Die nächste Generation der automatisierten Rohr- und Rohrverpackung

Um Rohre oder Rohre von einer Walzstraße zu einem Bündeler zu transportieren, besteht eine herkömmliche Methode darin, die Werkstücke mit Gabeln anzuheben und fallen zu lassen, was ein kraftvoller und lauter Vorgang ist. Bei der Neugestaltung dieses Prozesses hat Fives Robopack entwickelt, ein Pick-and-Place-System, das die Hauptfähigkeiten eines Roboters nutzt, um einen geschickten, bewussten Handhabungs- und Bündelungsprozess zu ermöglichen.

Die Herstellung einer Röhre oder eines Rohrs erfordert eine große Menge an Ausrüstung, die immer linear angeordnet ist. Bei der Bewältigung der Herausforderungen bei der Tubenverpackung müssen sich Tubenhersteller also mit anlagen- und prozessabhängigen Layouts auseinandersetzen, doch hier ist höchste Flexibilität erforderlich. Da die Rohrdurchmesser und Abschnittslängen variieren, ist Flexibilität bei der Materialhandhabung der Schlüssel zur Effizienz. Moderne Technologie bietet eine neue Möglichkeit, den Tubenverpackungsprozess intelligent und einfach zu gestalten. Willkommen im Zeitalter der anthropomorphen Roboter.

Ein roboterbasiertes, vielseitiges System namens Robopack von Fives ist für seitliche Anwendungen für Profile und Rohre konzipiert und ersetzt die herkömmlichen Gabeln durch anthropomorphe Roboter, um Rohre aufzunehmen und zu platzieren, um sechseckige, quadratische oder rechteckige Bündel zu verpacken. Aufgrund seines modularen Designkonzepts erhöht dieses System die Flexibilität und Produktion, benötigt weniger Platz, verbessert die Sicherheit, beschleunigt Umrüstungen, senkt die Wartungskosten, reduziert den Lärm und bietet eine schnelle Inbetriebnahme, und das ohne Kompromisse bei der Qualität.

Obwohl die Robotertechnologie einst neuartig, eine Nische und teuer war, ist sie mit zunehmender Reife immer weiter verbreitet, leistungsfähiger und erschwinglicher geworden.

Das Robopack-System besteht aus modularen Einheiten, die je nach Kundenwunsch zusammengestellt werden. Es handelt sich um ein flexibles, vielseitiges Verpackungssystem, das in der Lage ist, Profile und Rohre – rund und geformt – mit einem Außendurchmesser von nur ¾ Zoll und einer Länge von 10 Fuß (19 mm x 3 m) automatisch zu handhaben. Das System verwendet einen Einlasspuffertisch zur Lagerung Rohre nach der Aufnahme vom Auslauftisch. Der Tisch besteht aus mehreren parallelen Ketteneinheiten, die jeweils mit Bodenstützen ausgestattet sind, die auf einem großen, stabilen Rahmen montiert sind.

Abhängig vom Layout übernimmt eine erste Reihe von Indexierungsketten die von der Trennwalzenbahn entladenen Rohre oder holt die Rohre direkt von der Trennwalzenbahn ab. Bei unrunden Formen erfasst ein entlang der Schaltketten angebrachter Sensor die Ausrichtung und aktiviert bei Bedarf eine pneumatische Kippvorrichtung, die das Rohr oder Profil so dreht, dass es horizontal auf den Pufferbereich gefördert werden kann. Eine zusätzliche Reihe kunststoffummantelter Stahlketten befördert die Rohre zum Ende des Tisches und bildet so einen Pufferspeicher vor dem Roboter, der durch eine Reihe von Produktstoppern und pneumatischen Schiebern richtig ausgerichtet wird. Abhängig vom Außendurchmesserbereich des Rohrs können eine Reihe zusätzlicher Vorrichtungen installiert werden, um Überlappungen und übermäßige Biegung zu verhindern.

Der Roboter bewegt die Rohre mithilfe einer Pick-and-Place-Aktion vom Pufferbereich zum Formförderer, nimmt die Rohre von der vorgelagerten Kette auf und platziert sie in der nachgeschalteten Bündelbildungsrollenbahn, wodurch das Bündel mit der erforderlichen Form entsteht. Dieser Vorgang erfordert je nach Rohrgewicht und -abmessungen verschiedene Eingriffe.

Unmittelbar nach den Formförderern werden die Bündel von einem zusätzlichen Satz Rollenbahnen zu den Lager- und Entladekettenförderern transportiert. Die Lager- und Entladebänder bestehen aus an die Rohrlänge anpassbaren Modulen, die den benötigten Auslaufraum abdecken und die erforderliche Anzahl an Bündeln speichern. Bei der Verwendung von Holzstücken können Rollladenkettenförderer eingesetzt werden.

Die Benutzeroberfläche ist benutzerfreundlich und einfach anzupassen und bietet mehrere Funktionen:

Je nach Tubengröße und -länge, Verpackungsart und Abmessung kann die Produktionskapazität im vollautomatischen Zyklus bis zu 40 Tuben pro Minute erreichen. Im Vergleich zu einem gabelbasierten System bietet Robopack insgesamt eine um 15 % verbesserte Leistung. Dies beruht auf der Anpassungsfähigkeit des Systems an wechselnde Betriebsbedingungen:

Da das Robopack-System aus kleinen Modulen besteht, nimmt es 25 % weniger Platz ein als herkömmliche Gabeldesigns. Es passt problemlos in normalerweise ungenutzte Pflanzenräume, beispielsweise in die Bereiche zwischen Säulen.

Für schnellstmögliche Umstellungen nutzt das Robopack-System von Fives eine einzige Klemme, die sich an eine Vielzahl von Tubenformen und -größen anpassen lässt.

Neben Platz und Platzierung ist Flexibilität der Schlüssel. Durch den modularen Aufbau kann das System mit minimalem technischen Aufwand an jedes Rohrformat und jede Rohrlänge angepasst werden. Bei Bedarf können je nach Rohrlänge und benötigtem Speicherpuffer weitere Module zu einem größeren Puffertisch kombiniert werden. Darüber hinaus können zwei Roboter nebeneinander aufgestellt und mit koordinierten Bewegungen programmiert werden, um bei der Handhabung langer Rohre gleichzeitig zu arbeiten. Die Nutzlast des Roboters kann je nach gewünschtem Durchsatz auch auf der Grundlage des Tubengewichts, der Tubengröße und der Verpackungsabmessungen ausgewählt werden. Darüber hinaus kann das System mit Geräten von Drittanbietern wie Blasstationen, Umreifungsmaschinen, Folienwicklern, Abtropf- und Wiegestationen sowie Ticketdruckern integriert werden.

Jede Linienaufrüstung in Bezug auf Rohrgröße, Rohrlänge und Layoutänderung kann durch das Hinzufügen neuer Module oder die Erhöhung der Robotergröße, der Anzahl der Roboter oder beides erreicht werden. Aus dem gleichen Grund eignet sich das System effektiv dazu, in anderen Linien oder Konfigurationen neu eingesetzt zu werden, indem die vorhandenen Module neu angeordnet oder durch neue ersetzt werden.

Erstens machen die kleinen, leichten Module die Installation einfacher, schneller und sicherer als bei einem herkömmlichen System aus großen, sperrigen Komponenten. Die Zeitersparnis bei der Installation und Inbetriebnahme eines Systems kann bis zu 30 % betragen. Zweitens verwenden diese Systeme weniger bewegliche Teile als herkömmliche Materialtransportsysteme. Die minimierte Anzahl beweglicher Teile trägt dazu bei, die Wartungskosten im Vergleich zu einem herkömmlichen System zu senken. Und da der Aufbau modular ist, umfasst er eine große Anzahl gemeinsamer Komponenten, was die Vielfalt der für Reparaturen benötigten Ersatzteile reduziert.

Drittens verfügen Roboter zwar über viele bewegliche Teile, verfügen aber über Wartungspläne mit bekannten und begrenzten Kosten, die die Sicherheit einer ausgereiften Technologie und eines standardisierten Produkts bieten. Schließlich sind Teile, die gewartet werden müssen, leicht zugänglich, wodurch der Bedarf an Fachkräften verringert wird.

Der Einsatz eines Roboters als zentrales Element führt zu einer grundlegenden Veränderung der Handhabung von Rohren. Ein gabelbasiertes System hebt und senkt das Rohr, was ein kraftvoller und lauter Vorgang ist. Da die Bewegungen eines Roboters eher geschickt und absichtlich als gewaltsam sein können, erzeugt das System nicht so viel Lärm wie herkömmliche Systeme, was für die Bediener von Vorteil ist. Da Roboter außerdem über einen vollständigen Satz integrierter und zertifizierter Sicherheitsmodule verfügen, unterstützt das System die Sicherheitsziele am Arbeitsplatz.

Natürlich muss jede neue Fertigungstechnologie Prozesse bereitstellen, die die Integrität des Produkts wahren. Bei der Materialhandhabung von Rohren ist das ästhetische Erscheinungsbild einer der wichtigsten Punkte. Dieses System eignet sich für Edelstahl-, Automobil- und andere Anwendungen, bei denen der Erhalt der Produktqualität von größter Bedeutung ist. Die anthropomorphe Technologie bedeutet, dass der Bündelladevorgang in einem sorgfältig koordinierten Pick-and-Place-Prozess und nicht in der üblicheren Lift-and-Drop-Methode erfolgt.

Darüber hinaus können die Kontaktflächen aller Röhren mit Kunststoff oder Gummi beschichtet werden, um Kratzer, Flecken und Verschmutzungen zu vermeiden.

Da die Robotertechnologie unendlich flexibel ist, kann dieses Verpackungssystem Rohre, Leitungen oder Profile aufnehmen und in nahezu jede beliebige Bündelform bringen.