Roboty w przemyśle spożywczym zajmują się pakowaniem, paletyzacją, sortowaniem i zasilaniem całych linii produkcyjnych. Rzadko pojawia się pytanie, czy warto wprowadzić automatyzację. Ważniejsze jest: jakimi środkami. Każdy typ robota ma swoje zadanie. Robot typu delta podnosi czekoladki co sekundę. Nie nadaje się jednak do kartonów o wadze 25 kilogramów. W niniejszym artykule przyporządkowano typy robotów do ich zadań. Pokazano w nim również, jakie dodatkowe wymagania stawia produkcja spożywcza w zakresie higieny, materiałów i chwytaków.
Branża ta jest ogromna. Zatrudnia około 4,7 miliona pracowników i generuje obroty rzędu 1,2 biliona euro. Tym samym jest największą gałęzią przemysłu przetwórczego w UE (FoodDrinkEurope, Data & Trends 2024).
W produkcji spożywczej stosuje się cztery typy robotów: typu delta, z ramieniem przegubowym, bramowe oraz koboty. Do tego dochodzi komórka robotyczna jako gotowe rozwiązanie. Prędkość, udźwig i zasięg wyznaczają obszary zastosowań wyraźniej niż jakakolwiek specyfikacja techniczna.
| Typ robota | Zalety | Ładowność / Prędkość | Typowe zadanie |
|---|---|---|---|
| Roboty typu Delta | bardzo szybkie operacje typu „pick-and-place” | do ~3 kg, ponad 150 operacji podnoszenia/min | Czekoladki, ciastka, wypieki, owoce jagodowe |
| Roboty z ramieniem przegubowym (6-osiowe) | elastyczna obsługa | od 5 do 300 kg | Porcjowanie, pakowanie, paletyzacja |
| Roboty bramowe | duży zasięg, duża nośność | do ~500 kg | Paletyzacja dużych ładunków, transport materiałów sypkich |
| Kobot | bezpieczna współpraca bez bariery | do ~25 kg, wolniej | Etykietowanie, kontrola jakości |
Zamontowany nad przenośnikiem taśmowym robot typu delta podnosi lekkie produkty z dużą częstotliwością i jest najlepszym wyborem w przypadku wypieków lub świeżych owoców, o ile waga jednostkowa pozostaje niska. Wszechstronnym rozwiązaniem jest robot z ramieniem przegubowym o sześciu osiach: porcjuje, pakuje, paletyzuje i dociera nawet do trudno dostępnych miejsc. Jeśli chodzi o ciężkie ładunki i duże powierzchnie, na przykład podczas układania pełnych palet, swoje atuty pokazuje robot bramowy. Z kolei cobot dzieli miejsce pracy z personelem i sprawdza się w częściowo zautomatyzowanych stanowiskach, gdzie często dochodzi do zmiany produktów.
Więcej informacji na temat zalet i wad kobotów znajdziesz tutaj. Do szybkich ruchów na niewielkiej powierzchni warto wybrać robota SCARA, czyli poziome ramię przegubowe.
Komórka robotyczna łączy w sobie cztery elementy: robota, sterownik, system bezpieczeństwa i chwytak. Stanowi gotową stację przeznaczoną do jasno zdefiniowanego zadania. Typowe zastosowania to pakowanie, kompletacja zamówień, sortowanie lub kontrola jakości.
Podczas pakowania komórka układa delikatne produkty, czujnik sprawdza ilość napełnienia, a następnie towar jest przekazywany dalej. Podczas sortowania komórka rozdziela produkty według wagi, rozmiaru lub kształtu, korzystając z systemów kamer i przetwarzania obrazu. Natomiast w zakresie kontroli jakości kamera wykrywa błędy w czasie rzeczywistym i odrzuca wadliwy towar. Prawdziwa korzyść leży jednak gdzie indziej: ponieważ interfejsy i technika bezpieczeństwa są już ze sobą zharmonizowane, zmniejsza się nakład inżynieryjny, a uruchomienie przebiega szybciej.
Higieniczna konstrukcja oznacza: gładkie powierzchnie, szczelne łożyska, zaokrąglone przejścia oraz konstrukcję pozbawioną martwych przestrzeni. W przemyśle spożywczym liczy się przede wszystkim możliwość czyszczenia, a w mniejszym stopniu kinematyka. Robot pracujący w otwartym procesie musi dać się wyczyścić bez pozostawiania śladów. W przeciwnym razie zagrożone jest bezpieczeństwo żywności.
Ramy wyznacza norma EN 1672-2. Reguluje ona higienę i możliwość czyszczenia maszyn spożywczych. Od marca 2026 r. wytyczna EHEDG nr 62 po raz pierwszy uzupełnia kryteria dotyczące konkretnie systemów robotycznych. EHEDG to skrót od European Hygienic Engineering and Design Group. Certyfikat EHEDG stanowi weryfikowalny dowód zgodności. W przypadku bezpośredniego kontaktu z żywnością zastosowanie ma również system HACCP, czyli analiza zagrożeń i krytycznych punktów kontroli (rozporządzenie UE 852/2004). Każda nowa instalacja wymaga wówczas ponownej oceny punktów krytycznych.
O przydatności decydują trzy czynniki: stopień ochrony, materiał i zakres temperatur. Wszystkie trzy zależą od metody czyszczenia i strefy zastosowania.
Stopień ochrony IP (Ingress Protection) opisuje odporność na pył i wodę. W strefie suchej często wystarcza stopień IP65. W strefie mokrej, gdzie stosuje się czyszczenie wysokociśnieniowe, za standard uznaje się stopień IP69K. Stopień ochrony IP69K zapewnia odporność na strumień wody o ciśnieniu 100 barów i temperaturze 80 stopni (podstawa badania: norma DIN 40050-9). Jest to wymagane w zakładach mięsnych, rybnych i mleczarskich.
Jeśli chodzi o materiał, rozróżnia się kontakt wtórny od pierwotnego. Stal nierdzewna 1.4301 (AISI 304) pokrywa powierzchnie wtórne. W przypadku bezpośredniego kontaktu i agresywnych środków czyszczących standardem jest stal 1.4404 (AISI 316L), ponieważ jest ona bardziej odporna na chlor. Środki smarne stosowane w osiach muszą, w przypadku możliwego kontaktu, spełniać wymogi FDA 21 CFR 178.3570. Są one zarejestrowane jako NSF H1. Zakres temperatur zależy od strefy. W strefie chłodniczej roboty pracują w temperaturze od +2 do +7 stopni. Do strefy mroźniczej dostępne są modele przystosowane do pracy w temperaturze do -30 stopni.
Chwytak stanowi punkt styku z produktem. To od niego zależy sukces lub porażka komórki. Decydujące znaczenie ma to, co robot chwyta: surową żywność, towary pakowane, kartony, tacki lub delikatne wypieki.
W przypadku produktów gładkich i zapakowanych, takich jak kartony, butelki czy konserwy, stosuje się chwytaki próżniowe. Do delikatnych, niepakowanych produktów spożywczych nadają się miękkie chwytaki silikonowe. Dostosowują się one do kształtu produktu i zapewniają delikatną obsługę, na przykład w przypadku owoców, wypieków lub surowego mięsa. W przypadku wytrzymałych towarów, z którymi zachodzi bezpośredni kontakt, stosuje się sztywne chwytaki higieniczne ze stali nierdzewnej 316L, bez szczelin i nadające się do czyszczenia pod wysokim ciśnieniem.
Wszystkie elementy mające kontakt z żywnością podlegają rozporządzeniu ramowemu UE nr 1935/2004. Tworzywa sztuczne reguluje dodatkowo rozporządzenie UE nr 10/2011, określające stałe wartości graniczne migracji. Przegląd rodzajów efektorów końcowych pokazuje, jakie są dostępne konstrukcje. Wskazówka dotycząca planowania: produkty, które mają być przenoszone, powinny zostać określone na wczesnym etapie. Należy je przetestować w jakości produkcyjnej, ponieważ chwytak jest projektowany dokładnie pod ich kątem.
Paletyzacja jest najczęstszym pierwszym zadaniem w automatyzacji. Ruch jest jasny. Obciążenie jest duże i monotonne. Odciążenie dla personelu jest znaczne. Robot przegubowy lub bramowy układa kartony, skrzynki i tace z jednakową jakością. Dzięki czujnikom rozpoznaje dokładną pozycję.
Właśnie w tej dziedzinie firma Unchained Robotics wdraża rozwiązania w praktyce – od paletyzacji mięsa po kawę. Do takich standardowych zadań dostępne są gotowe rozwiązania , takie jak MalocherBot – komora paletyzacyjna „pod klucz” firmy Unchained Robotics. Sektor ten odnotowuje silny wzrost na całym świecie. Według raportu IFR World Robotics 2025 w 2024 roku w przemyśle spożywczym i napojowym zainstalowano około 14 685 nowych robotów przemysłowych.
Cztery przykłady z piekarni, sortowni owoców, mleczarni i linii do produkcji pizzy pokazują współdziałanie poszczególnych typów robotów. W piekarni robot pakuje bułki do kartonów, czujnik sprawdza poziom napełnienia, a drugi robot paletyzuje jednostki do wysyłki. Podczas sortowania owoców system kamer mierzy rozmiar i kolor każdego owocu, a robot segreguje je według jakości i odpowiednio pakuje. W mleczarni robot układa na paletach kartony z napojami o różnych rozmiarach i szybko dostosowuje obciążenie za pomocą wymiennych chwytaków. Wreszcie na linii do produkcji gotowych pizz robot dozuje dodatki, przenosi produkt i pakuje go, a higieniczna konstrukcja zapewnia możliwość dokładnego czyszczenia instalacji.
Wybór zależy od dwóch czynników: wydajności i elastyczności. Kobot sprawdza się, gdy człowiek i maszyna dzielą tę samą przestrzeń, produkty często się zmieniają, a ich liczba pozostaje umiarkowana. Przykładami są kontrola jakości lub etykietowanie. Klasyczny robot z ramieniem przegubowym lub typu delta sprawdza się lepiej przy dużej wydajności, ciężkich ładunkach i pracy ciągłej. Często oba rozwiązania się uzupełniają. Szybki robot przemysłowy przejmuje główny ciężar pracy na linii. Kobot przejmuje elastyczne zadania pomocnicze i kontrolne.
Przede wszystkim roboty typu delta do szybkiego pobierania i umieszczania (pick-and-place), roboty z ramieniem przegubowym do elastycznej manipulacji i paletyzacji, roboty bramowe do ciężkich ładunków oraz coboty do częściowo zautomatyzowanych stanowisk pracy. Do tego dochodzą gotowe komórki robotyczne do pakowania, sortowania i zapewnienia jakości.
„Hygienic Design” oznacza gładkie powierzchnie bez szczelin, szczelne łożyska oraz konstrukcję pozbawioną martwych przestrzeni. Dzięki temu robota można wyczyścić bez pozostawiania śladów. Ramy wyznaczają norma EN 1672-2 oraz, od 2026 r., wytyczna EHEDG 62 dotycząca systemów robotycznych.
W suchym środowisku często wystarcza klasa IP65. Gdy czyszczenie odbywa się przy użyciu wody pod wysokim ciśnieniem i o wysokiej temperaturze, wymagana jest klasa IP69K. Ten stopień ochrony wytrzymuje strumień wody o ciśnieniu 100 barów i temperaturze 80 stopni i jest standardem w zakładach mięsnych, rybnych i mleczarskich.
Do delikatnych, niepakowanych produktów spożywczych nadają się chwytaki miękkie wykonane z silikonu. Do produktów o większej wytrzymałości odpowiednie są sztywne chwytaki higieniczne ze stali nierdzewnej 316L. W przypadku produktów pakowanych właściwym wyborem są chwytaki próżniowe. Wszystkie materiały mające kontakt z żywnością muszą być zgodne z rozporządzeniem UE nr 1935/2004.
Tak. Większość modeli jest przystosowana do pracy w chłodniach w temperaturze od +2 do +7 stopni. Do pracy w zamrażalniach dostępne są roboty przystosowane do temperatur do -30 stopni. Ważne jest stosowanie odpowiednich smarów oraz stopnia ochrony, który jest odporny na skroploną wodę.
W większości zakładów od paletyzacji, ponieważ zadanie to jest jasne i fizycznie obciążające. Gotowe komórki paletyzacyjne zmniejszają nakłady inżynieryjne i skracają czas uruchomienia.
To, jaki typ robota pasuje do Twojej linii produkcyjnej, zależy od produktu, strefy czyszczenia i wydajności. Jeśli znane są już elementy, które mają być obsługiwane, można precyzyjnie dobrać chwytak. Jak powstaje instalacja „pod klucz” – od pomysłu po uruchomienie – pokazuje artykuł poświęcony uruchamianiu gotowych rozwiązań robotycznych.