Skedar på löpande band

Bara det bästa för barn: vilket även Systemintegratören MODU System i Malaysia tycker och förlitar sig på en KR DELTA från KUKA. Höghastighetsroboten i Hygienic Machine-versionen är perfekt för sin uppgift: Fördelar doseringssked för barnmat snabbt och hygieniskt.

Höga hygienkrav, hållbara lösningar

Hygien är en grundläggande del av livsmedelssäkerheten – och en utmaning inom livsmedelsindustrin. Viktiga punkter är höga hygienkrav i produktionslokaler, rengöring och desinfektion av ytor och utrustning, men också utbildad och frisk personal. Den malaysiska systemintegratören MODU System vill stödja industrin med sina kunskaper om robotbaserade automationslösningar. Företaget får hjälp av KUKA, som erbjuder den perfekta roboten för dessa krav: KR DELTA. ”Vi vill att våra kunder ska ha förtroende för oss”, säger Rajinderjit Singh, regionchef hos MODU System. ”Det är därför vi har investerat mycket resurser i teknikutveckling och har ett nära samarbete med partner som KUKA för att hitta en mer hållbar lösning för robotteknik.”

Pick&Place: Hur skedar faller

Denna lösning ligger i Klang, väster om Kuala Lumpur. Två KR DELTA plockar upp doseringsskedar från ett löpande band och placerar dem i öppna transportfickor på ett annat band. Dessa består i sin tur av en matpåse med barnmat. Bredvid påsen finns ett tomt utrymme med ett klistermärke med en streckkod. ”Om roboten detekterar det fria området via kameran vet den att den måste placera en sked där”, säger Singh. Sedan för en annan maskin in påsar och skedar i en låda. Om påsen täcker klistermärket läggs ingen sked ner, eftersom det annars skulle kunna uppstå ett stopp i maskinen under packningen. Det som låter relativt enkelt är ett samspel mellan olika system i den pågående produktionen som går hand i hand.

KR DELTA placerar skeden bredvid påsen med barnmat. I nästa processteg läggs båda delarna i förpackningen

KR DELTA bevisar sin styrka inom livsmedelsindustrin

”Fokus ligger förstås på KR DELTA, som tack vare sin rostfria stomme kan komma i direkt kontakt med livsmedel”, förklarar KUKA-medarbetaren Lim Jia Ming. Robotens korrosionsbeständiga hölje av rostfritt stål är konstruerat i enlighet med tyska LFGB- och amerikanska FDA-livsmedelsstandarder. Den uppfyller också den europeiska CE-certifieringen, den amerikanska UL-certifieringen och den tyska TÜV-certifieringen för säkerhetsfunktioner. Tack vare att robotarna har kapslingsklassen IP 67 är de skyddade mot damm och fukt och kan därför rengöras med högtryckstvätt och alkaliska eller sura rengöringsmedel.

Perfekt för livsmedel: Tack vare höljet av rostfritt stål kan KR DELTA användas inom livsmedelsindustrin

Upp till 80 skedar per minut

Men det är inte bara utseendet som är övertygande, KR DELTA är också extremt snabb: Med en cykeltid på upp till 0,5 sekunder är KR DELTA perfekt för pick & place-uppgifter. ”De två robotarna klarar cirka 80 skedar per minut”, säger Jia Ming. Samtidigt arbetar de extremt exakt: Eventuella manuella fel kan på så sätt undvikas. Före automatiseringen utfördes det här processteget manuellt hos barnmatsproducenten – en potentiell källa till fara. Med roboten i Hygienic Machine-versionen är detta ett hygieniskt arbetssteg i alla avseenden. Dessutom är hela lösningen mycket platsbesparande. De två robotarna är monterade i taket ovanför monteringslinjerna och har ett installationsområde på endast 350 mm i diameter. En av de största utmaningarna i början var noggrann kalibrering. Detta är nämligen vad som krävs för att de två KR DELTA ska kunna gripa skeden med precision och hastighet.

En fråga om rätt plats

Tack vare kombinationen av programvaran KUKA.VisionTech, som är ett kraftfullt verktyg för 2D-objektdetektering, och KUKA.PickControl kan KR DELTA plocka upp föremål från ett löpande band och placera dem på ett annat. ”En kamera med bildbehandling registrerar skedarnas position på bandet, en andra kamera påsarna på det andra bandet. Systemet beräknar sedan det körda avståndet och den exakta positionen där den befinner sig”, förklarar Jia Ming från KUKA. Tack vare KUKA.PickControl kan flera KR DELTA enkelt koordineras, integreras och styras. Programvaran säkerställer också en smidig och energieffektiv produktionsprocess.

En kamera registrerar skedarnas position och tack vare KUKA.PickControl kan KR DELTA ta upp skedarna från det löpande bandet

Programmera offline, testa i realtid

”Dessutom stöder KUKA.PickControl flexibla mönster. Det innebär att kunderna kan fördefiniera placeringsmönster och enkelt byta genom att välja olika scenarier utifrån sina aktuella krav”, säger Jia Ming. MODU System använde också KUKA.Sim för att matcha och testa kundens specifikationer. 3D-simuleringen som skapas på detta sätt kan senare överföras till det verkliga styrsystemet. KUKA.Sim är en smart simuleringsprogramvara som möjliggör effektiv offlineprogrammering av KUKA-robotar. Med funktioner som kontroll av räckvidd och kollisionsdetektering kunde livsmedelsproducenten i förväg kontrollera att robotprogrammen och arbetscellerna verkligen var genomförbara.

Mycket flexibel, bra hantering: MODU System använder KUKA.Sim för att i förväg säkerställa att applikationen fungerar

Roboten är kräsen

En annan utmaning är skedens form, inklusive handtaget. Den bestämmer var KR DELTA kan ta tag i den. ”En lösning är att använda ett mörkt område för att ta reda på vilken inriktning på skeden som är bäst”, säger Rajinderjit Singh från MODU System. Man fastställde att endast ett fåtal inriktningar är godtagbara för plockning. Om inriktningen ligger utanför de förinställda inställningarna ignorerar roboten skeden och tar en annan. ”Fördelen: Detta gör att vi kan öka robotens cykeltid ytterligare”, förklarar Singh.

Även om två skedar överlappar varandra är det inget problem. Tack vare filterinställningar ignoreras dessa helt enkelt

Filtrering av skedar blir enkelt

Bildbehandlingen klarar även överlappande skedar. En av de viktigaste aspekterna av tillämpningen är därför filterinställningen. Ett exempel på den här funktionen är radiefiltret, som upptäcker och ignorerar överlappande skedar inom ett område. Jia Ming förklarar: ”Man kan tänka sig att den första roboten plockar upp den översta skeden, men att den nedersta skeden är felinställd. Med denna filterfunktion ignoreras den berörda skeden av den andra roboten.” För att undvika detta scenario i förväg och för att förenkla robotens bearbetning finns det en hiss framför det löpande bandet. Därefter följer en vibrationsenhet som separerar skedarna från varandra på bästa möjliga sätt.

En vibrationsenhet gör det lättare för roboten att hantera skedarna

Systemet är mycket lätt att använda, ser bra ut och den tydliga robotdesignen i rostfritt stål övertygar våra kunder inom livsmedelsindustrin. Jag är mycket nöjd med automatiseringen.

Rajinderjit Singh, regionchef hos MODU System

Blå, grön eller orange: Färgen på skeden spelar ingen roll

Även om doseringsskedarna alltid har samma form skiljer de sig åt i färg: Kunden använder blå, gröna eller till och med orange i sin verksamhet. De olika färgerna var en annan utmaning i början: ”Om kunden till exempel använder en blå sked är det bästa ljuset för att synsystemet ska kunna upptäcka positionen rött. Med en kombination av olika ljusfärger kunde vi förkorta bearbetningstiden för bilden”, säger Singh. Därför bestämde man sig för att använda RGB-belysning. En kamera för slutinspektion övervakar hela processen. ”Kunden har stort förtroende för automationen som utvecklats av KUKA och MODU System”, förklarar Singh. ”Vi är själva mycket imponerade av KR DELTA:s design i rostfritt stål och anser att applikationen är perfekt lämpad för livsmedelsindustrin, som lägger stor vikt vid hygien.”