Il potenziamento dell’imballatrice con depressurizzazione automatizza le operazioni di insacco

Il potenziamento dell’imballatrice con depressurizzazione automatizza le operazioni di insacco

Evonik-Degussa, con sede centrale a Parsippany, NJ, gestisce uno stabilimento a Waterford, NY, che produce e imballa biossido di silicio (SiO2) idrofilo (con assorbimento di acqua) e idrofobo (idrorepellente). Il biossido di silicio, utilizzato come additivo in prodotti come vernici, rivestimenti, adesivi e sigillante al silicone, viene prodotto sfuso e inviato agli utenti finali in container, dai sacchi di 10 libbre ai vagoni ferroviari.

Quando lo stabilimento ha iniziato la produzione nel 1992, utilizzava imballatrici manuali sotto vuoto per il riempimento di sacchi di carta con valvola da 10 e 20 libbre e da 10 e 15 kg. Tuttavia, la gestione manuale dei sacchi ha causato alcuni problemi ergonomici per gli operatori dello stabilimento. Pertanto, l’azienda ha deciso di automatizzare le operazioni di insacco e palettizzazione per migliorare l’ergonomia della linea di imballaggio.

Insacco e palettizzazione di SiO2

Lo stabilimento di Waterford, facente parte della Divisione Materiali Inorganici dell’azienda, lavora 24 ore su 24, 7 giorni alla settimana, con la linea di imballaggio funzionante su due turni di 12 ore al giorno. Quando lo stabilimento ha avviato la produzione, la linea di imballaggio utilizzava due imballatrici manuali con depressurizzazione per riempire i diversi sacchi di carta con valvola con biossido di silicio. Alcuni anni dopo, la produzione è aumentata e allo stabilimento è stata aggiunta alla linea una terza imballatrice manuale con depressurizzazione. Gli operatori dovevano gestire manualmente i sacchi alle stazioni di insacco e palettizzazione della linea di imballaggio.

Secondo Mark Honeyman, sovrintendente di progettazione della manutenzione di Aerosil Silanes NAFTA, la gestione manuale dei sacchi alle stazioni di insacco e palettizzazione provocava dei problemi. “Uno dei principali problemi riguardava l’ergonomia della linea di imballaggio e i tempi di fermata causati dagli incidenti”, dichiara Honeyman. “Un operatore che ha fatto un movimento sbagliato mentre lavorava presso l'imballatrice con depressurizzazione o la stazione di palettizzazione ha bisogno di riposo per guarire. Un altro problema riguardava la precisione di riempimento delle imballatrici. Poiché i sistemi di pesatura non erano molto precisi, tendevano a riempire troppo o troppo poco i sacchi più spesso di quanto avremmo voluto. Poiché la linea di imballaggio funzionava nella modalità manuale, non lavorava alla velocità della linea di produzione e creava un collo di bottiglia.” Per migliorare le prestazioni della linea di imballaggio, Honeyman si è messo in contatto con il fornitore di imballaggi, Premier Tech Industrial Equipment Group (IEG), per chiedere se vi era la possibilità di potenziare un’imballatrice a decompressione con un sistema automatico di gestione e di sigillatura dei sacchi. Premier Tech IEG, con sede centrale a Rivière-du-Loup, in Quebec, fornisce sistemi di imballaggio, di trattamento, di pesatura, di vagliatura e di smistamento per il settore chimico, farmaceutico, dei minerali, alimentare, dei mangimi, delle costruzioni e altri ancora. Di recente, il fornitore aveva sviluppato il sistema DB-810 di manipolazione automatica dei sacchi e di sigillatura a ultrasuoni, per potenziare l’imballatrice manuale con depressurizzazione. Il fornitore ha inviato allo stabilimento le attrezzature di potenziamento, e Honeyman e gli altri ingegneri dello stabilimento le hanno installate a ottobre del 2004, con il supporto degli ingegneri del fornitore. “Dopo l’automazione dela prima imballatrice, abbiamo constatato un miglioramento dell’efficienza della linea di imballaggio e un aumento della produzione,” dichiara Honeyman. “Gli operatori hanno inoltre apprezzato l’imballatrice automatica, poiché non dovevano gestire manualmente lo stesso numero di sacchi di prima. Inoltre, quando il fornitore ha potenziato l’imballatrice, ha anche sostituito il sistema di pesatura con un sistema con prestazioni migliori rispetto a quello precedente, che ha aumentato enormemente la precisione e la coerenza di insacco dell’imballatrice.”

Dopo avere provato i vantaggi dell’utilizzo dell’imballatrice automatica per più di due anni, Honeyman ha deciso che era giunto il momento di potenziare la seconda imballatrice manuale con decopressione con il sistema di automazione di Premier Tech IEG. Questa volta, tuttavia, voleva anche automatizzare le operazioni di palettizzazione della linea di imballaggio per ridurre ulteriormente i problemi ergonomici associati alla gestione manuale dei sacchi. Honeyman si è messo in contatto con Premier Tech IEG e, parlando del nuovo progetto, ha appreso che la seconda imballatrice dello stabilimento poteva essere potenziata con una versione aggiornata del sistema DB-810, con funzioni migliorate. Evonik-Degussa ha approvato il sistema aggiornato, e a dicembre del 2006 la seconda imballatrice è stata potenziata con il sistema DB-815 di posizionamento automatico e di sigillatura a ultrasuoni dei sacchi. Per quanto riguarda le operazioni di palettizzazione, esse sono state automatizzate con la cella robotizzata di palettizzazione AR-200. (Una cella di palettizzazione robotizzata comprende un robot e le eventuali attrezzature ausiliarie, come trasportatori, erogatori di palette ed erogatori di fogli, protetti da un riparo di sicurezza.) Come prima, il fornitore ha aggiornato il sistema di pesatura dell’imballatrice, garantendo una maggiore precisione di insacco.

Imballatrici automatiche con depressurizzazione e cella di palettizzazione robotizzata

I sistemi DB-810 e DB-815 funzionano in modo simile, ma la prima funziona in modo pneumatico, mentre la seconda è dotata di azionamento elettromeccanico. Da quando le imballatrici sono state potenziate, tutto ciò che l’operatore deve fare alla stazione di insacco è scaricare I sacchi vuoti nel magazzino dei sacchi dell’imballatrice: il resto del processo è automatizzato. “In passato, l’operatore doveva estrarre il sacco dal boccasacco e infilare manualmente la valvola del sacco per chiuderla,” spiega Gary Ritter, responsabile delle vendite presso Premier Tech IEG. “Ciò creava problemi ergonomici e provocava inoltre qualche perdita di polvere dai sacchi. I nuovi sacchi di carta sono dotati di una valvola esterna con un rivestimento in plastica all'interno, in modo che il calore e la pressione generati dal sigillatore a ultrasuoni fondono la plastica e la comprimono per creare una sigillatura a tenuta.” La cella di palettizzazione robotizzata AR-200 con braccio robotizzato singolo è dotata di due stazioni di palettizzazione, ciascuna delle quali riceve sacchi pieni da una linea di trasporto separata. Una linea di trasporto collega il sistema DB-815 direttamente con la stazione di palettizzazione, e la seconda linea di trasporto collega l’imballatrice manuale direttamente all’altra stazione di palettizzazione. Il sistema DB-810 può essere collegato a ciascuna stazione di palettizzazione a seconda del prodotto o delle dimensioni del sacco utilizzato. Poiché l’azienda produce due diversi prodotti e utilizza sacchi di quattro misure, il palettizzatore può essere programmato per impilare simultaneamente sacchi di due misure, ciascuna delle quali sulla sua paletta e con il suo schema di impilaggio. L’operatore ora deve soltanto selezionare la misura dei sacchi e la stazione di paletizzazione, e la memoria preprogrammata del palettizzatore sa direttamente dove impilare i sacchi e quale schema utilizzare per l’impilaggio.

Per garantire l'uniformità del peso dei sacchi, ogni linea di trasporto è dotata di una pesatrice di controllo collegata al palettizzatore. Quando il sacco attraversa la pesatrice di controllo, esso viene pesato. Se il peso non è corretto, il braccio robotizzato sposta il sacco su un trasportatore di rigetto. Il sistema è programmato in modo che se il palettizzatore non riceve un sacco da una linea di trasporto, l'imballatrice in questione interrompe il riempimento. Inoltre, i sensori installati nel sistema creano un sistema di protezione dai guasti, in modo che se si verifica un guasto in qualunque punto della linea di imballaggio le imballatrici interrompono il riempimento dei sacchi. Ad esempio, se nel palettizzatore non vi sono più palette vuote, un sensore lo rileva e arresta la linea di imballaggio, poiché non vi sono palette per impilare i sacchi. Sono ora necessari soltanto due operatori per gestire l’intera linea di imballaggio. Un operatore lavora su una piattaforma, per sorvegliare le imballatrici automatiche e per accertarsi che i magazzini dei sacchi siano riforniti di sacchi vuoti. L’altro operatore lavora a piano terra prsso la cella di palettizzazione robotizzata per accertarsi che i magazzini delle palette vuote e dei fogli siano piene e per rimuovere le palette piene dalla stazione di accumulo.

Miglioramento delle operazioni di insacco e palettizzazione

Dal potenziamento delle due imballatrici con depressurizzazione e dall’installazione della cella di palettizzazione, l'azienda ha assistito a un importante aumento della produttività. “Abbiamo migliorato l’ergonomia della linea di imballaggio e allo stesso tempo abbiamo aumentato la produzione,” afferma il Dr. Hauke Jacobsen, responsabile di stabilimento. “Ora ad esempio è sufficiente azionare le due imballatrici automatiche, poiché mantengono il ritmo della linea di produzione. Inoltre, poiché le imballatrici automatiche riempiono i sacchi con maggiore precisione e uniformità, il numero di sacchi riempiti troppo o troppo poco si è ridotto notevolmente rispetto al passato. Infine, il sigillatore a ultrasuoni crea una sigillatura a prova di polvere che previene le perdite, e il palettizzatore impila i sacchi sulle palette con uno schema compatto, aumentando la stabilità delle palette. Sono molto soddisfatto della soluzione che abbiamo trovato.”

L’automazione delle imballatrici e della palettizzazione ha ridotto la necessità di manodopera nella linea di imballaggio. Dichiara Honeyman: “Ora gli operatori addetti alla linea di imballaggio hanno più tempo per altri compiti, come la manutenzione e le ispezioni, poiché non devono più dedicare tutto il tempo a una macchina specifica o a operazioni manuali ripetitive.”