterilizačních procesů, jakým může být např. agresivní prostředí par peroxidu vodíku. Poprvé se tak dostává do laboratoří, kde probíhají sterilizační nebo dekontaminační procesy, možnost úplné automatizace procesu, která zcela nahrazuje a tím vylučuje lidskou obsluhu ve styku s nebezpečnými látkami. Řada TX Stericlean je certifikována podle GMP (Good Manufacturing Processes).

Příklad základních parametrů robota Stäubli TX90:

Typové označení: TX90
Maximální provozní zatížení: 20 kg
Dosah zápěstí: 1 000 mm (až 1 450 mm ve verzi XL)
Počet os: 6
Opakovatelná přesnost: ± 0,03 mm (dle ISO 9283)
Stupeň krytí: rameno IP65, zápěstí IP67
Váha ramena: 111 kg
Možnosti upevnění: podlaha, zeď, strop
Další vlastnosti:
- odolnost vůči kapalinám s pH od 4,5 do 8,5
- možnost využití maziv vhodných do potravinářství
- vodotěsnost
- přetlakové provedení ramene.

Použití robotů Stäubli

Typickou oblastí použití je tak různá univerzální manipulace, balení, rovnání výrobků na dopravníky, skládání do krabic, třídění, doplňkové operace – značení, kontrola i ve spojení s vision systémy. Ve strojírenství se pak běžné stává použití v oblasti obráběcích strojů, lisů apod., kde roboti mohou nést vrtací nebo frézovací hlavu a obrábět v prostoru, v oblasti lakování, stříkání a nanášení kapalin, broušení a leštění.

Stále častější je však použití robotů i v potravinářském průmyslu, a to nejen v oblasti balení a paletizace, ale přímo i v oblasti zpracování potravin. Například v průmyslu zpracování masa lze zmínit automatické balení kuřecích stehen do krabic, kde robot Stäubli RX160 umístěný za kruhovým dopravníkem zvládá při balení kuřecích stehen uchopit několik stehen najednou a ty následně rovnat do dvou krabic vedle sebe. Dalším příkladem může být odřezávání kusů masa, kde robot přesně odřezává šunku, aby oddělil maso od kosti.. Rychlost spolu s opakovatelnou přesností robotů podstatně zvyšují produktivitu této obtížné, nezáživné operace, která je zdrojem mnoha svalových a kosterních potíží.

Ovládání robotů

Obsluha robotu může být řešena přes řízení celé linky nebo pomocí ručního ovládání s uživatelsky příjemným prostředím.

K robotům je standardně dodáván řídící systém CS8 s integrovaným programovým prostředím VAL3, pomocí kterého lze ovládat kompletní řadu Stäubli robotů. Pomocí dalšího software PLC Studio lze programy připravovat i off-line na PC. Pro konkrétní typové aplikace je připraveno několik uživatelských nadstaveb: VALPAINT pro lakování, VALPLAST pro obsluhu vstřikovacích lisů, TRACKING pro synchronizaci robota s dopravníky a VISION pro spolupráci s Cognex InSight kamerovými systémy.

Řídící systémy CS8 mají pro komunikaci standardní rozhraní RS232/422, Modbus – Ethernet, volitelně I/O a podporu Field bus komunikace (DeviceNet, Profibus, CANopen). Pro možnost „ručního“ ovládání robotů jsou nabízeny panely SP1 a SP2, s jejichž pomocí je možné programovat, spravovat a provádět diagnostiku robota.

Závěr

Jak již bylo přiblíženo i v různých článcích na serveru automatizace.hw.cz, výrazná robotizace se s největší pravděpodobností ani oblastí průmyslu doposud více zastoupených lidskou pracovní silou. Potravinářství je toho myslím typickým příkladem. Tedy zvláště toho s masovou sériovou výrobou, kde jsou požadovány velké provozní / výrobní kapacity a minimalizace nákladů. V tomto směru je nabídka robotů Stäubli velmi zajímavá, protože ne každý výrobce robotů má verze provedení vhodné a certifikované pro přímý styk s nebalenými potravinami nebo chemickými prostředky.

Společnost Stäubli má zastoupení i v ČR v podobě pardubické společnosti Stäubli Systems, s.r.o. , nicméně jejich roboty Stäubli lze nalézt i v dalších českých firmách v rámci nabídek kompletních řešení automatizace / balení a paletizace výroby (například firma Strand s.r.o.).