Vakuumipakattu pussi ei ole robottitarttujan helpoin kaveri. Pinta voi joustaa, muoto vaihdella ja painava sisältö valahtaa nostettaessa, jolloin perinteinen imukuppitarttuja menettää otteensa. Monessa tuotannossa tämä tarkoittaa, että yksi ihminen seisoo linjan päässä ja tekee siirtotyötä käsin vuoro toisensa jälkeen. Tässä blogissa kerromme, miten Probot ratkaisi ongelman suunnittelemalla liukuhihnatarttujan, ja mitä se muutti asiakkaan arjessa.
Kuvitellaan tilanne, jossa työntekijä seisoo linjan viimeisessä vaiheessa ja tekee samaa siirtotyötä vuoro toisensa perään. Hän nostaa vakuumipakatun pussin linjalta ja asettelee sen lavalle tai koriin. Kun kolmen kilon pussi siirtyy käsin kymmenen sekunnin välein, yksittäisiä nostoja kertyy vuorossa helposti yli 2 000.
Tällainen työvaihe ei ole fyysisesti raskas, mutta jatkuva toistotyö kuormittaa ergonomisesti ja voi tuntua pitkällä aikavälillä yksitoikkoiselta. Lisäksi työvaihe sitoo yhden työntekijän tehtävään, joka olisi periaatteessa helppo automatisoida. Haaste tulee vastaan siinä vaiheessa, kun automatisointia yritetään toteuttaa perinteisillä robottitarttujilla.
Teollisuusroboteissa yksi yleinen tarttujaratkaisu on imukuppitarttuja, joka toimii hyvin jäykille ja tasapintaisille kappaleille. Mutta kun tuote on vakuumipakattu pussi, tilanne voi olla toinen. Jos pakkauksen sisältö on hyvin epätasaista, imukuppi ei välttämättä saa tartuntapinnasta vakaata otetta. Ongelma syntyy myös silloin, kun tuote on painava ja nestemäinen tai muuten joustava: noston aikana sisältö valahtaa, tartunta pettää ensin yhdestä imukupista ja kohta tuote putoaa kokonaan. Seurauksena on linjan katkonainen toiminta ja siitä johtuvaa ylimääräistä säätöä.
Markkinoilta ei löytynyt tarttujaa, joten suunnittelimme oman
Idea liukuhihnatarttujaan syntyi, kun mietimme ratkaisua asiakkaalle, jonka tuotannossa käsiteltiin noin 800 erilaista tuotetta. Imukuppitarttuja toimi vain osaan tuotteista. Loput aiheuttivat katkoksia, minkä vuoksi työvaihe jouduttiin tekemään usein käsin. Asiakas tarvitsi universaalin tarttujan, joka käsittelisi kaikki tuotteet luotettavasti.
Kun markkinoilta ei löytynyt tartuntahaasteisiin valmista ratkaisua, päätimme suunnitella sellaisen itse. Probot Oy:n mekaniikkasuunnittelija Janne Paaso vastasi ratkaisun suunnittelusta.
– Liukuhihnatarttuja toimii eri periaatteella kuin perinteinen alipainetarttuja. Tuotetta ei nosteta imulla, vaan se siirtyy tarttujan päälle hallitusti, Janne selventää.
Tarttujassa on pieni kuljetin, joka vetää tuotteen tarttujan kyytiin. Kun tuote on oikeassa kohdassa, sylinteri lukitsee sen paikalleen. Vapautus tapahtuu pyörittämällä kuljetinta vastakkaiseen suuntaan. Oleellista on, että tarttuja mukautuu tuotteeseen, eikä toisin päin.
800 tuotetta, millimetrien toleranssit
Liukuhihnatarttujan idea kuulostaa yksinkertaiselta, mutta jotta ratkaisu toimii luotettavasti tuotannossa vuoro toisensa jälkeen, suunnittelussa piti ratkaista useita yksityiskohtia. Suurimmat haasteet liittyivät mekaanisiin toleransseihin ja ohjelmistoon.
– Isoin haaste oli todella tiukat toleranssit eli tuotteen piti osua tarkasti oikeaan kohtaan. Ohjelmistopuolella haasteita puolestaan aiheutti tuotevalikoiman laajuus, Janne kertoo.
Eri tyyppisille tuotteille määritettiin ohjelmistossa omat parametrit, kuten robotin noutokulmat, jättöpisteiden korkeudet ja kuljettimen nopeus. Itse tarttujaan ei kuitenkaan tarvitse koskea tuotevaihdon yhteydessä.
Katso tarttuja käytännössä
Alla olevalla videolla näkyy, miten liukuhihnatarttuja käsittelee vakuumipakattua tuotetta käytännössä.
Viisi millimetriä pelivaraa
Yksi liukuhihnatarttujan käytännön vahvuuksista on se, että tuotteet voidaan siirtää linjalta suoraan monitasoiseen autoklaavikoriin. Meidän asiakkaamme tapauksessa tuotteet ladotaan erittäin tiiviisti neljän pussin rykelmiin. Jokaisen pussin väliin jää vain noin sentti tyhjää tilaa.
– Imukuppitarttuja mahtuisi koriin helpommin, joten yksi osa suunnittelua oli mitoittaa liukuhihnatarttuja niin, että tiivis ladonta silti onnistuu, Janne toteaa.
Tarttuja on vain viisi millimetriä tuotetta leveämpi, joten jokainen millimetri piti suunnitella tarkasti. Esimerkiksi venttiili siirrettiin tarttujan sivulta takapuolelle, jotta leveydestä saatiin nipistettyä vielä viisi millimetriä pois. Myös kaapeloinnista tehtiin useita versioita ennen kuin löytyi ratkaisu, jossa robottiin menee vain kaksi kaapelia.
Tarttuja ei nopeuttanut linjaa, mutta se ei ollut tarkoituskaan
Asiakkaan tuotannossa muutos näkyi nopeasti. Käsin tehty pakkausvaihe poistui kokonaan. Työntekijä, joka aiemmin hoiti siirtotyön käsin, vapautui muihin tehtäviin.
– Rehellisesti on todettava, että tarttuja ei välttämättä nopeuta linjaa. Sen arvo on toimintavarmuudessa ja siinä, että ihminen vapautui muihin tehtäviin, Janne sanoo.
Usein automaatiosta puhutaan vain tehokkuuden näkökulmasta. Käytännössä yhtä merkittävä hyöty on se, että ihmiset voivat keskittyä mielekkäämpiin ja ergonomisesti vähemmän kuormittaviin tehtäviin.
Kenelle liukuhihnatarttuja sopii?
Liukuhihnatarttuja ei ole universaali ratkaisu kaikkeen, mutta tietyissä tilanteissa se toimii erittäin hyvin.
Se soveltuu esimerkiksi:
- vakuumipakattujen tuotteiden käsittelyyn
- pehmeiden tai muotoaan muuttavien pakkausten siirtoon
- tuotteisiin, joiden pinta ei mahdollista alipainetartuntaa
- työvaiheisiin, joissa toistuvuus ja tasalaatuisuus ratkaisevat
Tarttuja voidaan mitoittaa tuotannon mukaan. Leveys vaihtelee 100–1500 millimetrin välillä ja pituus alkaa noin 175 millimetristä.
– Liukuhihnatarttuja käsittelee tuotteita noin 10 kiloon asti, mutta suuremmilla roboteilla päästään jopa 25 kiloon, Janne kertoo.
Tutustu tarkemmin liukuhihnatarttujaan Tarttujat-sivulla.
Robotti on vain niin hyvä kuin sen tarttuja
Robottisolussa huomio kohdistuu usein itse robottiin. Käytännössä automaation onnistumisen ratkaisee kuitenkin usein juuri työkalu. Robotti on vain niin hyvä kuin sen tarttuja. Jos tarttuja ei sovellu tuotteeseen, koko investointi voi jäädä vajaakäytölle.
Siksi me Probotilla emme lähde liikkeelle laitelistasta vaan tilanteesta. Ensin selvitetään, mitä tuotteita käsitellään, millä volyymilla ja missä kohtaa linjaa. Vasta sen jälkeen valitaan oikea työkalu tai suunnitellaan sellainen.
Kerro tuotteesi, me kerromme ratkaisun
Jos tuotantolinjallasi on työvaihe, jossa pehmeän tai epäsäännöllisen tuotteen käsittely aiheuttaa häiriöitä tai se tehdään edelleen käsin, tilanne kannattaa kartoittaa.
Jotta voimme arvioida, soveltuisiko ratkaisu teille, tarvitsemme alkuun muutaman perustiedon:
- kuinka laaja tuotevaihtelu on
- tuotteiden mitat ja paino
- onko linjalla robotti käytettävissä
- riittääkö robotin nostokapasiteetti tarttujalle ja tuotteelle
Kerro nämä meille, niin voimme arvioida, onko liukuhihnatarttuja tai jokin muu ratkaisu teille realistinen vaihtoehto.
Usein kysytyt kysymykset liukuhihnatarttujasta
Tarvitaanko liukuhihnatarttujalle oma robotti vai toimiiko se olemassa olevan kanssa?
Liukuhihnatarttuja voidaan asentaa useimpiin teollisuusrobotteihin. Oleellista on, että robotin nostokapasiteetti riittää tarttujan ja tuotteen yhteispainolle. Soveltuvuus tarkistetaan tapauskohtaisesti.
Voiko samalla liukuhihnatarttujalla käsitellä erikokoisia tuotteita ilman mekaanista säätöä?
Kyllä. Tuotevaihdot tehdään ohjelmistoparametreilla. Itse tarttujaan ei tarvitse koskea, vaikka tuotteiden koko tai paino vaihtelisi.
Miten liukuhihnatarttuja käyttäytyy, jos tuote on osittain jäässä tai kostea?
Liukuhihnatarttuja ei ole riippuvainen pintakitkan tasaisuudesta samalla tavalla kuin imukuppitarttuja. Kosteuden tai osittaisen jäätymisen vaikutus arvioidaan tuotekohtaisesti suunnitteluvaiheessa.
Kuinka paljon liukuhihnatarttuja painaa?
Tarttujan paino riippuu mitoituksesta. Paino vaikuttaa suoraan siihen, minkä kokoinen robotti tarvitaan, joten se on yksi suunnittelun lähtötiedoista.
Milloin imukuppitarttuja ei riitä vakuumipakkauksille?
Imukuppitarttuja toimii monille vakuumipakatuille tuotteille hyvin. Ongelmat syntyvät kahdessa tilanteessa. Ensinnäkin silloin, kun pakkauksen pinta muotoutuu sisällön mukaan niin epätasaiseksi, ettei imukuppi saa vakaata tartuntaa. Toiseksi silloin, kun tuote on painava ja nestemäinen tai muuten joustava: noston aikana sisältö valahtaa ja tartunta pettää. Tällaisissa tapauksissa tarvitaan toisenlainen robottitarttuja.
Miten nopeasti kustomoitu tarttuja voidaan toimittaa?
Tyypillinen toimitusaika on 4–6 viikkoa suunnittelusta valmiiseen tarttujaan.
Miten voin selvittää, sopiiko liukuhihnatarttuja meidän tuotantoomme?
Kerro meille tuotteidesi mitat, painot ja tuotevalikoiman laajuus. Arvioimme soveltuvuuden näiden tietojen pohjalta.
Probot Oy – Asiantuntijasi robotiikkaratkaisuihin.
