Dziś jest środa, 11 grudzień 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.866 -0.13% 1EUR 4.2851 -0.07% 1GBP 5.0798 -0.29%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Reklama

Aktualności
Cykl szkoleń z zakresu programowania sterowników SIMATIC S7-300, S7-1200
więcej
Produkcja w Polsce w kontekście Czwartej Rewolucji Przemysłowej
więcej
Przed nami 32. edycja targów ENERGETAB 2019
więcej
IIX edycja Targów Energetycznych ENERGETICS już w listopadzie!
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
12 grudzień 2019
XII EDYCJA SEMINARIUM Z ZAKRESU "Eksploatacji urządzeń elektrycznych w strefach zagrożenia wybuchem Ex ATEX" 
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
11 styczeń 2007.

Robotyzacja w przemyśle spożywczym

W artykule przedstawiono wybrane problemy dotyczące zastosowania robotów przemysłowych w przemyśle spożywczym i omówiono kilka przykładowych rozwiązań. Zwrócono uwagę na problematykę chwytania artykułów spożywczych.

Od wielu lat roboty stosowane są z sukcesem w różnych gałęziach przemysłu (samochodowy elektroniczny maszynowy) i obecnie trudno jest wyobrazić sobie na przykład proces zgrzewania karoserii samochodu lub montażu sprzętu elektronicznego bez użycia robotów. Pojawiające się nowe roboty zwykle ze złożonymi układami kinematycznymi, urządzeniami sensorycznymi i systemami wizyjnymi oraz adaptacyjnymi algorytmami sterowania, umożliwiają realizację najbardziej skomplikowanych zadań. Dzięki temu możliwe jest ciągłe rozszerzanie zakresu realizowanych zadań, nie tylko w przemyśle samochodowym (na przykład zrobotyzowany montaż szyb, kół i innych elementów indywidualnego wyposażenia) lecz również w innych gałęziach przemysłu, mniej podatnych na robotyzację. Rozwój techniki robotyzacyjnej stwarza coraz większe możliwości wykorzystania robotów w przemyśle spożywczym.
Preferencje robotów do ich stosowania w przemyśle spożywczym polegają między innymi na:
- dużej prędkości działania, umożliwiającej ciągłą współpracę z szybkimi liniami produkcyjnymi
- możliwości realizacji chwytania grupowego, na przykład jednoczesnego uchwycenia kilkunastu butelek i załadowania ich do skrzynki
- łatwości rozwiązania problemów pakowania i palety zacji
- współpracy robota z systemami wizyjnymi, umożliwiającymi na przykład śledzenie i odpowiednie uchwycenie obiektów przemieszczających się na taśmie produkcyjnej
- wielozadaniowej obsłudze stanowiska i łatwości przeprogramowania realizowanych zadań
- możliwości pracy robota w niskiej temperaturze, na przykład w chłodniach.
W przemyśle spożywczym występują jednak problemy nie spotykane w dotychczas robotyzowanych gałęziach przemysłu. W szczególności wymienić należy: 
- specyficzne właściwości chwytanego obiektu (różne kształty, wymiary, delikatne struktury, materiały kruche lub miękkie itp.)
- higieniczne warunki pracy
- wymagania dla robota (np. wodoszczelny, wytrzymały na mycie).
W masowej produkcji artykułów spożywczych najczęściej stosowane są wyspecjalizowane urządzenia automatyczne, jednak znacząco ograniczają one elastyczność produkcji. Natomiast wymagania rynku wymuszają dostarczanie różnorodnych produktów i produkowanie krótkich serii. Zastosowanie w takich przypadkach robotów nie wymaga kosztownych zmian konstrukcyjnych automatów, lecz jedynie zmiany oprogramowania i ewentualnie urządzenia chwytającego. Korzyści płynące z robotyzacji przemysłu spożywczego polegają na poprawie jakości, zachowaniu higienicznych warunków, powtarzalności procesu i redukcji kosztów pracy.
W roku 1996 w Japonii [1] zainstalowano pierwszy zrobotyzowany system składający się z robota Moto-man SV035 współpracującego z systemem wizyjnym śledzącym taśmę produkcyjną. Robot SV035 spełniał podstawowe wymagania przemysłu spożywczego: duża szybkość działania (do 100 elementów zdejmowanych z taśmy w ciągu jednej minuty), zmywalność (odporność mechanizmów na wodę i środki czystości ze względu na warunki higieniczne) i małe wymiary (ze względu na brak miejsca wśród innych urządzeń technologicznych). System wizyjny zawierał kamerę CCD i oświetlenie - na podstawie analizy obrazu wyznaczane były współrzędne obiektów przemieszczanych przenośnikiem. System wizyjny z odpowiednim oprogramowaniem umożliwiał przekazanie do układu wykonawczego robota sygnałów sterujących i prawidłowe uchwycenie obiektu. Nie były potrzebne żadne mechaniczne urządzenia orientujące i odpowiednio ustawiające obiekt przed uchwyceniem. Przetwarzanie informacji wizyjnych było na tyle szybkie, że prędkość przenośnika wynosiła do 20 m/min. Robot SV035 wyposażony został w specjalne chwytaki (podciśnieniowe i z końcówkami chwytnymi), spełniające następujące warunki: krótkie czasy uchwycenia i uwolnienia obiektu, możliwość chwytania różnych obiektów tej samej klasy. Chwytak podciśnieniowy był przyłączony do zbiornika wyrównawczego i pompy próżniowej. Chwytak mechaniczny zasilany był sprężonym powietrzem ze sprężarki.
Zainteresowanie robotyzacją przemysłu spożywczego cią g le w zrasta i na prz yk ład w roku 1998 zain st alowa no około 1000 robotów (przy ogólnej liczbie wówczas już pracujących w przemyśle spożywczym około 6500 sztuk) a w roku 2005 zastosowano ponad 2500 sztuk [2]. Szczególnie duże zainteresowanie w tym zakresie obserwuje się w Europie, gdzie dostrzega się takie zalety robotyzacji jak uelastycznienie procesu wytwarzania i podwyższenie standardu artykułów spożywczych oraz poprawę bezpieczeństwa pracy.
W przemyśle spożywczym roboty mogą realizować różnorodne zadania, ale najczęściej stosowane są do przenoszenia artykułów spożywczych (bezpośrednio lub w opakowaniu) oraz do paletyzacji. Typowe zadania polegają na przenoszeniu artykułów spożywczych z przenośnika taśmowego do pojemników lub na inny przenośnik, albo na układaniu pojemników na palecie. Istotnym problemem jest w tych przypadkach współpraca robota z przenośnikiem taśmowym ? stosowane są różne rozwiązania, zarówno z firmowymi robotami i systemami wizyjnymi jak i specjalizowanymi układami, na przykład inteligentne manipulatory zintegrowane z przenośnikiem [4].
Warto zaznaczyć, że producenci artykułów spożywczych starają się unikać kontaktu człowieka z żywnością, gdyż pracownicy są głównym źródłem skażeń w fabrykach.

Chwytanie żywności

W przemyśle maszynowym i elektronicznym obiekty są spójnie ukształtowane i łatwe do uchwycenia, natomiast w przemyśle spożywczym, szczególnie w przemyśle mięsnym, produkty znacząco różnią się nie tylko kształtem i wymiarami lecz również są miękkie (na przykład świeże mięso). Chwytak musi być bardziej uniwersalny i elastyczny. Stosowane są różne rozwiązania, na przykład chwytak składający się z dwóch płaskich palców owiniętych cienką błoną, której drugi koniec połączony jest ze sprężynującą szpulą ? umożliwia to obsługę szerokiej gamy produktów różniących się wymiarami, kształtem, powierzchnią.
Trudnym problemem jest również chwytanie zamrożonych artykułów spożywczych, gdyż warstwa szronu na powierzchni znacząco zmienia warunki uchwycenia. Zrobotyzowane chwytanie powinno również wyeliminować wzajemne zanieczyszczenie produktów, dla których obowiązuje ścisła higiena.
W procesach pakowania bardzo często stosuje się chwytanie adhezyjne, polegające na wywarciu takiej siły przylegania obiektu do przyssawki, aby uniemożliwić jego przemieszczanie się w procesie manipulacji. Najczęściej siła ta jest wywierana przez podciśnienie działające na określonej powierzchni ? żądaną wartość siły można uzyskać zwiększając powierzchnię czaszy przyssawki lub liczbę przyssawek. Do wytwarzania podciśnienia w chwytakach podciśnieniowych stosuje się wirnikowe pompy próżniowe (gdy wymagana jest większa wydajność) lub eżektory. Pierwsze rozwiązanie jest energooszczędne, charakteryzuje się cichą pracą i nie-wrażliwością na zanieczyszczenie zasysanego powietrza. Natomiast wadami są: złożona konstrukcja, wysoka cena urządzenia, duża masa i wymiary, długi czas reakcji oraz możliwość pracy tylko w trybie ciągłym. Mimo tych wad takie rozwiązanie jest częściej stosowane w przemyśle spożywczym niż eżektorowe generatory podciśnienia, których głównymi wadami są: duże zużycie sprężonego powietrza, głośna praca, wrażliwość na zanieczyszczenie zasysanego powietrza oraz fakt, że strumień wylatującego z eżektora powietrza może powodować zapylenie w pomieszczeniach.
Pobieranie produktów z linii produkcyjnej realizowane może być pojedynczo lub grupowo ? w przemyśle spożywczym najczęściej występuje drugi przypadek (rys. 1).

 

Rys. 1. Chwytanie grupowe: a) pojedyncze przyssawki dla każdego obiektu, robot firmy Mariani [9]; b) jednoczesne uchwycenie końcówkami chwytaka, robot firmy Moto-man [10]

Pełna treść artykułu dostępna w czasopiśmie PAR

Źródło: PAR
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl