Miarki na przesuwającej się taśmie

Dla dzieci wszystko co najlepsze: Tego zdania jest także Integrator systemów MODU System w Malezji i stawia na robota KR DELTA od KUKA. Ten superszybki robot w wersji Hygienic Machine jest idealny do swojego zadania: szybkiego i higienicznego rozdzielania miarek do żywności dla niemowląt. A KR DELTA może znacznie więcej.

Podwyższone standardy higieniczne, optymalne rozwiązania

Higiena to elementarny składnik bezpieczeństwa żywności – jest także wyzwaniem dla przemysłu spożywczego. Najważniejszymi zagadnieniami są między innymi podwyższone standardy higieniczne dotyczące pomieszczeń produkcyjnych, czyszczenie i dezynfekcja powierzchni i urządzeń, lecz także wyszkolony i zdrowy personel. Malezyjski integrator systemów MODU System chce wesprzeć branżę oferując swoje know-how w zakresie opartych na robotach rozwiązaniach automatyzacyjnych. Przedsiębiorstwo otrzymało pomoc od firmy KUKA, która w swojej ofercie ma idealnego robota do takich wyzwań: KR DELTA. „Chcemy, aby nasi klienci mieli do nas zaufanie“, mówi Rajinderjit Singh, dyrektor regionalny MODU System. „Dlatego zainwestowaliśmy wiele zasobów w rozwój technologiczny i ściśle współpracujemy z naszymi partnerami, takimi jak KUKA, aby znaleźć optymalne rozwiązanie w zakresie robotyki.“

< h2> Pick&Place: Miarki spadają na taśmę

To rozwiązanie znajduje się w Klang na zachód od Kuala Lumpur. Dwa roboty KR DELTA podnoszą miarki z taśmy produkcyjnej i odkładają je na drugą taśmę do otwartych komór przenośnika. Tam znajdują się już opakowania z żywnością dla niemowląt. Obok opakowania jest puste miejsce z naklejką z kodem prążkowym. „Jeśli robot za pomocą kamery rozpozna puste miejsce, wie, że tam musi odłożyć miarkę“, mówi Singh. Następnie inna maszyna wsuwa opakowanie i miarkę do pudełka. Jeśli jednak opakowanie z żywnością zakryje naklejkę, miarka nie zostanie odłożona, w przeciwnym razie może dojść do zatoru w maszynie podczas pakowania do pudełek. To, co brzmi relatywnie prosto, jest w bieżącej produkcji współpracą różnych systemów, które muszą działać ręka w rękę.

KR DELTA odkłada miarkę obok opakowania z jedzeniem dla niemowląt. Na kolejnym etapie procesu obydwa elementy wędrują do opakowania zewnętrznego.

KR DELTA wyróżnia się w przemyśle spożywczym

„Naturalnie w centrum jest KR DELTA, który dzięki korpusowi ze stali nierdzewnej może mieć bezpośredni kontakt z żywnością“, wyjaśnia pracownik firmy KUKA, Lim Jia Ming. Odporna na korozję obudowa robota ze stali nierdzewnej została opracowana zgodnie z niemiecką ustawą o żywności i produktach spożywczych LFGB oraz amerykańskim standardem FDA . Poza tym spełnia ona europejskie wymogi certyfikacji CE oraz niemieckie wymogi certyfikatu bezpieczeństwa TÜV. Robot jest zabezpieczony zgodnie z klasą IP 67 przed pyłem i wilgocią; dzięki temu może być czyszczony również pod wysokim ciśnieniem przy użyciu alkalicznych lub kwasowych środków czyszczących – co z punktu widzenia higieny idealnie nadaje się do produkcji żywności.

Idealny do żywności: Dzięki obudowie ze stali nierdzewnej KR DELTA może być stosowany w przemyśle spożywczym

Do 80 miarek na minutę

Jednak liczy się nie tylko jego zewnętrze, KR DELTA jest także niezwykle szybki: Dzięki czasowi cyklu do 0,5 sekundy KR DELTA jest najbardziej odpowiednim wyborem do zadań typu Pick&Place. „W ten sposób dwa roboty odkładają 80 miarek na minutę“, mówi Jia Ming. Pracują przy tym z najwyższą precyzją: Pozwala to wyeliminować potencjalne błędy przy pracy ręcznej. Przed zautomatyzowaniem linii produkcyjnej ten etap procesu był wykonywany u producenta żywności dla niemowląt ręcznie – potencjalne źródło zagrożeń. Dzięki zastosowaniu robota w wersji Hygienic-Machine jest to teraz etap roboczy spełniający wszystkie wymogi higieniczne. Ponadto całe rozwiązanie ma niewielkie wymogi przestrzenne. Oba roboty są zamontowane na stropie nad taśmami produkcyjnymi, a ich obszar instalacji ma średnicę 350 mm. Jednym z największych wyzwań była początkowo dokładna kalibracja. Jest ona wymagana, zanim obydwa roboty KR DELTA z dużą prędkością, ale precyzyjnie sięgają po miarki.

Problem prawidłowego położenia

Połączenie oprogramowania KUKA.VisionTech, które jest wydajnym narzędziem do rozpoznawania obiektów 2D oraz KUKA.PickControl robot KR DELTA może sięgać po obiekty na przesuwającej się taśmie przenośnika i odkładać je na inną. „Jedna kamera z systemem obróbki obrazu rozpoznaje położenie miarki na taśmie, druga rozpoznaje opakowanie na drugiej taśmie. System oblicza następnie pokonany odcinek i dokładną pozycję, gdzie znajduje się miarka“, wyjaśnia Jia Ming z KUKA. Dzięki systemowi KUKA.PickControl także kilka robotów KR DELTA można jednocześnie łatwo koordynować, integrować i sterować nimi. Oprogramowanie ponadto dba o to, aby przebieg procesu był niezakłócony i efektywny energetycznie.

Kamera rozpoznaje położenia miarki i dzięki KUKA.PickControl robot KR DELTA może podnieść miarkę z przesuwającej się taśmy przenośnika.

Programowania offline, testowanie w czasie rzeczywistym

„Ponadto system KUKA.PickControl obsługuje różnorodne wzory. Oznacza to, że klienci mogą wstępnie definiować i łatwo zmieniać wzory ułożenia, wybierając różne scenariusze w oparciu o ich aktualne wymagania“, mówi Jia Ming. MODU System korzysta dodatkowo z KUKA.Sim, aby porównać i przetestować ustawienia klienta. Utworzona w ten sposób symulacja 3D może zostać następnie przeniesiona do rzeczywistego układu sterowania. Za KUKA.Sim kryje się inteligentne oprogramowanie do symulacji, które umożliwia efektywne programowanie offline robotów KUKA. Za pomocą funkcji, takich jak test osiągalności i rozpoznawania kolizji w przypadku żywności producent może wcześniej upewnić się, że zastosowane programy robota i schematy pracy modułów rzeczywiście zostaną zrealizowane.

Wysoki poziom elastyczności, wygodna manipulacja: MODU System wykorzystuje KUKA.Sim, aby wcześniej zagwarantować niezawodne działanie instalacji.

Robot jest wybredny

Innym wyzwaniem jest kształt całej miarki. To on określa, w którym miejscu robot KR DELTA może ją uchwycić. „Rozwiązaniem jest tu zastosowanie ciemnego obszaru rozpoznawania, aby stwierdzić, która orientacja miarki jest najlepsza“, mówi Rajinderjit Singh z firmy MODU System. Ustalone zostaje, że tylko nieliczne ustawienia miarki nadają się do komisjonowania. Jeśli orientacja nie mieści się w zakresie zdefiniowanych ustawień, robot ignoruje daną miarkę i sięga po inną. „Korzyść: Dzięki temu możemy jeszcze wydłużyć czas cyklu robota“, wyjaśnia Singh.

Nawet jeśli dwie miarki wejdą jedna w drugą nie stanowi to problemu. Dzięki ustawieniom filtra są one po prostu ignorowane.

Łatwe filtrowanie miarek

Także z nałożonymi na siebie miarkami system przetwarzania obrazu daje sobie radę. Jednym z ważniejszych aspektów aplikacji jest z tego względu ustawienie filtrów. Przykładem tej funkcji jest filtr promienia, który rozpoznaje i ignoruje nałożone na siebie miarki wewnątrz danego obszaru. Jia Ming wyjaśnia: „Można sobie wyobrazić, że pierwszy robot podnosi miarkę znajdującą się na górze, ale druga miarka jest ustawiona nieprawidłowo. Dzięki tej funkcji filtra nieprawidłowo ustawiona miarka jest ignorowana przez drugiego robota.“ Aby z wyprzedzeniem zapobiec takiemu scenariuszowi i uprościć przetwarzanie przez robota, przed taśmą produkcyjną umieszczony został wyciąg. Za nim znajduje się jednostka wibracyjna, która możliwie najlepiej rozdziela miarki od siebie.

Jednostka wibracyjna ułatwia robotowi operowanie miarkami.

System jest niezwykle łatwy w obsłudze, dobrze wygląda a proste wzornictwo robota z nierdzewnej stali szlachetnej przekonuje naszych klientów z branży spożywczej. Jestem bardzo zadowolony z automatyzacji.

Rajinderjit Singh, dyrektor regionalny MODU System

Niebieski, zielony czy pomarańczowy: kolor miarki nie ma żadnego znaczenia

Wprawdzie kształt miarek jest zawsze taki sam, różnią się one jednak kolorem: Klient korzysta w swoim zakładzie z niebieskich, zielonych a także pomarańczowych. Różne kolory stanowiły na początku kolejne wyzwanie: „Jeśli klient korzysta na przykład z niebieskich miarek, najlepszym światłem dla systemu Vision do rozpoznawania położenia jest światło czerwone. Dzięki kombinacji różnych kolorów oświetlenia mogliśmy skrócić czas obróbki obrazu“, mówi Singh. Dlatego zdecydowano się na oświetlenie RGB. Na koniec kamera inspekcyjna monitoruje cały proces. „Klient ma duże zaufanie do opracowanej przez firmy KUKA i MODU System automatyzacji“, wyjaśnia Singh. „My sami jesteśmy pod wielkim wrażeniem wzornictwa ze stali nierdzewnej robota KR DELTA i wierzymy, że instalacja jest najlepszym rozwiązaniem do przemysłu spożywczego, który przykłada ogromną wagę do higieny.“