W zautomatyzowanych procesach produkcji ostatnim etapem jest często operacja konfekcjonowania wytworzonych produktów na paletach. W przypadku produktów o dość skomplikowanych kształtach lub formach trudnych do uchwycenia proces taki wymaga złożonego oprzyrządowania. W niniejszym artykule przyjrzyjmy się bliżej chwytakom przeznaczonym do paletyzacji dwóch typów produktów: kartonów oraz słoiczków i butelek, oraz najczęściej stosowanym w takich przypadkach technologiom – pneumatyce podciśnieniowej i ciśnieniowej.
Fot. 1. Chwytak powierzchniowy firmy Coval z matą piankową i matrycą przyssawkową
Chwytaki podciśnieniowe
W przypadku paletyzowania kartonów najczęściej stosowane są tak zwane chwytaki powierzchniowe. Wykonywane są one zasadniczo w dwóch technologiach materiału uszczelniającego:
maty piankowej,
matrycy przyssawkowej.
Zasada pracy jest stosunkowo prosta. Podciśnienie jest doprowadzane do powierzchni kartonu przez otwory wycięte w macie piankowej (fot. 1). Każdy z otworów jest paraprzyssawką.
Fot. 2. Matryca przyssawkowa do chwytania kartonów firmy Coval
Ponieważ na dużej powierzchni istnieje nieszczelność wynikająca z odstępów pomiędzy przyssanymi przedmiotami, każda paraprzyssawka zasilana jest przez przepływowy zawór odcinający (zbyt duże straty = przepływ, zawór się zamyka) lub poprzez dławiki przepływu (stosunkowo małe straty podciśnienia przy niepokrytych przedmiotem otworach). To, który z systemów zostanie zastosowany, zależy od rodzajów kartonów (porowatość, sztywność), pokrycia powierzchni itp.
Fot. 3. Przyssanie słoiczków plastikowych z wykorzystaniem maty piankowej
Zastosowanie do przenoszenia kartonów maty piankowej jest dość ryzykowne. W przypadku kartonów miękkich lub o dużym ciężarze istnieje bowiem ryzyko tak zwanego suwakowego efektu odrywania się kartonów od powierzchni chwytaka. Mata piankowa, mająca nienajlepszy kontakt uszczelniający z brzegami zwisającego chwytaka odrywa się od niego, co powoduje z jednej strony utratę siły trzymania, a z drugiej zmniejszanie się wartości podciśnienia w całym układzie, co dodatkowo prowadzi do oderwania się opakowania.
Znacznie lepszym rozwiązaniem jest stosowanie matryc przyssawkowych z przyssawkami o 1,5 lub 2,5 fałdy. Przyssawki takie idealnie układają się do przyssanej powierzchni, kompensując różnice wysokości oraz kąta przyssania. Przykład takiego rozwiązania pokazano na fot. 2.
Fot.4. Chwytak dzwonowy do butelek Grip-Tec
W przypadku chwytania kartonów generatorem podciśnienia jest najczęściej pompa boczno-kanałowa o stosunkowo niedużej wartości podciśnienia (na poziomie –0,28 do 0,45 %), ale za to o bardzo dużej zdolności ssącej, która rekompensuje z nadmiarem straty podciśnienia wynikające z porowatości kartonu. Rzadziej stosuje się pompy łopatkowe lub eżektory.
Chwytaki do słoiczków i butelek
Stosowane są tutaj zasadniczo dwie technologie: podciśnieniowa i ciśnieniowa.
W przypadku otwartych słoiczków, jeżeli tylko pozwala na to stosunek średnicy otworu do jego ciężaru, stosowane są maty podciśnieniowe. Na całej powierzchni takiej maty znajduje się szereg małych otworów, których zadaniem jest doprowadzenie podciśnienia do wnętrza słoiczków. W tej koncepcji słoiczek sam przysysa się do maty, przy czym mata musi całkowicie pokrywać otwór słoiczka. Przykład chwytaka podciśnieniowego bazującego na macie piankowej przedstawiono na fot. 3.
W przypadku butelek zastosowanie podciśnienia nie jest możliwe, gdyż średnica otworu jest zbyt mała w stosunku do ciężaru i wysokości butelki. Stosowane są wówczas chwytaki ciśnieniowe.
Fot.5. Chwytaki do butelek firmy Grip-Tec
Jedną z metod jest zastosowanie chwytaków dzwonowych (fot. 4) wyposażonych w gumowy zacisk pracujący na zasadzie nadmuchiwanej membrany lub też membrany napinanej w sposób mechaniczny siłownikiem pneumatycznym. Membrana taka zaciska się na szyjce butelki, pewnie ją w ten sposób mocując. Powyższa metoda wymaga jednak dokładnego pozycjonowania butelek, tak aby każdy chwytak szczelnie objął szyjkę butelki. Przykład chwytaków wyposażonych w głowice dzwonowe pokazany jest na fot. 5.
W przypadku paletyzowania całej warstwy butelek, możliwe jest zastosowanie tańszej wersji chwytaka wyposażonego w membrany pneumatyczne. Warunkiem jest tutaj swobodna, dostępna przestrzeń między rzędami butelek. Nadmuchane membrany pneumatyczne unieruchamiają butelki uchwytem za szyjki. Przykład takiego rozwiązania pokazany jest na fot. 6.
Fot. 6. Pneumatyczny chwytak membranowy do butelek System Res
Firma TEVAC, wyspecjalizowana zarówno w technice podciśnieniowej jak i technologii chwytania różnorodnych przedmiotów, jest w stanie zaoferować praktycznie każde rozwiązanie chwytaka do procesu technologicznego. Rozwiązania tworzymy we współpracy z naszymi klientami, dzięki czemu zyskują oni pewność, że zaproponowane rozwiązanie jest rozwiązaniem optymalnym zarówno pod względem zastosowanej technologii, jak i związanych z nią minimalnych kosztów.
Wojciech Kożuchowski TEVAC
ul. Czesława Kłosia 7, 02-466 Warszawa tel. (+48) 602 305 577 e-mail: w.kozuchowski@tevac.pl www.tevac.pl
