Odměrky pro dětskou výživu na dopravním pásu rozděluje robot

Pro děti jen to nejlepší: přesně to si myslí i systémový integrátor MODU System v Malajsii, a proto se rozhodl pro KR DELTA od společnosti KUKA. Vysokorychlostní robot ve verzi Hygienic Machine se dokonale hodí pro svůj úkol: rychle a hygienicky rozdělit dávkovací lžičky pro dětskou výživu. A KR DELTA toho umí ještě více.

Zvýšené hygienické požadavky, udržitelná řešení

Hygiena je základní součástí bezpečnosti potravin – a v potravinářském průmyslu představuje výzvu. Mezi důležité body patří zvýšené hygienické požadavky na výrobní prostory, čištění a dezinfekce zařízení a povrchů, ale také vyškolený a zdravý personál. Malajský systémový integrátor MODU System se snaží podpořit toto odvětví svými automatizačními řešeními založenými na robotech. Na pomoc mu přichází společnost KUKA, která má v nabídce ideální robot pro tyto požadavky: KR DELTA. „Chceme, aby k nám naši zákazníci měli důvěru,“ říká Rajinderjit Singh, regionální manažer společnosti MODU System. „Proto jsme investovali mnoho prostředků do vývoje technologií a úzce spolupracujeme s partnery, jako je KUKA, abychom našli udržitelnější řešení.“

Pick and Place: Cílené pokládání odměrek

Toto řešení se nachází v Klangu, na západ od hlavního města Malajsie Kuala Lumpuru. Dva roboty KR DELTA sbírají dávkovací lžíce z dopravního pásu a ukládají je na druhý pás do otevřených dopravních boxů. Ty se skládají z potravinového sáčku plného dětské výživy. Vedle sáčku je volná plocha s nálepkou obsahující čárový kód. „Pokud robot pomocí kamery zjistí volnou plochu, ví, že tam má umístit dávkovací lžičku,“ říká Singh. Další stroj pak sáček a lžičku uloží do krabice. Pokud však sáček zakrývá nálepku, lžička se neumístí, protože jinak by mohlo dojít k zaseknutí stroje při balení. To, co zní relativně jednoduše, je ve skutečnosti souhra různých systémů, které jdou ruku v ruce.

Výhody KR DELTA v potravinářském průmyslu

„V centru pozornosti je samozřejmě KR DELTA, který může díky své konstrukci z nerezové oceli přijít do přímého kontaktu s potravinami,“ vysvětluje zaměstnanec společnosti KUKA Lim Jia Ming. Tělo robota odolné proti korozi je navrženo tak, aby splňovalo potravinářské normy německé LFGB a americké FDA. Splňuje také evropskou certifikaci CE, americkou certifikaci UL a německou certifikaci bezpečnostních funkcí TÜV. Robot je chráněn proti prachu a vlhkosti podle stupně krytí IP 67, a proto jej lze čistit i pod vysokým tlakem a alkalickými nebo kyselými čisticími prostředky – z hygienického hlediska pro potravinářský průmysl je to ideální.

Až 80 odměrek za minutu

Působivý však není jen jeho vzhled, KR DELTA je také extrémně rychlý: s dobou cyklu do 0,5 sekundy se robot ideálně hodí pro úlohy typu pick-and-place. „Oba roboty tak zvládnou přibližně 80 boxů za minutu,“ říká Jia Ming. Zároveň pracují mimořádně přesně: lze se tak vyhnout případným manuálním chybám. Před automatizací se tento procesní krok u výrobce dětské výživy prováděl ručně, což bylo potenciálním zdrojem nebezpečí. Díky robotu ve verzi Hygienic Machine je všestranně hygienický. Celé řešení je navíc prostorově velmi úsporné. Dva roboty jsou namontovány na stropě nad dopravníkovými pásy a každý z nich má instalační plochu o průměru pouhých 350 mm. Jednou z největších výzev na začátku je přesná kalibrace. Ta je totiž nutná k tomu, aby oba roboty mohly přesně uchopit zásobníky v rychlosti.

Otázka správné pozice

Díky kombinaci softwaru KUKA.VisionTech, který je výkonným nástrojem pro rozpoznávání 2D objektů, a softwaru KUKA.PickControl dokáže KR DELTA uchopit objekty z jednoho pohybujícího se dopravníkového pásu a umístit je na druhý. „Jedna kamera detekuje polohu odměrek na pásu a druhá detekuje sáčky s dětskou výživou na druhém dopravníku. Systém pak vypočítá ujetou vzdálenost a přesnou polohu, kde se nachází,“ vysvětluje dále Jia Ming. Díky systému KUKA.PickControl lze také snadno koordinovat a řídit více robotů. Software rovněž zajišťuje plynulý a energeticky úsporný chod výroby.

Programujte offline, testujte v reálném čase

„KUKA.PickControl navíc podporuje flexibilní modely. To znamená, že zákazníci mohou předem definovat vzory umístění a snadno je přepínat výběrem různých scénářů podle svých aktuálních požadavků,“ říká Jia Ming. Společnost MODU System také použila KUKA.Sim k porovnání a otestování specifikací zákazníka. Jí vytvořenou 3D simulaci lze později přenést do skutečného řídicího systému. Za KUKA.Sim stojí inteligentní simulační software, který umožňuje efektivní offline programování robotů KUKA. Díky funkcím, jako je kontrola dosažitelnosti a detekce kolizí, se zákazník může předem ujistit, že jsou použité programy robotů a rozložení pracovních buněk skutečně proveditelné.

Robot je vybíravý

Další výzvou je tvar odměrky včetně rukojeti. Ten určuje, kde ji robot může uchopit. „Jedním z řešení je použití tmavé detekční plochy, která určí, jaká orientace lžíce je nejlepší,“ říká Rajinderjit Singh ze společnosti MODU System. Pro uchopení je totiž přijatelných jen několik poloh. Pokud je orientace mimo stanovené nastavení, robot lžičku ignoruje a uchopí jinou. „To nám umožňuje dále zrychlit dobu cyklu robota,“ vysvětluje Singh.

Obr. KR DELTA umístí lžičky vedle sáčků s dětskou výživou. Další krok procesu pak obě části vloží do obalu.

Snadné třídění odměrek

Systém zvládá i překrývající se dávkovací lžičky. Jedním z nejdůležitějších aspektů aplikace je proto nastavení filtru. Příkladem této funkce je filtr poloměru, který detekuje a ignoruje překrývající se odměrky ve snímané oblasti. Jia Ming vysvětluje: „Můžete si to představit tak, že první robot sebere horní dávkovací lžičku, ale ta spodní je špatně zarovnaná. Díky této funkci filtru je dotčená odměrka druhým robotem ignorována.“ Aby se tomuto scénáři předem předešlo a zjednodušila se práce robota, je před montážní linkou dopravník. Za ním následuje vibrační jednotka, která odměrky od sebe co nejlépe odděluje.

Ať už modrá, zelená nebo oranžová: na barvě dávkovací lžičky nezáleží

Přestože tvar dávkovacích lžic je vždy stejný, liší se barvou: zákazník používá modré, zelené nebo dokonce oranžové. Různé barvy zpočátku představovaly další výzvu: „Například pokud zákazník používá modrou lžíci, je pro zrakový systém robota a schopnosti rozeznávat polohy nejvhodnější červené světlo. Díky kombinaci různých barev osvětlení se nám podařilo zkrátit dobu zpracování obrazu,“ říká Singh. Proto bylo podle něj zvoleno osvětlení RGB. Celý proces monitoruje kamera pro výstupní kontrolu. „Zákazník má velkou důvěru v řešení vyvinuté společnostmi KUKA a MODU System,“ vysvětluje na závěr Singh. „My sami jsme velmi nadšeni nerezovým provedením KR DELTA a věříme, že aplikace je pro potravinářský průmysl nejvhodnější, protože splňuje veškeré požadavky na hygienu.“

„Systém je velmi snadno ovladatelný, dobře vypadá a našeho zákazníka z potravinářského průmyslu přesvědčil i průhledný nerezový design robota. Jsem s ním velmi spokojen.“ Rajinderjit Singh, regionální manažer MODU Systém (25.5.2022)