Pick & place robot voor koffiepads

rezemo GmbH ontwikkelt en produceert innovatieve verpakkingsoplossingen op basis van 100% hernieuwbare grondstoffen om alternatieven te creëren voor het gebruik van fossiele kunststoffen en aluminium, vooral op het gebied van wegwerpverpakkingen. Eén verpakkingsoplossing zijn koffiecapsules van hout. Consumenten en koffiebranders kunnen blijven genieten van het gemaksproduct koffiecapsules en deze aanbieden zonder een slecht geweten - zonder microplastics, bewezen 100% biobased.

Eén uitdaging is het verzegelen van de capsules. Bij koffiebereiding worden de koffiecapsules in de capsulemachine blootgesteld aan een hoge waterdruk. De druk achter de capsule moet worden vastgehouden en naar binnen worden gekanaliseerd. Hier komt de afdichting om de hoek kijken. In het geval van conventionele aluminium capsules worden siliconen gebruikt voor het afdichten; in het geval van kunststof capsules worden buigzame kunststoffen gebruikt. Rezemo gebruikt 100% hernieuwbare materialen en heeft gekozen voor natuurlijk rubber.

In de productie vertrouwt rezemo op betaalbare automatisering. De productielijn vertrouwde aanvankelijk op volledig handmatige toevoer en afvoer van de capsules in en uit het doseerproces. Om de verwijdering van de capsules na het doseerproces te automatiseren, koos rezemo voor een handlingoplossing die verschillende vaste punten zo snel en nauwkeurig mogelijk kan benaderen met een hoge herhaalbaarheid.

Er wordt een 2-assig lijnportaal van igus gebruikt, samen met het dryve D1 besturingssysteem. Binnenin de fabriek zijn de capsules voorzien van een uitwendige en omtrekafdichting van natuurrubber. De lijn heeft een capaciteit van ca. 43 capsules per minuut. Het lijnportaal, uitgerust met een vacuümgrijper, wordt gebruikt om de capsules uit het doseerproces te halen en ze vervolgens in rijen op een getimede transportband te stapelen, die vervolgens met de gestapelde capsules door een droogtunnel beweegt. Het hele systeem wordt bestuurd door een Raspberry Pi single board computer en zijn GPIO-signaalpinnen. Met behulp van Python-scripts kunnen we flexibel verschillende sensorsignalen uitlezen en bewegingen besturen door middel van pneumatische cilinders en DC- en stappenmotoren.

Het systeem heeft nu enkele miljoenen cycli doorlopen en werkt probleemloos. Eén focus lag op de integratie in het bestaande Python-gebaseerde besturingssysteem. Het lijnportaal van igus is hier samen met de Dryve D1-besturing een zeer goede oplossing. Met name de goede documentatie en de ondersteuning hebben veel geholpen bij het project om de besturing te integreren in het vorige concept met de Raspberry Pi, zonder dat er een dure besturing van een hoger niveau voor de fabriek moest worden aangeschaft.

Een ander doorslaggevend criterium was de smeermiddelvrije opslag van de verwerking. Het systeem wordt gebruikt om consumptiegoederen te produceren voor het verpakken van voedsel, dus het is essentieel dat er geen bedrijfsstoffen op de koffiecapsules terechtkomen en deze verontreinigen.

De prijs speelde ook een belangrijke rol bij het opstarten. De investering voor goedkope automatisering was laag. Hierdoor kon de productiecapaciteit stukje bij beetje worden uitgebreid.