En titt på tekniken bakom användningsklara anläggningar för ekologiskt fjäderfä

En automatisk Night Train-lagerenhet som är ansluten till ett kombinerat Shear Genius- och robotbockningssystem, som består av en Fast Bend FBe-bockautomat och en EP 1030-kantpress, är grunden i en varierad produktionsaktivitet som kräver hög prestanda och produktivitet, samt flexibilitet och mångsidighet för att effektivt hantera alla produktförändringar.

Hur många gånger har du sett den klassiska bondgården med lyckliga höns som krafsar i marken framför dig när du köper ekologiska ägg i mataffären? Själv tänker jag på det varje gång jag läser de orden på förpackningen. Verkligheten skiljer sig dock mycket från den idylliska bilden, även om den tack och lov inte ligger alltför långt bort, åtminstone vad gäller djurens välmående. Det beror på det arbete som utförs av sådana som SKA, som alltid har varit engagerade i att tillverka innovativ och modern utrustning för uppfödning av fjäderfä och kaniner. Den här produktionsmiljön har till synes ganska enkla produktionsbehov, men som vi kan se nedan brottas den ofta med en del problem när det gäller bearbetning av plåtkomponenter, och det handlar inte om småsaker. Dessa problem är följden av det beundransvärda och filantropiska valet att ta avstånd från allt som på något vis är kopplat till tanken på intensivt lantbruk. Det här beslutet fick företaget Sandrigo från provinsen Vicenza att drivas av automatisering av produktionsprocesserna, vilket de anser vara det enda rätta svaret på behovet av produktanpassningar samtidigt som man erbjuder överlägsen kvalitet. Det styrs och garanteras även av den tekniska partner man valde för tio år sedan: Prima Power.

Användningsklara anläggningar för fjäderfä

Vi börjar med att berätta att SKA srl har arbetat med anläggningar för fjäderfä sedan 1954. Man tillverkar allt som behövs för ekologiska lantbruk och efter förvärvet av Treviso-baserade Meneghin 2011 tillverkar man även utrustning för uppfödning av kaniner. Beslutet att endast arbeta med ekologiska anläggningar har med åren gjort SKA till en referenspunkt med auktoritet för ledande italienska och internationella grupper, samtidigt som man tillhandahåller direktstöd till mindre gårdar. 

”Ända sedan vi grundades har vi gått mot strömmen jämfört med många andra företag inom denna sektor. Tack vare vårt arbete med att anpassa anläggningar för fjäderfä har vi kunnat skilja oss från mängden och bygga upp en högteknologisk affärsstruktur med tiden, samtidigt som vi står på uppfödarnas sida”, säger Dino Pozzato, vd för SKA-koncernen.

”En direkt dialog med kunden har gjort det möjligt för oss att utveckla beprövade erfarenheter av hanteringen av ekologiska gårdar och lösa de problem som är kopplade till dem. Våra system för matning, bevattning, belysning och luftkonditionering är till exempel utformade för att främja djurens välbefinnande och uppfylla gällande bestämmelser. Materialen är hållbara och hygieniska och utrustningskomponenterna är lätta att komma åt för noggrann rengöring. Tack vare det breda produktutbudet, som passar för broilrar, äggproducerande höns, kalkoner och uppfödning, samt för ankor och vaktlar, kan vi uppfylla alla behov.”

Effektiv hantering av alla produktändringar

Men hur är SKA kopplat till Prima Power? Det är lätt att förstå om man tänker på hur många plåtkomponenter det finns i en anläggning för fjäderfä. Bearbetningsproblem från den höga nivån av produktanpassning till beslutet att endast använda ekologisk och etisk uppfödning av fjäderfä är dock enkla och uppenbara. Diego Pozzato, anläggningschef hos SKA, förklarar: ”Vi erbjuder en komplett användningsklar tjänst, från ladan till de interna systemen, som har utformats in i minsta detalj. Vi kan ge våra uppfödare ett effektivt stöd genom att hjälpa dem hitta konkreta svar och lösningar för alla behov. Vi samlar in användbara data och utför strukturella beräkningar för tekniska ritningar, samtidigt som vi delar varje steg med kunden och rekommenderar viss utrustning, under arbetet med att hitta den mest lämpliga lösningen baserat på referensstandarderna och typen av gård. Vårt mål är att göra hanteringen mer funktionell och att öka produktiviteten. Vårt interna tekniska kontor säkerställer en omedelbar övergång från produktdesign till produktion.

Men att i första hand tillverka anläggningar som har utformats särskilt för ekologiskt lantbruk minskar antalet jämfört med intensivt lantbruk. Här värdesätter man kvalitet över kvantitet, och sätter djurens välmående framför rent ekonomiska intressen, eftersom det omfattar betydligt färre djur. Därför är enheter och utrustning som tillverkas för sådana anläggningar också annorlunda, vilket innebär att vi producerar stora mängder serier men med mindre satser än man kan tro. Man måste vara ganska flexibel för att tillverka det specifika uppfödare behöver, eftersom variablerna är många – allt från typen av höna som ska födas upp och vilken storlek den har avgör till exempel vilken utrustning som ska användas. Det innebär att vår produktion måste vara högpresterande och produktiv samtidigt som den är flexibel och mångsidig för att effektivt kunna hantera alla produktförändringar.”

En samverkande relation som byggts upp med tiden 

SKA har länge varit kund hos Prima Power. Man började 1998 med en F5-stansmaskin med in-/utmatning, innan man tog ett stort steg i utvecklingen och bytte till en kombinerad Shear Genius stans- och klippmaskin, som sedan anslöts till den automatiska lagerenheten Night Train. Nyligen anslöt de även en ö för robotbockning till lagerenheten, som består av en Fast Bend FBe 5 bockautomat, en EP 1030 kantpress och en antropomorf robot.

”Vi har valt Prima Power konsekvent sedan  1998”, berättar Diego Pozzato. ”Vi var pionjärer när det gällde användningen av deras stansmaskin F5, som vi bytte ut 2011 mot den aktuella SGe6. Sedan lade vi till den automatiska Night Train-lagringen 2017 och det integrerade robotbockningssystemet 2019. För närvarande utvärderar vi ett tillägg av ett laserskärningssystem i vårt flexibla tillverkningssystem och hur det bäst skulle komplettera våra behov av plåtbearbetning, även om vi redan har ett kontinuerligt, optimerat och effektivt arbetsflöde som utformats och utvecklats i samarbete med Prima Power. Det konkreta exemplet är den robotbockningscell som vi installerade i början av 2020. Där började vi med tanken på att köpa en automatisk bockningsmaskin, men under utvärderingen insåg vi att det inte var den bästa lösningen för vårt arbete. Därför valde vi den här lösningen, som är den bästa kombinationen av potentialen hos en effektiv servoelektrisk bockautomat och en modern elektrisk bockningsmaskin. Det gör det möjligt för oss att utföra alla processer på kortast möjliga tid och på det mest effektiva sättet, tack vare kombinationen av båda teknikerna.”

Högsta processeffektivitet 

SKA har alltid trott på automatisering av produktionsprocesser, vilket anses vara det enda effektiva sättet att hantera stora anpassningsbehov. Produktionen kännetecknas faktiskt av stora serier, men inte enorma mängder. ”Vi pratar inte om 15 delar, men vi pratar heller inte om 100 000 delar”, säger Diego Pozzato. Behovet av att automatisera bockningsfasen på ett avsevärt sätt kommer sig därför av att den stora mångsidigheten och produktiviteten hos Shear Genius tillsammans med Night Train-förvaringsenheten skapade något av en flaskhals nedströms från skär- och stansningsfasen för detaljer.

”Med de system vi använde tidigare”, förklarar Diego Pozzato, ”kunde vi utan problem bocka cirka 60 % av vår produktion, vilket skapade en flaskhals. Eftersom målet var att uppnå det kontinuerliga, smidiga och effektiva produktionsflöde som vi pratade om tidigare, bestämde vi oss för att fylla den här luckan genom att producera de 40 % som saknades med den här typen av system. Genom att kombinera de två bockningsteknikerna på bästa möjliga sätt får vi nu oöverträffad drift, eftersom den täcker 100 % av våra bockningsbehov. Det är en otroligt användbar och intressant lösning där två olika bockningssystem samarbetar för att tillverka delar: bockautomaten hanterar allt som inte bockningsmaskinen kan göra och tvärtom. Det säkerställer bästa möjliga utförande av de olika detaljerna. Den stora fördelen är att hela systemet hanteras offline, vilket innebär att det tekniska kontoret kan schemalägga produktionen under dold tid medan cellen tillverkar. Det innebär kort sagt att stilleståndstiden blir så kort som möjligt och processeffektiviteten verkligen blir maximal.”

De två maskinerna som är integrerade i cellen kan arbeta i serie eller parallellt, på så sätt att den antropomorfa roboten kan styra båda maskinerna samtidigt för att säkerställa att en del delvis görs på bockautomaten och avslutas på bockningsmaskinen, eller så kan den styra en av de två maskinerna medan den andra arbetar parallellt i manuellt läge. Det är därför en mycket flexibel lösning som matas av en utmatningsstation med en vagn som kommer ut från Night Train-lagerenheten där halvfärdiga produkter förvaras. Därför sker ingen direktmatning från Shear Genius, utan den kommer alltid från lagerenheten, så även här har man maximal flexibilitet när det gäller att hantera arbetsflöden. Den så kallade stansningsfasen behöver inte nödvändigtvis balanseras med bockning nedströms, eftersom det är lagerenheten i mitten som fungerar som buffert för insamling av stycken som kommer från andra maskiner i verkstaden.

Det integrerade robotbockningssystemet

”Den större effektiviteten hos Prima Powers integrerade robotbockningssystem som används av SKA kommer från den enkla och snabba offlineprogrammeringen för maskinerna och roboten i cellen. Det här driftläget var en viktig vändpunkt för sektorn när det presenterades 2018”, säger Roberto De Rossi, senior chef för affärsutveckling inom tunn plåt hos Prima Power. ”Det är en lösning som gör att man kan dra maximal nytta av investeringen, eftersom systemets effektivitet garanteras för produktion av både små och större satser. Det här berör en annan av de utmaningar som SKA gav oss som mål, nämligen optimal hantering av deras dubbla produktionskärna”, förklarar De Rossi. ”Deras produktion kännetecknas av repeterbara element där större kvantiteter kan produceras varje år, beroende på ett regelbundet veckoschema eller andra typer av schemaläggning under året genom att lansera praktiska och repeterbara produktionssatser. Det är dock även en del av produktionen som kräver att man kör satser med mindre kvantiteter som uttryckligen tillägnas den enskilda kundens produktionsverklighet.

För att anläggningen ska bli mer flexibel har vi därför även tänkt oss möjligheten att använda maskinerna på ett traditionellt sätt, där roboten kan skapa repeterbara delar och använda maskinerna i fristående läge för att utföra bearbetning i manuellt läge. Det här var ytterligare en utmaning eftersom vi var tvungna att tillåta åtkomst till cellen trots att det fanns en robot som är ansvarig för båda maskinerna.

Genom att dra nytta av det faktum att maskinerna står bredvid varandra kom vi fram till en lösning som också är automatisk i hög grad, där roboten kan röra sig (robotens sjunde axel) över ett spår på 19 m som är inbyggt i golvet. Det innebär att facket där roboten glider också kan stängas vid behov. Då kan operatören komma åt någon av maskinerna för att hantera eventuella nödsituationer som kan uppstå under produktionsfasen. I just det här fallet pratar vi om mycket små mängder där roboten inte skulle ge mervärde. Det intressanta är att roboten vid behov förbereder sig själv och automatiskt stänger spåret med lock. Man får ytterligare flexibilitet genom att en FBe 5-bockautomat kan användas manuellt medan eP 1030 arbetar automatiskt under roboten för att bearbeta mindre detaljer som massplaceras i en korg. Här används ett visionssystem för att identifiera de enskilda delarna.

Bockningsmaskinen är beroende av panelmaskinen, inte tvärtom

Det är nu tydligt att det alltid finns optimal produktionshantering hos SKA, tack vare de många funktioner man får genom Night Train-lagerenheten. Det här utgör den verkliga kärnan i produktionen för hela FMS, som de olika Prima Power-öarna, de automatiska cellerna och alla andra avdelningar i verkstaden rör sig runt. Vad är det som bestämmer hur systemet, eller den som programmerar systemet, avgör vilka delar som ska tillverkas med bockningsmaskin och vilka som tillverkas med bockautomaten, eller kanske vilka delar som båda maskinerna bearbetar i följd, när man se till driften av robotbockningscellen? Diego Pozzato svarar: ”Bockautomaten är den mest praktiska av de två maskinerna, eftersom den garanterar oslagbara bockningshastigheter, men vid vissa profiler, som C-former med särskilt höga kanter, är bockningsmaskinen det enda möjliga alternativet. Det beror därför på vilken form som ska göras och dess mått. Vårt tekniska kontor arbetar med att designa om de olika projekten med fördel för bockautomaten. Man vill åtminstone titta på vilka former som utnyttjar samverkan mellan de två maskinerna på bästa sätt, samtidigt som man tar hänsyn till att bockningsmaskinen eP 1030 är beroende av panelmaskinen och tvärtom. Fast Bend-bockautomaten är fortfarande den maskin vi föredrar för produktivitet och flexibilitet. Det var ingen överraskning, eftersom vår ursprungliga plan endast omfattade en bockautomat och inte en integrerad robotbockningscell som den vi har nu. Vi kom fram till detta först efter djupgående och detaljerade efterforskningar som utfördes tillsammans med Prima Power. Det visade att bockautomaten inte var lämplig för att täcka våra bearbetningsbehov helt. På grund av deras form kunde vissa delar inte bockas helt med Fast Bend och därför bestämde vi oss för att lägga till den elektriska bockningsmaskinens potential och mångsidighet.”

Både bockningsmaskinen och bockautomaten är servoelektriskt styrda. Det här är en viktig aspekt av två anledningar: minskad förbrukning och framför allt den absoluta precision och repeterbarhet som de säkerställer vid bearbetning.

En manuell bockautomat som har in- och utmatning med en robot

”Vi valde Fast Bend FBe 5 bockautomat tack vare samverkan mellan oss och SKA”, förklarar Cristiano Porrati, Prima Power Countries Manager South Europe. ”Eftersom många delar i deras standardproduktion har en smal form fungerar det inte bra med den gripare som är typisk för konventionella bockautomater. Därför behövdes något annorlunda och valet föll på det alternativ som är mest typiskt för oss i det här tekniska segmentet, som är mest flexibelt av alla och har en sugkoppsmanipulator, vilket var nödvändigt för SKA. Baserat på den inledande analys- och efterforskningsfasen var det tydligt att Fast Bend kunde vara den lämpligaste maskinen för SKA-produkten, men den begränsades av manuell låsning. Fast Bend är faktiskt en maskin med relativt begränsad automatisering, eftersom den bara flyttar stycken utan att rotera dem. I stället är det vanligtvis operatören som matar in och ut, men operatören har i just det här ersatts av den antropomorfa roboten. Det innebär att FastBend blir helt automatisk. Roboten rör sig fritt på maskinens framsida längs det 19 m långa spåret, vilket gör att den täcker både bockningsmaskinen och bockautomaten, samt att den enkelt kan nå alla de tre utmatningsfacken med bockat material som har flera palleteringsområden där roboten kan placera de delar som är avsedda för detta område.

Layouten omfattar självklart ett magasin med gripardelar som roboten byter ut helt självständigt beroende på den detaljproduktionslista som genereras på distans av det tekniska kontoret. Den här produktionskön kan skickas direkt till panelmaskinen, som tack vare den utvecklade IT-infrastrukturen och anläggningens hanteringsprogramvara kan återkalla vagnen från Night Train med de halvfärdiga produkter som krävs för just den produktionssatsen och sedan starta programmet via roboten. Roboten hanterar dem i sin tur som förväntat, genom att delegera dem till bockautomaten eller kantpressen där de bearbetas och så småningom staplas.”

Laserskärning sluter cirkeln 

SKA har alltid legat i framkant av innovationen. Därför är det inte särskilt förvånande att man redan har planerat ytterligare tillväxt, som kommer göra företaget till en komplett smart tillverkare som uppfyller kraven för Industry 4.0-protokollet på bara några år. ”Vi arbetar redan med detta och förbereder det på både hårdvaru- och programvarunivå för hantering av hela produktionen”, säger Diego Pozzato. ”När det gäller detta vill jag betona att alla system från Prima Power som har installerats är ”Industry 4.0-redo” och att vi har för avsikt att kombinera Night Train med ett laserskärningssystem, som vi nämnde i början. Det skulle göra det möjligt för oss att verkligen sluta cirkeln när det gäller bearbetningsmöjligheter, eftersom vi till och med skulle kunna hantera oregelbundna former i rostfritt stål med samma precision som SG. De här oregelbundna formerna lägger vi för närvarande ut på samarbetspartner. Shear Genius är faktiskt en stansmaskin kombinerad med en integrerad vinkelsax som fungerar bäst vid produktionen av halvfärdiga produkter med en vanlig fyrkantig form. Vi utgår från lagerenheten som fortsätter att vara grunden i hela produktionssystemet, och den nya utmaningen vi tänker ge oss på hos Prima Power är att i första hand kunna bearbeta plåtar på Shear Genius, så att man gör alla hål och deformationer som krävs på styckena. Sedan sorteras de till det framtida laserskärningssystemet, fortfarande med Night Train för halvfärdiga produkter, där de skärs och lagras igen innan de skickas till den integrerade bockningscellen. De slutförs sedan genom att kombinera de två tilltänkta teknikerna på bästa möjliga sätt. Vi ser positivt på att det omfattande sortimentet med maskiner och automatiska lösningar för bearbetning av plåt från Prima Power, kombinerat med deras kompetens och erfarenhet, redan från början än en gång kan hantera det vi efterfrågar och uppfylla alla de förväntningar vårt tekniska kontor har. Samarbetet mellan dessa har alltid fungerat smidigt.”