Zmienne wymagania branży mięsnej

W przypadku firmy konstruującej maszyny specjalnego przeznaczenia, takiej jak Singer & Sohn, sukces zależy od możliwości szybkiego i skutecznego dostosowywania się do zmiennych wymagań klientów. Właśnie dlatego firma ta – producent maszyn dla przemysłu spożywczego – wybrała technologię automatyzacji B&R.

Od ponad 30 lat Singer & Sohn konstruuje urządzenia w wykonaniu higienicznym dla przemysłu przetwórstwa mięsnego. Oferta obejmuje zrobotyzowane systemy załadunku, rozdzielacze zwojów kiełbas i systemy przenośników, a także rozwiązania do obróbki termicznej produktów i wykrywacze metali.

„To co wyróżnia nas wśród dostawców dla branży przetwórstwa spożywczego to kompleksowa oferta urządzeń, a przy tym konsekwentne stosowanie się do specjalnych życzeń naszych klientów” – mówi Matthias Hiemer, menedżer projektów w Singer & Sohn. Dzięki skróceniu czasu potrzebnego na opracowanie i uruchomienie nowych maszyn firma może przeznaczyć więcej środków na spełnianie wymagań klientów i opracowanie innowacyjnych nowych koncepcji maszyn.

„Obserwujemy wyraźną tendencję do automatyzacji. Nasi klienci – duzi i średni – starają się skrócić czas cyklu, przestrzegając jednocześnie coraz bardziej rygorystycznych przepisów dotyczących higieny, a przy tym minimalizując koszty” – wyjaśnia Hiemer. „Tak jednak, jak różni są użytkownicy urządzeń i produkty na nich wytwarzane, tak różne są ich wymagania dotyczące maszyn.”

Przykład: produkcja grubych, zakrzywionych bawarskich kiełbasek białych wymaga zupełnie innych rozwiązań niż produkcja cienkich frankfurterek, czy kiełbasy grillowanej (bratwurst). Urządzenia do przetwórstwa spożywczego mogą się również różnić znacznie wielkością i układem. Aby móc sprostać tak różnorodnym wymaganiom, firma Singer & Sohn stawia na wysoki poziom integracji pionowej i najnowocześniejszą technologię. Producent maszyn wykonuje we własnym zakresie cięcie strumieniem wody oraz cięcie laserowe, wytrawianie i czyszczenie strumieniowo-ścierne. Projektowanie, planowanie, programowanie i wdrażanie są realizowane wewnętrznie przez pracowników Singer & Sohn. Płaska struktura organizacyjna średniej wielkości firmy zarządzanej przez właściciela pozwala na szybkie, niebiurokratyczne podejmowanie decyzji.

Jak wyjaśnia Hiemer, aby mieć pewność, że również klienci firmy odczują korzyści płynące z takiego trybu, Singer & Sohn oczekuje równie krótkich czasów reakcji i niezawodnych dostaw od własnych dostawców: „Kilka lat temu nasz dostawca sterowników zaczął przysparzać nam coraz większych kłopotów. Poszukaliśmy innych dostawców i porównaliśmy ich oferty, w efekcie zdecydowaliśmy się na współpracę z B&R.”

Na decyzję tę wpłynęła nie tylko innowacyjność produktów B&R i fachowa obsługa, ale także takie kluczowe czynniki, jak kompaktowa konstrukcja podzespołów. Zdaniem Hiemera, na szczególną uwagę zasługiwał serwonapęd ACOPOS P3. „To jeden z najbardziej wydajnych spośród dostępnych na rynku serwonapędów ze zintegrowanymi funkcjami bezpieczeństwa” – podkreśla. Dzięki gęstości mocy wynoszącej cztery ampery na litr, wersja trójosiowa zapewnia największą oszczędność miejsca.

Kompleksowa oferta sprzętowa B&R – od najnowocześniejszego transportu prowadnicowego po silniki w wykonaniu higienicznym i terminale HMI. „Równie ważny dla nas był zakres funkcji oprogramowania oferowanych przez B&R” – dodaje Hiemer. „Większość potrzebnych nam funkcji mieliśmy podane „na tacy”. Nie musimy opracowywać każdego szczegółu od podstaw, dlatego możemy skierować naszą energię na rozwój funkcji kluczowych, tych, dzięki którym nasze maszyny wyróżniają się na tle konkurencji.”

Po zaledwie sześciu miesiącach prac rozwojowych i konstrukcyjnych firma Singer & Sohn ukończyła pierwszą maszynę WKT-50 z całkowicie przeprojektowaną technologią sterowania i napędu opartą na rozwiązaniach B&R. Nowa maszyna rozdziela ciągły zwój kiełbasek na pary za pomocą ostrza napędzanego silnikiem. Główne wyzwanie: położenie ostrza nie jest stałe. Przed każdym cięciem maszyna musi dokładnie określić środek między dwoma łącznikami kiełbas i przesunąć ostrze na właściwe miejsce. Podczas opracowywania modelu WKT-50 inżynierowie korzystali z zaawansowanej technologii sterowania B&R. Odpowiednią krzywkę elektroniczną można wybrać bardzo szybko, a cięcia są wykonywane precyzyjnie i w krótkich odstępach czasu.

„Mimo, że był to nasz pierwszy kontakt z oprogramowaniem B&R, nauka nie trwała długo” – wspomina Hiemer. „Firma B&R zapewniła nam doskonałe szkolenie i wsparcie inżynieryjne, zarówno na miejscu, jak i w kontaktach telefonicznych. Od samego początku byliśmy bardzo zadowoleni z rozwiązania.”

Niemal równolegle z modelem WKT-50 firma Singer & Sohn przystąpiła również do pracy nad nową wersją linii: zrobotyzowanym systemem załadunku służącym do umieszczania w odpowiednich opakowaniach takich produktów, jak kiełbaski czy karma dla zwierząt. W standardowej konfiguracji system załadunku V-G-E składa się z jednostek do podawania, sortowania i grupowania, a także jednego lub dwóch robotów typu delta, które umieszczają pogrupowane produkty w opakowaniu za pomocą chwytaka właściwego dla danego produktu. Pomiędzy tymi urządzeniami produkty są przenoszone za pomocą przenośników taśmowych.

Firma wybrała Automation PC 2100 jako platformę automatyzacji dla swojego zakładu pilotażowego, obsługującą wszystkie aplikacje HMI, sterowania i ruchu. Konstruktor maszyn opracował rozwiązanie HMI za pomocą narzędzia programowego Visual Components. „Następnym krokiem będzie aktualizacja do modułu mapp View firmy B&R. Zapewni nam to korzyści wynikające ze stosowania interfejsu HMI opartego na HTML5.” Chodzi między innymi o możliwość łatwego przeglądania tej samej aplikacji HMI na wielu urządzeniach oraz dostosowanie układu interfejsu użytkownika do potrzeb różnych użytkowników i ich grup.

Serwonapędy ACOPOS P3 i falowniki ACOPOSinverter sterują silnikami B&R systemu pilotowego, w tym również silnikami, które poruszają robotami delta. W powiązanej aplikacji do sterowania ruchem firma Singer & Sohn zastosowała komponent oprogramowania mapp Motion firmy B&R. „B&R posiada dokładnie przetestowane komponenty mapp, które obejmują wszystkie aspekty sterowania ruchem i robotyką, co umożliwiło nam zaprogramowanie i wdrożenie aplikacji sterowania ruchem znacznie szybciej niż w przypadku konwencjonalnego podejścia” – mówi Hiemer. Roboty delta zostały uruchomione i przekazane do użytku w ciągu zaledwie jednego dnia.

Chociaż automatyzacja systemu załadunku była znacznie bardziej rozbudowana niż w maszynie do rozcinania zwojów kiełbasy, firmie Singer & Sohn udało się zakończyć ten projekt w ciągu zaledwie sześciu miesięcy, co pozwoliło jej zaprezentować oba rozwiązania na głównych targach przemysłu mięsnego, IFFA.

Nowa generacja systemu załadunku V-G-E jest wyposażona w Automation Panel firmy B&R. 15-calowy panel ze stali nierdzewnej IP69K posiada dodatkowe przyciski i wyłącznik awaryjny e-stop. Ekspertom nietrudno zauważyć ulepszone sekwencje ruchu robotów delta maszyny – precyzyjne dostrojenie pozwala uzyskać najwyższą wydajność, a łagodne przyspieszanie i hamowanie zmniejsza zużycie elementów.

Dwa nowe rozwiązania wzbudziły duże zainteresowanie użytkowników. Wiele spośród już złożonych licznych zamówień zawierało specjalne wymagania, takie jak zarządzanie prawami użytkowników za pomocą chipów RFID. W miarę rozwoju firmy i ulepszania maszyn, wynikające stąd zmiany będą wymagać nowych technologii automatyzacji.

Wsparcie ze strony B&R sprawia, że zdaniem Hiemera firma jest dobrze przygotowana na nadchodzące wyzwania: „Czerpiemy ogromne korzyści nie tylko z istniejącej oferty B&R, ale także z innowacyjnych produktów i funkcji, które ją ciągle wzbogacają. Technologia sprawdziła się w praktyce, a B&R zawsze dotrzymuje obiecanych terminów dostaw. To był dla nas dostateczny powód, aby powierzyć firmie B&R funkcję naszego partnera technologicznego we wszystkich projektach związanych z kontrolą ruchu.”

Przygotował: Franz Rossmann, dziennikarz specjalizujący się w problematyce technologicznej, okolice Monachium