Robot pick & place per cialde di caffè

rezemo GmbH sviluppa e produce soluzioni di imballaggio innovative basate su materie prime rinnovabili al 100% per creare alternative all'uso di plastica e alluminio, in particolare nel settore degli imballaggi usa e getta. Una soluzione di imballaggio sono le capsule di caffè biodegradabili. I consumatori e i torrefattori possono continuare a godere e offrire il caffè in capsule biodegradabili, tranquilli del fatto che esse non contengono microplastiche.

Una sfida è la sigillatura delle capsule. Nella preparazione del caffè, le capsule sono sottoposte a un'elevata pressione dell'acqua per l'erogazione dello stesso. La pressione dietro la capsula deve essere trattenuta e convogliata al suo interno. È qui che entra in gioco il sigillo. Nel caso delle capsule di alluminio convenzionali, per la sigillatura vengono utilizzati i siliconi; nel caso delle capsule di plastica, vengono utilizzate plastiche pieghevoli. Rezemo si affida a materiali rinnovabili al 100% e ha scelto la gomma naturale.

In produzione, rezemo si basa sull'automazione a basso costo. La linea di produzione inizialmente si basava sull'alimentazione e la rimozione completamente manuali delle capsule all'interno e all'esterno del processo di dosaggio. Per automatizzare la rimozione delle capsule dopo il processo di dosaggio, rezemo ha optato per una soluzione di manipolazione in grado di avvicinarsi a più punti fissi nel modo più rapido e preciso possibile con un'elevata ripetibilità.

Viene utilizzato un cartesiano a 2 assi igus, insieme al sistema di controllo dryve D1. All'interno della pianta, le capsule sono munite di una guarnizione esterna e circonferenziale in gomma naturale. La linea ha una capacità di ca. 43 capsule al minuto. Il cartesiano, dotato di una pinza a vuoto, viene utilizzato per rimuovere le capsule dal processo di dosaggio e quindi impilarle in file su un nastro trasportatore temporizzato, che poi si muove attraverso un tunnel di essiccazione con le capsule impilate. L'intero sistema è controllato da un computer a scheda singola Raspberry Pi e dai suoi pin di segnale GPIO. Utilizzando gli script Python, siamo in grado di leggere in modo flessibile vari segnali dei sensori e controllare i movimenti per mezzo di cilindri pneumatici, motori a corrente continua e motori passo-passo.

Il sistema ha completato diversi milioni di cicli e funziona senza intoppi. Uno degli obiettivi era l'integrazione nel sistema di controllo esistente basato su Python. Il cartesiano igus insieme al controller dryve D1 è un'ottima soluzione in questo caso. In particolare, la buona documentazione e il supporto hanno aiutato molto nell'integrazione del precedente controllore con Raspberry Pi, senza dover acquistare un costoso controllore di fascia alta per l'impianto.

Un altro criterio decisivo è stato lo stoccaggio senza lubrificanti della movimentazione. Il sistema viene utilizzato per produrre beni di consumo per il confezionamento di alimenti, quindi è essenziale che nessuna sostanza venga trasferito alle capsule di caffè e le contamini.

Anche il prezzo ha svolto un ruolo importante per l'avviamento. L'investimento per l'automazione low cost è stato basso. Ciò ha permesso di ampliare la capacità produttiva pezzo per pezzo.