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Pallettizzazione automatica di tè freddo e succo di frutta da una cella frigorifera

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The robot picks up the cartons from a plastic belt conveyor from  where the cases filled with sweet tea or juice arrive to be palletized.

Nonostante la pallettizzazione sia una classica applicazione di automazione, effettuare questa operazione da una cella frigorifera che viene regolarmente trattata con acqua per mantenerla pulita, rappresenta una sfida particolare. Motion Controls Robotics ne è venuta a capo utilizzando la tecnologia del vuoto di Piab fornita da Neff Group Distributors.

Portare il tè freddo e i succhi di frutta sul mercato significa pallettizzare le confezioni contenenti le rispettive bottiglie per poterle trasportare ai punti di vendita al dettaglio. Poiché si tratta di prodotti deperibili, vengono conservati in celle frigorifere. Un cliente si è rivolto a Motion Controls Robotics Inc (MCRI) di Fremont, Ohio, USA, per sostituire un sistema esistente non efficiente in cui le ventose e le pompe a vuoto utilizzate non si adattavano bene alla temperatura media nella cella frigorifera, pari a 1,7°C (35°F). Le ventose diventavano rigide e le pompe non fornivano vuoto a sufficienza per trattenere le confezioni, causando regolarmente cadute del carico. Per la movimentazione di confezioni di cartone fino a 19 kg (42 libbre) di peso era necessario trovare un sistema migliore.

Il processo di lavaggio aveva escluso sin dall’inizio la possibilità di impiegare qualsiasi tipo di gripper in spugna tecnica a cellule chiuse, così come sistemi forche meccaniche a causa delle limitazioni in termini di spazio di lavoro.

“Con queste premesse, era chiaro che l’unica soluzione possibile fosse l’impiego di ventose in silicone resistenti al freddo e di pompe a vuoto potenti e di alta qualità – un classico caso per le soluzioni di vuoto di Piab,” spiega Nathan Baker, Mechanical Engineer di MCRI. “Pertanto, ho subito contattato Matt McClellan in Neff, che mi fornisce sempre diverse soluzioni di prodotti nonché un supporto tecnico dettagliato. È stato lui a suggerirmi di utilizzare l’eiettore SX 12 dopo un’ulteriore analisi sulla pompa più adatta condotta con l’esperto tecnico di Piab, l’Application Engineer Oliver Lizotte, presso il suo ufficio di Hingham, MA, USA.”

Matt McClellan, Technical Sales Specialist di Neff Group Distributors, Valley View, Ohio, USA, aggiuge “SX 12 è l’eiettore utilizzato da Piab nella sua pompa di punta piCOMPACT®23 SMART per prestazioni di vuoto elevate. Si basa sulla tecnologia di generazione del vuoto COAX® di Piab. Questo eiettore è stato particolarmente ottimizzato per offrire affidabilità, flessibilità, elevata portata aspirata, e tempi di ciclo rapidi, ed è specificatamente consigliato per soluzioni di pallettizzazione che necessitano di grandi impianti di vuoto. Pertanto sembrava, e si è poi dimostrato essere, la soluzione giusta per il caso applicativo di MCRI.”

Oliver Lizotte aggiunge “Grazie alla sua elevata portata aspirata, l’eiettore SX12 non offre solo maggiore forza di tenuta, ma tollera anche molto bene polvere e detriti, una caratteristica importante nelle applicazioni di imballaggio in cui sono coinvolte scatole di cartone.”

La tecnologia del vuoto COAX® riduce al minimo il consumo di energia e offre una presa sicura e rapida grazie all’elevata portata aspirata iniziale. Gli eiettori COAX® sono fino a due volte più veloci degli altri eiettori e forniscono una portata tre volte maggiore rispetto ai tradizionali eiettori a vuoto con lo stesso consumo d’aria. Gli eiettori possono fornire prestazioni elevate anche quando la pressione di alimentazione è bassa o fluttuante. Ciò è stato dimostrato in test comparativi indipendenti condotti presso l’istituto Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology IWU di Dresda, in Germania. Questi hanno dimostrato che gli eiettori Piab richiedono molta meno aria compressa per ottenere le stesse prestazioni rispetto agli eiettori di altri produttori. Non essendo presenti parti mobili, richiedono pochissima manutenzione e resistono alla maggior parte delle condizioni ambientali, come il freddo. Di conseguenza, il loro utilizzo riduce i costi per la fornitura di aria compressa e i tempi di fermo macchina per gli intervalli di manutenzione e dunque i costi di movimentazione complessivi.

Nathan Baker approfondisce “Abbiamo condotto numerosi test interni in MCRI per confrontare la forza di tenuta di SX12 con quella del generatore VGS™ 3010 utilizzando ventose diverse sia per dimensioni che per tipo. I risultati hanno mostrato che l’eiettore SX12 è perfetto. Al contempo abbiamo testato la resistenza al freddo di ventose di materiali diversi, mettendole in un freezer per una settimana, e quindi sottoponendole a vari test di stress e compressione. Grazie a queste prove, abbiamo realizzato che la ventosa in silicone B75.20 di Piab era la scelta giusta per questa applicazione, anche perché queste ventose sono ideali per differenze di altezza e superfici leggermente irregolari o curve, soprattutto quando si combinano varie ventose a soffietto corto in un dispositivo di sollevamento. La politica di Piab di fornire le ventose in prova gratuita per 30 giorni ci consente, in qualità di system integrator, di testarle realmente nell’applicazione e assicurarci di avere selezionato il migliore prodotto possibile per ogni impiego.”

Il sistema si avvia con il robot che prende un pallet e lo posiziona in una rulliera. Per svolgere questa operazione, il gruppo di presa (EOAT) utilizza quattro pinze meccaniche che afferrano la parte inferiore del pallet. Dopo avere posizionato il pallet sulla rulliera, il robot si sposta in prossimità del nastro trasportatore in plastica su cui arrivano le confezioni di tè freddo o succo di frutta da pallettizzare. Una porta avvolgibile che protegge l’operatore dal sistema in funzione si apre e il gruppo di presa (EOAT) si gira verso il nastro trasportatore. Utilizzando le ventose in silicone B75.20 di Piab, il gruppo di presa (EOAT) del robot afferra una fila di quattro scatole (circa 77 kg/170 libbre) e le posiziona sul pallet. Dopo avere creato due strati di

prodotto, il robot preleva un foglio di interfalda estendendo quattro ventose multisoffietto B50, anch’esse in silicone, connesse alle pompe VGS™3010 agli angoli esterni del gruppo di presa (EOAT). Le ventose effettuano un leggero movimento di sollevamento per separare facilmente i fogli sottili. Per la movimentazione di fogli leggeri, l’eiettore standard basato sulla tecnologia COAX® opera in modo affidabile.

Queste due celle di pallettizzazione sono speculari l’una all’altra, ed entrambe alimentano un avvolgitore attraverso una porta di sicurezza a saracinesca. La porta di sicurezza evita che l’operatore acceda alle celle di pallettizzazione.

Nathan Baker di MCRI riepiloga i miglioramenti nelle nuove celle di pallettizzazione rispetto all’impianto precedente. “Con questa configurazione di movimentazione contenitori siamo riusciti a guadagnare 4,5 kg (10 libbre) di forza di tenuta a ventosa. Infatti, siamo passati da un sistema che provocava la caduta di diversi contenitori ad una soluzione che li preleva tutti, anche quelli umidi o con nastro adesivo e colla, che presentano lembi allentati. Il gruppo di presa (EOAT) con ventose B75.20 ed eiettori SX12 di Piab effettua sempre la presa!”

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