Lžíce na běžícím pásu

Pro děti jen to nejlepší: To si řekl také systémový integrátor MODU System v Malajsii a proto spoléhá na robota KR DELTA značky KUKA. Vysokorychlostní robot v provedení Hygienic Machine je ideální pro svůj úkol: Rychlá a hygienická distribuce dávkovacích lžící pro dětskou výživu. A KR DELTA umí ještě více.

Zvýšené hygienické požadavky, udržitelná řešení

Hygiena je základní součástí bezpečnosti potravin - a představuje výzvu v potravinářském průmyslu. Mezi důležité body patří mimo jiné rostoucí hygienické požadavky na výrobní prostory, čištění a dezinfekce povrchů a zařízení, ale také vyškolený a zdravý personál. Malajský systémový integrátor MODU System chce podpořit průmysl svým know-how pro robotická automatizovaná řešení. Společnosti pomáhá firma KUKA, která nabízí ideálního robota pro tyto požadavky: KR DELTA. „Chceme, aby nám naši zákazníci důvěřovali,“ říká Rajinderjit Singh, regionální manažer společnosti MODU System. „Proto jsme investovali značné prostředky do vývoje technologií a úzce spolupracujeme s partnery, jako je KUKA, abychom našli udržitelnější řešení pro robotiku."

Manipulace typu Pick&Place: Jak padají lžíce

Toto řešení se nachází ve městě Klang západně od Kuala Lumpur. Dva roboty KR DELTA uchopují dávkovací lžíce z dopravního pásu a umísťují je na druhý pás do otevřených kapes dopravníku. Ty se zase skládají z potravinářského sáčku s dětskou výživou. Vedle sáčku je volná plocha s nálepkou a čárovým kódem. „Pokud robot pomocí kamery rozpozná volnou plochu, ví, že právě tam musí odložit lžíci,“ říká Singh. Další stroj pak zasune sáček a lžíci do krabice. Pokud však sáček překrývá nálepku, lžíce se neodkládá, protože jinak by mohlo dojít k akumulaci produktů ve stroji během balení. Co zní relativně jednoduše, je interakce různých systémů v probíhající výrobě, které jdou ruku v ruce.

KR DELTA odkládá lžíce vedle sáčku s dětskou výživou. V dalším procesním kroku putují obě položky do obalu

KR DELTA boduje v potravinářském průmyslu

„Je jasné, že ve středu dění je robot KR DELTA, který může přijít do přímého kontaktu s potravinami díky svému nerezovému tělesu,“ vysvětluje zaměstnanec společnosti KUKA Lim Jia Ming. Nerezové pouzdro robota odolné proti korozi je navrženo podle německého certifikátu LFGB a amerických potravinových standardů FDA. Navíc vyhovuje evropské certifikaci CE, americké certifikaci UL a německé certifikaci bezpečnostní funkce TÜV. Robot je chráněn proti prachu a vlhkosti podle třídy krytí IP 67, a proto jej lze také čistit pod vysokým tlakem a pomocí alkalických nebo kyselých čisticích prostředků - což je z hygienického hlediska optimální pro potravinářský průmysl.

Ideální pro potraviny: Díky pouzdru z nerezové oceli lze KR DELTA používat v potravinářském průmyslu

Až 80 lžící za minutu

KR DELTA ale přesvědčuje nejen svým vzhledem, je také extrémně rychlý: S dobou cyklu až 0,5 sekundy je KR DELTA ideální pro úkoly typu Pick&Place. „Tímto způsobem zvládají oba roboty přibližně 80 lžící za minutu," říká Jia Ming. Přitom pracují s vysokou přesností: Lze tak předejít případným manuálním chybám. Před automatizací byl tento procesní krok prováděn ručně u výrobce dětské výživy - a představoval potenciální zdroj nebezpečí. S robotem v provedení Hygienic Machine se jedná o kompletně hygienický pracovní krok. Kromě toho je celé řešení prostorově vysoce úsporné. Dva roboty jsou namontovány na stropě nad dopravními pásy a každý má montážní plochu o průměru pouhých 350 mm. Jednou z největších výzev byla zpočátku přesná kalibrace. Ta je totiž nutná, aby oba roboty KR DELTA mohly v této rychlosti lžíce přesně uchopit.

Otázka správné polohy

Díky kombinaci softwaru KUKA.VisionTech, který je výkonným nástrojem pro rozpoznávání 2D objektů, a KUKA.PickControl dokáže KR DELTA uchopovat předměty z pohybujícího se dopravního pásu a přemisťovat je na jiný dopravní pás. „Jedna kamera se zpracováním obrazu detekuje polohu lžící na pásu, druhá sáčky na druhém dopravním pásu. Systém pak vypočítá ujetou vzdálenost a přesnou polohu, kde se nachází,“ vysvětluje Jia Ming ze společnosti KUKA. Díky KUKA.PickControl je možné i několik robotů KR DELTA snadno koordinovat, integrovat a kontrolovat. Software navíc zajišťuje hladký a energeticky účinný výrobní proces.

Kamera detekuje polohu lžící a díky softwaru KUKA.PickControl může KR DELTA uchopit lžíce z pohybujícího se dopravního pásu

Programování offline, testování v reálném čase

„Kromě toho KUKA.PickControl podporuje flexibilní vzory. To znamená, že zákazníci mohou polohovací vzory předem definovat a snadno měnit výběrem různých scénářů na základě aktuálních potřeb,“ říká Jia Ming. Společnost MODU System také použila KUKA.Sim ke sladění a testování specifikací zákazníka. Tímto vytvořenou 3D simulaci lze později přenést do reálného řízení. Za KUKA.Sim se skrývá inteligentní simulační software, který umožňuje účinné offline programování robotů KUKA. S funkcemi, jako je kontrola dosahu a detekce kolize, byl výrobce potravin schopen předem zajistit, aby použité robotické programy a uspořádání pracovních buněk mohly být skutečně implementovány.

Vysoce flexibilní, kvalitní manipulace: Společnost MODU System využívá KUKA.Sim, aby předem zajistila, že aplikace bude fungovat

Robot je vybíravý

Další výzvou je tvar lžíce včetně rukojeti. Určuje polohu, kde KR DELTA může lžíci uchopit. „Jedním řešením je použití tmavé oblasti detekce ke zjištění, které vyrovnání lžíce je nejlepší,“ vysvětluje Rajinderjit Singh ze společnosti MODU System. Pouze několik málo vyrovnání je přijatelných pro vychystávání. Pokud je vyrovnání mimo dané nastavení, robot tuto lžíci ignoruje a uchopí jinou. „Výhoda: To nám umožňuje dále zvyšovat dobu cyklu robota,“ vysvětluje Singh.

I když se dvě lžíce jednou překrývají, není to žádný problém. Díky nastavení filtru jsou tyto lžíce jednoduše ignorovány

Snadné filtrování lžící

Zpracování obrazu zvládá i překrývající se lžíce. Jedním z nejdůležitějších aspektů aplikace je proto nastavení filtru. Příkladem této funkce je filtr poloměru, který detekuje a ignoruje překrývající se segmenty v dané oblasti. Jia Ming vysvětluje: „Můžete si to představit takto: první robot zvedne horní lžičku a spodní lžička je pak špatně vyrovnaná. S touto funkcí filtru je předmětná lžíce druhým robotem ignorována.“ Aby se tomuto scénáři předešlo předem a zjednodušilo se zpracování robotem, je před montážní linkou umístěn výtah. Za ním se nachází vibrační jednotka, která odděluje lžíce od sebe tím nejlepším možným způsobem.

Manipulaci se lžícemi usnadňuje vibrační jednotka

Systém se velmi snadno obsluhuje, dobře vypadá a jasný design robota z nerezové oceli plně přesvědčuje našeho zákazníka z potravinářského průmyslu. S automatizací jsem velmi spokojen.

Rajinderjit Singh, regionální manažer společnosti MODU System

Ať už modrá, zelená nebo oranžová: Na barvě lžíce nezáleží

Přestože je tvar dávkovacích lžící vždy stejný, barvy se liší: Zákazník ve svém závodu používá modré, zelené nebo oranžové barvy. Různé barvy byly zpočátku další velkou výzvou: „Pokud například zákazník používá modrou lžíci, nejlepší světlo pro systém situačního vidění je červené. S kombinací různých barev osvětlení jsme byli schopni zkrátit dobu zpracování obrazu,“ říká Singh. Volba proto padla na RGB osvětlení. Celý proces monitoruje kontrolní kamera. „Zákazník má velkou důvěru v automatizaci vyvinutou společnostmi KUKA a MODU System ,“ vysvětluje Singh. „Sami jsme ohromeni nerezovým designem KR DELTA a věříme, že aplikace je ideální pro potravinářský průmysl, který přikládá velký význam hygieně.“