Memperbaharui operasional pengemasan dengan pengisi kantong otomatis dan robot palletizer

Memperbaharui operasional pengemasan dengan pengisi kantong otomatis dan robot palletizer

Pabrik jagung mengotomatiskan jalur pengantongan dan jalur palletizing untuk meningkatkan tingkat produksi dan menurunkan biaya tenaga kerja. Agrocor Inc., Marion, IN, telah memproduksi jagung giling kering sejak 1983. Perusahaan membeli jagung kuning dari para petani lokal, memindahkan serta menggilingnya menjadi butiran halus degerminasi, maisena, dan tepung jagung. Produk-produk tersebut dikemas ke dalam tempat curah, seperti kantong curah dan kendaraan curah atau kantong ukuran 50 pound dan 100 pound, dan dikirimkan ke berbagai perusahaan di Amerika, Kanada, dan perusahaan-perusahaan internasional untuk digunakan dalam produk-produk makanan dan industri. Di masal lalu, perusahaan secara manual memasukkan dan menempatkan ke dalam palet kantong-kantong kecil. Namun, metode ini tidak memadai, membutuhkan banyak tenaga kerja, dan berdebu, sehingga perusahaan memutuskan untuk melakukan otomatisasi.

Pengemasan Beragam Produk bushels jagung

Perusahaan secara manual menggiling lebih dari lima juta bushels jagung menjadi butiran jagung, maisena, dan tepung jagung. Karena masing-masing produk memiliki kepadatan dan volume curah yang berbeda-beda, perusahaan menggunakan tiga ukuran kantong 100 pound dan dua ukuran kantong 50 pound ketika memasukkan berbagai produk ke kantong.

Mengalami Masalah pada Pengantongan dan penyusunan kantong pada pallet

Di masa lalu, bagging dan palletizing produk secara manual membutuhkan empat hingga enam operator per shift, bergantung pada ukuran kantong yang akan diisi. Seorang operator memindahkan kantong-kantong yang telah diisi melalui penyegel kantong, satu hingga tiga operator menumpuk kantong-kantong yang telah terisi pada sebuah pallet, satu operator membersihkan setiap tumpahan dan debu dan mengisi ulang tempat pengisian kantong pada mesin pengantong, dan satu operator mengendarai fork truck untuk memindahkan palet-palet yang penuh ke gudang.

Ketika melakukan bagging dan palletizing untuk beragam produk secara manual, perusahaan dapat menghasilkan kantong-kantong reguler dan maisena ukuran 100 pound dengan kecepatan 5 kantong per menit, kantong tepung 100 pound dengan kecepatan 3 kantong per menit, kantong reguler 50 pound dengan kecepatan 7 kantong per menit, dan kantong tepung 50 pound dengan kecepatan 4 kantong  per menit. Namun untuk menjaga tingkat produksi ini dan untuk terus memenuhi permintaan pelanggan, perusahaan biasanya harus mengoperasikan tiga shifts.

“Kami pada dasarnya menimpakan buruh pada masalah produksi,” kata Jack Jones, pengawas gudang dan pengemasan Agricor. “Untuk kantong-kantong ukuran 100 pound, kami membutuhkan dua operator yang menggunakan mesin dalam membantu penumpukan palet. Untuk kantong-kantong ukuran 50 pound, we membutuhkan dua operator yang secara manual menumpuknya, dan pada masa-masa pengemasan yang lebih sibuk, kami biasanya menggunakan tiga operator. Untuk meminimalkan resiko yang terkait dengan penanganan manual begitu banyak kantong, dimana selama masing-masing shift kami  secara rutin merotasi operator melalui pos-pos yang beroperasi pada jalur begging dan palletizing. Mengenang masa lalu, kami juga sangat beruntung tidak mengalami masalah-masalah ergonomic saat menangani begitu banyak kantong, tapi ini menjadi sesuatu yang selalu kami cemaskan di masa lalu.”

Menurut Steve Wickes, Direktur Utama Agricor, masalah lainnya adalah “akurasi pengisian kantong yang agak beragam, dengan butiran jagung dan maisena yang beragam sekitar satu pound dari berat kantong yang telah ditetapkan dan perbedaan pada tepung jagung lebih besar lagi. Dan karena kami biasanya membuat kesalahan dalam hal berat yang berlebih pada kantong, kami kehilangan produk pada hampir setiap kantong yang kami isi sehingga memotong margin keuntungan kami.”

Perusahaan membutuhkan perbaikan pada pengoperasian bagging dan palletizing, terutama jika perusahaan ingin meningkatkan basis pelanggannya. “Kami tidak dapat menaikkan produksi karena kami telah mengoperasikan jalur pengemasan dengan kapasitas penuh, sehingga kami pada dasarnya mandeg,” kata Wickes. “Kami juga perlu meningkatkan akurasi pengisian kantong untuk meminimalkan kerugian pada produksi, dan kami perlu menurunkan jumlah operator dan waktu yang dibutuhkan untuk memasukkan produk ke kantong dan ke palet. Karena itu kami memutuskan untuk sepenuhnya mengotomatiskan jalur pengemasan dan memperbaharui peralatan pendeteksi logam untuk memberikan jaminan yang lebih baik pada kemurnian produk.

Melihat Opsi Otomatisasi

Wickes dan Jones menghubungi berbagai pemasok peralatan begging dan palletizing. “Kami mengatakan pada mereka bahwa kami sedang mencari mesin pengantong bagger, bag sealer, dan robotic palletizer otomatis yang dapat menangani semua produk tanpa membutuhkan penyesuaian yang menyita banyak waktu selama masa produksi,” kata Jones. “Kami juga mengatakan kepada mereka bahwa peralatan jalur pengemasan akan dipasang dalam satu area dengan ruang lantai terbatas dan bahwa mereka mungkin harus menyesuaikan dan merancang jalur pengiriman dan susunan peralatan agar sesuai segalanya dengan area yang kecil itu. Selain itu, pemindahan peralatan lama dan pemasangan peralatan baru harus dilakukan dalam rentang waktu yang sangat pendek karena kami harus menjaga jadwal produksi kami. Pada dasarnya, pemasok hanya memiliki dua akhir pekan secara berturut-turut, atau sekitar sembilan puluh enam jam untuk memasang keseluruhan jalur pengemasan.

Di antara penawaran yang bersaing, ada satu yang menonjol setelah Wickes dan Jones membandingkan beragam elemen dari masing-masing proposal. “Kami melihat biaya pemasangan dan peralatan, kualitas dan rancangan sistem dari masing-masing pemasok, filsafat pengelolaan proyek serta layanan selanjutnya, dan menyimpulkan bahwa hanya satu pemasok yang memiliki paket terbaik dan sesuai dengan aplikasi serta anggaran kami,” kata Wickes. “Sebelum kami membuat keputusan akhir, kami mengirimkan semua dari tiga produk kami ke fasilitas pengujian pemasok untuk melakukan pengujian, dan kami mengunjungi salah satu dari instalasinya di Toronto dan berbicara dengan salah satu pelanggan lainnya di Saskatchewan. Pengujian tersebut menunjukkan bahwa bagger mereka dapat dengan mudah menangani ketiga jenis produk kami, dan kami hanya menerima feedback dari pelanggan yang dengannya kami berbicara, karena itu kami memutuskan untuk membeli satu open-mouth bagger otomatis dengan bag sealer otomatis dan satu palletizer robot yang dapat deprogram dari pemasok tersebut.”

Pemasok, Premier Tech Industrial Equipment Group (IEG), Rivière-du-Loup, Quebec, merancang dan membuat peralatan dan sistem pengemasan, palletizing, penakaran, dan pembungkusan yang disesuaikan dan otomatis untuk menangani material solid curah kering.

Mesin Pengantong dan Robot Palletizer

Mesin pengantong  berkecepatan tinggi seri PTK-1700 mengantongi bahan-bahan dalam bentuk serbuk atau butiran-butiran – termasuk mineral, bahan kimia, makanan, dan pakan hewan – dalam kantong kertas open-mouth , PE, dan kantong anyaman PP, mengantongi dengan kecepatan 25 kantong per menit bergantung pada ukuran dan bahan kantong. Mesin pengantong memiliki semua permukaan kontaks dengan produk terbuat dari baja anti karat dan memberikan mesin kedap debu dengan pengendalian kantong secara total pada aplikasi hygienic and food-grade. Mesin pengantong tersebut juga memberikan pengalihan yang cepat dan handal untuk kantong-kantong yang terisi ke sistem penyegelan kantong otomatis.

PLC mesin pengantong memiliki interface operator layar sentuh yang mudah sehingga memungkinkan pengguna untuk. penelusuran problem dan pembacaan kode kesalahan dengan mudah, dan sistem diagnosa internal software, telah memiliki interlock penghentian darurat untuk memastikan keselamatan operator selama pengoperasian. Sistem pengendalian dengan skala terpadu pada, mesin pengantongan secara konsisten memberikan penimbangan bahan yang akurat, dan tempat pengisian kantong yang beragam memungkinkan pengisian ulang yang cepat den penggantian ukuran kantong yang cepat.

Robot sel AR-200 dapat secara bersamaan mengumpulkan hingga empat jalur produksi yang berbeda dan menyusunnya hingga 28 kantong per menit, bergantung pada jenis kantong, ketinggian palet, konfigurasi susunan, dan faktor-faktor lainnya. Untuk aplikasi Agrocor, pemasok mengkonfigurasikan palletizer untuk mengumpulkan kantong-kantong dari hanya satu jalur produksi karena ruang lantai yang terbatas.

PLC dengan operator interface yang mudah digunakan, ditempatkan pada pengendali robot dan memperlihatkan gambar susunan dan peralatan dalam bentuk 3D untuk pengoperasian yang mudah pada mode manual. Interface tersebut juga memperlihatkan beberapa program tersimpan sehingga operator dapat mengakses dengan cepat dalam mengubah ukuran kantong dan pola palletizing.

Palletizer otomatis secara otomatis menempatkan palet kosong dan lembar slip, dan lengan robotnya memiliki jari penggenggam yang dilengkapi dengan sistem penyesuai ukuran kantong secara otomatis. Hal ini memungkinkannya untuk dengan mudah menangani ukurang kantong dengan lebar dari 9 hingga 23 inci, panjang 13 sampai 23 inci, ketebalan dari 1,5 sampai 6 inci, dan berat hingga 176 pound. Sistem PLC palletizing tersebut menggunakan perangkat lunak pelindung konflik untuk mencegah kerusakan akibat benturan pada penggenggam lengan robot dan peralatan lainnya.

Memasang Peralatan Pengemasan

Perusahaan menyewa millwaright lokal (Ahli Pemeliharaan Industri) dan kontraktor kelistrikan (Rex Collins Electric) untuk memasang peralatan baru tersebut. Pada malam Jumat, 15 Februari 2008, awak millwright, bersama dengan para teknisi pemasok dan operator Agricor mulai memindahkan mesin pengantong lama dari pabrik. “Kami mengeluarkan mesin pengantong lama dan memasang yang baru,” kata Jones, “dan minggu berikutnya kami memasang robot palletizer conveyor, dan peralatan lainnya. Kami memenuhi jadwal pemasangan kami dalam dua minggu dan beroperasi serta melakukan pengantongan pada setiap hari Sabtu malam. Ini sungguh merupakan kinerja yang mengagumkan karena semuanya harus dipasang dengan tepat dan benar; kami tidak memiliki ruang tersisa.  Memang hanya ada tiga inci ruang antara peralatan dan salah satu dinding; ini menunjukkan betapa ketatnya keseluruhan sistem tersebut.”

Perusahaan sekarang hanya membutuhkan tiga operator per shift untuk menjalankan jalur pengemasan: satu mengawasi semua mesin, satu membersihkan, dan satu mengendalikan fork truck. Saat ini, perusahaan menggunakan kantong reguler dan kantong tepung jagung 100 pon dengan kecepatan 9 sampai 11 kantong per menit, kantong tepung 100 pon dengan kecepatan 7 sampai 9 kantong per menit, kantong reguler 50 pon dengan kecepatan 15 kantong per menit, dan kantong tepung 50 pon dengan kecepatan 8 sampai 10 kantong per menit.

Meningkatkan Pengoperasian Pengemasan Perusahaan

Sejak memasang jalur bagging dan palletizing otomatis yang baru, perusahaan telah secara signifikan mengurangi biaya operasional dan biaya tenaga kerja. "Jalur kemasan baru mengantongi produk dengan begitu cepat sehingga kami hanya harus beroperasi dua shift sehari, lima hari seminggu untuk mempertahankan jadwal produksi kami," kata Wickes. "Dan robot palletizer telah menurunkan biaya tenaga kerja kami karena kami tidak perlu lagi mempekerjakan karyawan sementara selama musim sibuk untuk menyusun kantong 50 pon. Mesin ini juga telah menghilangkan potensi masalah ergonomi yang berkaitan dengan penanganan begitu banyak kantong secara manual oleh operator. "

Akurasi berat mesin pengantong telah meningkatkan margin keuntungan perusahaan dengan mengurangi hilangnya produk. "Kami sangat senang," kata Jones. "Rentang akurasi berat-kantong benar-benar ketat, dan pelanggan kami senang karena mereka mendapatkan produk persis dalam jumlah berat yang mereka pesan."

Baik Wickes maupun Jones telah merasa puas dengan pelatihan operator pasca instalasi dan layanan tindak lanjut dari pemasok. "Para teknisi pemasok sangat bagus dalam melatih operator kami mengenai peralatan baru dan benar-benar membuat kami dapat beroperasi secara normal," kata Wickes. "Dan meskipun itu menjadi suatu  kurva 

pembelajaran yang besar karena teknologi ini masih relatif baru bagi kami, tapi semakin lama kami mengoperasikan sistem tersebut, semakin baik kami dalam mengoperasikannya. Pemasok juga mudah bekerja sama dan sangat responsif. Jika ada sesuatu yang tidak beres, dukungan teknis mereka siap bekerja hingga jam sepuluh malam, jadi kami bisa menelepon mereka dan mendapatkan jawaban melalui telepon, dan itu sudah sangat membantu. "

Artikel yang dimodifikasi dari Majalah Powder & Bulk Engineering, March 2009