Inteligentna linia pakująca owoce papryki

Wspomagana przez roboty Delta i systemy wizyjne linia pakująca działa wydajniej i bezpomyłkowo.
Firma Combilo w Waddinxveen (Holandia) specjalizuje się w imporcie, eksporcie, pakowaniu, przechowywaniu i dystrybucji świeżych owoców oraz warzyw. Niektóre produkty, zwłaszcza szklarniane, są pakowane przez pracowników firmy, zanim zostaną dostarczone do punktów sprzedaży detalicznej. Pakowanie do skrzynek „kolorów sygnalizacji świetlnej”, czyli owoców czerwonej, żółtej i zielonej papryki, to szczególnie intensywna praca. Dzięki pomocy systemu wizyjnego i robotów delta dostarczonych przez Omron firma EasyPack Technologies zautomatyzowała pakowanie i układanie owoców papryki. Pozwoliło to zwiększyć wydajność procesu i ograniczyło liczbę pomyłek. 
Przedsiębiorstwo Combilo współpracuje z dostawcami i klientami, w tym ze znanymi w Europie sieciami sprzedaży detalicznej i hurtowej, aby codziennie dostarczać konsumentom świeże owoce i warzywa. Niektóre produkty są dostarczane bez opakowania, jednak znaczna ilość – przede wszystkim pomidorów, papryki i ogórków – jest najpierw pakowana. 
Jako kierownik produkcji w firmie Combilo, Marcel Villerius odpowiada za oddział, który składa się z wielu linii pakujących. W ciągu ostatnich kilku lat wprowadzono szereg działań mających na celu podniesienie wydajności pakowania. „Zmieniliśmy układ oddziału, co umożliwiło zoptymalizowanie logistyki wewnątrz firmy. Nieustannie poszukujemy nowych sposobów na zwiększenie wydajności w firmie i próbujemy automatyzować pracę w takim zakresie, w jakim jest to możliwe”.

Pakowanie „kolorów sygnalizacji świetlnej”
Od 2015 roku w hali stoi robot, który stanowi część linii pakującej „kolorów sygnalizacji
świetlnej”, czyli paczek, z których każda zawiera jedną czerwoną, jedną żółtą i jedną zieloną paprykę. W hali znajduje się pięć linii, które każdego roku tworzą miliony paczek.

– Zwykłą linię obsługuje siedem osób – wyjaśnia Villerius. – Jedna osoba napełnia tace paprykami danego koloru. Następnie trzech pracowników ręcznie prawidłowo układa papryki na taśmie w odpowiedniej kolejności kolorystycznej. Owoce papryki przechodzą przez masowe urządzenie pakujące zestawami zawierającymi trzy sztuki, które są owijane folią. Jeden operator stoi obok maszyny pakującej i sprawdza, czy trafia do niej odpowiednia liczba produktów, oraz reaguje na pomyłki. Po zapakowaniu owoców papryki kontroler sprawdza masę paczki. Jeżeli paczka jest zbyt lekka, zostaje wycofana z linii. Dwaj pracownicy stoją na końcu linii i układają „kolory sygnalizacji świetlnej” w skrzynkach oraz warstwami na paletach. 
Roboty
Zarząd przedsiębiorstwa Combilo podjął decyzję o zakupie zrobotyzowanej linii w celu zwiększenia wydajności pakowania trójkolorowych papryk. – Zautomatyzowana linia pełni tak naprawdę tę samą funkcję co tradycyjna linia – stwierdza Jeroen Bugter, dyrektor EasyPack Technologies, firmy, która opracowała zrobotyzowaną linię. – Pracownik napełnia tace owocami papryki w trzech kolorach, po czym trzy roboty przejmują obowiązki pracowników umieszczających papryki na taśmie. Roboty pobierają owoce papryki i układają je według kolorów, zanim te trafią do masowego urządzenia pakującego. Proces następujący po etapie maszyny pakującej pozostaje bez zmian. 
Mostki tensometryczne i system wizyjny
Choć rola robotów może przy wąskim spojrzeniu wydać się ograniczona, ich mechanizm sterujący opiera się na inteligentnej koncepcji. – W przypadku ręcznego pobierania produktów do paczek dochodzi do sytuacji, w której gotowe paczki mają zbyt dużą lub zbyt małą masę, a w niektórych przypadkach muszą zostać odrzucone – wyjaśnia Villerius. – Punktem wyjścia dla robotów jest waga 500 gramów na paczkę. Owoce papryki zostają posortowane, a następnie dostarczone w klasach wagowych 140–160, 160–180 i 180–220 gramów. Mostki tensometryczne są wbudowane w taśmy służące do transportowania owoców papryki do robotów. Mostki przesyłają do przetwornika informacje o wadze poszczególnych produktów. W momencie gdy pierwsze dwa roboty pobierają owoc papryki, mogą wybrać jedną z dwóch taśm przenośnika. Natomiast ostatni robot ma do wyboru cztery taśmy, a tym samym większą możliwość dobrania trzech papryk w taki sposób, aby ostatecznie ich łączna waga była tak bliska 500 gramom, jak to tylko możliwe. 
To jednak nie wszystko. Po zważeniu wszystkich owoców papryki system wizyjny zawierający trzy kamery przekazuje informacje o ułożeniu, pozycji i kształcie produktów do rdzenia systemu. Umożliwia to precyzyjne obliczenie sposobu pakowania i obracania papryk, aby możliwe było ich prawidłowe ułożenie na pasie. Zdaniem Villeriusa pakowanie owoców papryki jest tak złożone ze względu na fakt, że ich kształt jest tak różny, a łodygi tak sztywne, że muszą być skierowane do środka – w przeciwnym razie uszkodziłyby opakowanie.
Urządzenia firmy Omron
W proces opracowywania zautomatyzowanej linii pakującej zaangażowane były dwie firmy. Wykonawcą całego projektu było przedsiębiorstwo EasyPack Technologies. To młoda firma, która opracowuje i buduje maszyny pakujące dla przemysłu spożywczego. Przedsiębiorstwo EasyPack ściśle współpracowało z Rons Electronics Supplies, regularnym partnerem, który zajął się układami elektronicznymi i sterowaniem. Cały mechanizm sterujący układu robota, poza mostkami tensometrycznymi i przetwornikiem wagowym, został dostarczony przez firmę Omron.
Jeroen Bugter z EasyPack Technologies wyjaśnia, jakie podzespoły zastosowano w instalacji: – Wykorzystaliśmy trzy roboty R6Y Delta-3 firmy Omron. Są to wersje wodoodporne, które można dokładnie wyczyścić, co ma szczególnie duże znaczenie w branży spożywczej, w której dużą wagę przywiązuje się do higieny. Każdy robot jest wyposażony w cztery serwonapędy, które sterują trzema ramionami robota i osią obrotu. Firma Omron dostarczyła również system wizyjny FH-5010 wyposażony w trzy kamery i sterowniki pasów przenośnika. Każdy robot ma własną skrzynkę sterującą serwonapędami, a centralna skrzynka sterująca zawiera aż 27 sterowników częstotliwości oraz sterownik robota NJ501, który przetwarza informacje dotyczące wagi, położenia i prędkości pasa, sterując w ten sposób pracą trzech robotów delta. Na masowym urządzeniu pakującym zamontowano nadajnik, który steruje prędkością robotów, synchronizując prędkość ich pracy z prędkością maszyny pakującej. Wyjątkowość tego rozwiązania polega na tym, że wszystkie podzespoły i sterowniki Omron zamontowane w systemie komunikują się ze sobą za pośrednictwem sieci EtherCAT
Firma Rons Electronics Supplies wykorzystała platformę Sysmac firmy Omron do skonfigurowania całej instalacji. Jak przekonuje dyrektor Ron Schinkel, jest to wydajny i elastyczny sposób programowania układu monitorowania i sterowania maszyną. Roboty i linię pakującą obsługuje się za pośrednictwem ekranu dotykowego, który umożliwia operatorowi skonfigurowanie i wprowadzenie parametrów, takich jak waga, położenie czy prędkość taśmy, przy użyciu prostych piktogramów. Na wyświetlaczu pokazywane są również komunikaty o błędach.
Podawanie produktu i odrzuty 
– Odrzucone produkty wymagają ręcznego rozpakowania i przeniesienia owoców papryki na początek linii. Jest to czasochłonny proces, a każda dodatkowa czynność obsługowa ma olbrzymie znaczenie dla jakości papryki – dodaje Villerius. – Mostki tensometryczne i przetwornik wagowy sterują robotami w taki sposób, aby zdecydowana większość opakowań mieściła się w żądanym zakresie wagowym. Roboty umożliwiają ograniczenie czasu, zmniejszenie liczby odrzutów i zużywają mniej materiału na opakowanie. 
Villerius jest zadowolony z nowej zrobotyzowanej linii. Po roku testów i wprowadzeniu kilku poprawek wydajność linii jest niesamowita. Roboty umożliwiają ograniczenie pracy ludzi, a produktywność zrobotyzowanej linii jest o 30% wyższa w przeliczeniu na jeden pełen etat w porównaniu z tradycyjną linią. Ma to bardzo duże znaczenie w czasach, gdy znalezienie odpowiednich pracowników jest wyzwaniem dla wielu pracodawców. 
Źródło zdjęć i materiału: Omron