Автоматизация упаковочных процессов на примере зарубежной типографии

Евгений Разинкин, начальник отдела технического и производственного анализа ОАО «Полиграфический комплекс «Пушкинская площадь», канд. техн. наук

Семейная типография FormatWerk, основанная в 1976 году, является одной из крупнейших типографий Австрии. Данное производство ориентировано на выпуске беловой продукции: школьные тетради, блокноты, тетради со спиральным переплетом, еженедельники, тетради с металлическими кольцами, папки с металлическими кольцами, различные календари, книги, учетные карточки и пр.
В настоящее время штат типографии насчитывает около ста человек, из них 17 — офисные сотрудники, включая дирекцию, а остальные работают на производстве.

В связи с тем, что такая беловая продукция, как школьные тетради, блокноты, еженедельники и т.п., относится к сезонной, типография имеет максимальную загрузку в период с января по сентябрь, а с сентября до конца года в основном печатаются различные календари. В это время в типографии проводятся различные мероприятия, связанные с модернизацией парка оборудования, а также оптимизацией наиболее узких мест производства.

Последняя модернизация оборудования, в которую типография вложила 8 млн евро, позволила увеличить объем выпуска с 10 до 23 млн единиц продукции в год без увеличения штата сотрудников. Причем затраты на покупку упаковочных линий окупились за 1,5 года — за счет того, что не пришлось увеличивать количество рабочих на операциях упаковки.

В типографии FormatWerk функционируют линии SysРac для автоматической упаковки пачек продукции, поступающих с блокообрабатывающих линий. При этом технические решения от SysPac, разработанные специально под нужды данной типографии, позволяют управлять производством малым количеством обслуживающего и руководящего персонала.

В типографии FormatWerk упаковочные модули SysРac расположены в линию и последовательно выполняют функции, приведенные на рис. 1.

Рис. 1

На первом этапе комплектования привертки (пачки) машина выдает пачку по пять экземпляров. На упаковочной линии предусмотрена возможность разделения книг в пачке и формирования пачки не по пять экземпляров, а, например, по два — при необходимости более качественной упаковки или по желанию заказчика. В типографии данная операция производится на автоматической электронной упаковочной линии MP200E, рассчитанной для формата A4 (рис. 2). Эта машина предназначена для упаковки журналов, книг, газет, брошюр и снабжена полным сервоуправлением для быстрой и простой наладки. Максимальная скорость работы — до 9000 циклов  в час.

Рис. 2. Электронный упаковочный автомат для книг или пачек MP200E. Формат продукции: от минимального — 50x100x0,5 (высота пачки) мм до максимального — 500x700x80 мм. Максимальная ширина используемой пленки — 800 мм

Следующий модуль формирует герметичную упаковку за счет использования пленки полурукавного типа и при помощи специальных направляющих, которые точно обворачивают пачку продукции. Двойной шов запайки находится сверху и проходит вдоль пачки (то есть по длинной стороне). После формирования продольного шва формируются два поперечных шва, расположенных по торцам пачки.

В типографиях операцию упаковки может выполнять и автоматическая электронная линия AV120E для упаковки продукции в пластиковую или в термоусадочную пленку (рис. 3). Высокая рабочая скорость (до 80 циклов в минуту — в зависимости от рабочего процесса) и надежная конструкция позволяют быстро перестроиться на другой формат. Возможно подсоединение к любой машине.

Рис. 3. Автоматизированная электронная упаковочная линия AV120E для формата A4

После того как пачка герметично упакована в пленку, она поступает в термоусадочный тоннель, где происходит необходимая усадка пленки (рис. 4).

Рис. 4. Термоусадочная камера туннельного типа T22 со струйной печатью после упаковки

Для нанесения этикеток на готовую пачку предназначены этикеровочные станки (рис. 5). В них заранее отпечатанные этикетки, ярлыки или карточки отделяются специальными вакуумными присосами и приклеиваются к упакованной в пленку пачке.

Готовая пачка может обвязываться одинарной лентой вдоль короткой стороны, также могут осуществляться два параллельных обвязывания либо крестовая обвязка. Модуль обвязки может быть отключен и выполнять функцию обыкновенного конвейера.

Рис. 5. Система для вставки этикеток KR550

Рис. 6. Устройство формирования коробок, включая секцию группирования и наполнения, в типографии FormatWerk WELS

Следующий модуль выполняет функцию комплектования пачек, то есть формируется определенное количество пачек для укладки их в картонный короб. В данный модуль загружаются заготовки для формирования короба и крышки (рис. 6). После того как несколько пачек сформированы, автоматизированный модуль формирует картонную коробку и картонную крышку и упаковывает в них пачки продукции. На выходе из модуля также может осуществляться одинарная, двойная параллельная либо крестовая обвязка. Затем короб попадает на конвейер и движется к следующему модулю — автоматическому роботоукладчику (рис. 7).

Рис. 7. Один самонаклад может работать максимум с 15 паллетами. При заполнении паллеты системе требуется установка новой паллеты — по запросу робота производится автоматическая подача паллеты

Роботоукладчик с пневматическими захватами поднимает короба и устанавливает их в определенной последовательности на поддоне в соответствии с заданной программой. Поддоны в роботоукладчик подаются автоматически. После того как паллета сформирована, ее забирает роботизированный автопогрузчик.

Роботизированный автопогрузчик увозит паллету на станцию обвязки пленкой, а затем на склад хранения готовой продукции, на определенный терминал. Информация о готовности паллеты поступает в систему учета предприятия.

В типографии FormatWerk используется автоматизированная система логистики. Принцип ее работы заключается в том, что движение готовой и полуфабрикатной продукции от оборудования к оборудованию по предприятию осуществляется автоматически, с помощью роботизированного автопогрузчика.

Упаковка вводится транспортером, захватывается роботом и укладывается на заданную станцию (паллету). Можно также настраивать и станции с прокладочными листами (на стапельные станции подаются прокладочные листы, topcaps или паллеты).

Есть также станции отбраковки для неполных комплектов упаковок или потерянных упаковок.

Общее программирование осуществляется в роботизированной системе KUKA:  KUKA.PalletEdit (редактор рисунка укладки).

Редактор KUKA.PalletEdit используется автономно на РС для построения конфигурации участка укладки, определения типа захватов и составления загрузки на стапель. В редакторе подготавливается следующая информация по планировке участка:

• конфигурация всего участка укладки. Через диалоговые окна производится работа со всеми компонентами участка и задается более подробная информация;
• конфигурация упаковок, стеллажей и прокладочных листов. Данные по индивидуальным объектам сохраняются в таблицах;
• физическое и логическое описание захватов;
• описание различных станций в процессе укладки. В настройку можно ввести транспортеры, стапели, прокладочные листы и станции отбраковки;
• распределение позиций по скорости и ускорению.

Для каждой задаваемой позиции пользователь может указать параметры скорости и ускорения.

На складах и возле каждой единицы оборудования прописываются терминалы (то есть точки А, B, C, D...), и в системе задается движение полуфабрикатов и готовой продукции исходя из технологических операций производства (то есть движение продукции от точки А к точке В и т.д.). Также возможно задавать приоритеты того или иного задания. Системой логистики управляет сотрудник в цехе, а контролирует процесс директор по производству. Если на пути роботизированного автопогрузчика попадается препятствие либо человек, автопогрузчик останавливается и сигнализирует о том, что на его пути находится посторонний объект.  

Данная система очень удобна для крупного полиграфического производства, так как с ее помощью движение грузопотоков всего производства осуществляется полностью в автоматическом режиме. 

КомпьюАрт 2'2011