Przyszłość automatyzacji: jak 100 robotów SCARA ułatwia sortowanie orzechów?

Opublikowano

19 lipca 2024

Na linii do sortowania orzechów w USA wdrożonych zostało 100 robotów SCARA marki Trio. Zaimplementowane maszyny zwiększyły efektywność, poprawiły dokładność procesu oraz zmniejszyły całkowity koszt inwestycji.  Wraz z integracją systemu wizyjnego, pojedynczy sterownik ruchu zarządza każdą parą robotów SCARA, minimalizując całkowite nakłady budżetowe. 

Przy stopie zatrudnienia w USA wynoszącej około 96,3% skutki Wielkiej Rezygnacji są nadal odczuwalne w różnych amerykańskich gałęziach przemysłu, w tym w przetwórstwie spożywczym. W tym sektorze zapotrzebowanie na pracowników jest wysokie, a średni roczny wzrost liczby pracowników w latach 2014-2021 wynosił aż 27%. Zamiast polegać na ręcznym sortowaniu oraz mierzyć się z wyzwaniami związanymi z rekrutacją i utrzymaniem pracowników, integracja robotyki pomaga zakładowi zwiększyć produkcję. 

Co więcej, rozwój robotyki zwiększa także poprawę warunków pracy w zakładach. Pieczone lub łuskane orzechy podawane są na przenośnik taśmowy, gdzie pracownicy rozmieszczeni wzdłuż linii sprawdzają i usuwają produkty o niższej jakości. Przenośnik porusza się w sposób ciągły przez stosunkowo długi czas, podczas gdy pracownicy muszą skupiać wzrok i wielokrotnie wybierać wadliwe orzechy. Nowy przenośnik SCARA jest doskonałym uzupełnieniem istniejących linii ręcznych, który znacząco zwiększył wydajność zakładu. Wdrożenie automatyzacji SCARA pomoże zastąpić ręczne linie produkcyjne, a w przyszłości może umożliwić przeniesienie pracowników do zadań mniej obciążających fizycznie i bardziej angażujących umysłowo. 

Produktywność na nowym poziomie dzięki robotom SCARA

Automatyzacja procesu przetwarzania orzechów nie tylko zwiększa przepustowość zakładu, ale również poprawia jakość i spójność produktu w porównaniu z tradycyjnym sortowaniem.  

W przypadku ręcznego określania wadliwych produktów, wybór może być subiektywny i zależy od osoby. Podobnie jest ze zdolnością do wykrywania niepożądanych orzechów, co może wpływać na spójność. Co więcej, aby zapewnić produktywność, przenośnik porusza się stosunkowo szybko, więc proces ręczny musi być wykonywany z dużą prędkością, co wymaga równoważenia wydajności z dokładnością. Jednak zastąpienie ludzi robotami na linii sortowania orzechów wymaga bezproblemowej integracji w ramach zautomatyzowanego systemu oraz wysokiej koordynacji ruchu robotów. Najpierw robot musi zauważyć wadliwy orzech, a następnie szybko go podnieść z wymaganą zręcznością. W związku z tym, maszyna musi chwytać i trzymać bardzo małe, nieregularne przedmioty. Na nowej linii każda para robotów SCARA jest połączona z systemem wizyjnym kamery, który wyznacza precyzyjne współrzędne z dokładnością do poniżej milimetra. System wizyjny identyfikuje wadliwe orzechy, a robot SCARA kieruje chwytak w celu podniesienia i usunięcia niepożądanych produktów. 

Robot SCARA idealnie nadaje się do tego procesu za sprawą swojej kompaktowej konstrukcji, która umożliwia integrację wielu pracowników kompletujących wzdłuż linii przenośnika. SCARA są sztywne w osi pionowej, ale mają swobodę na płaszczyźnie poziomej. Są zaprojektowane do pracy na kontrolowanej ścieżce i mogą optymalizować produktywność dzięki swojej szybkości i precyzji. Kluczowe dla skomplikowanego procesu podnoszenia małego orzecha jest końcówka robota, która wyposażona jest w chwytak trójramienny. 

Sekrety efektywnego sterowania - szybkość kontra precyzja

Za koordynację robotów SCARA oraz systemu wizyjnego kamery odpowiada jeden kontroler ruchu Trio Flex-X Nano. Do komunikacji wykorzystuje protokół EtherCAT z czasem cyklu do 125 mikrosekund, przy wykonywaniu programu w tempie 125 linii na milisekundę. Dzięki temu kontroler może przekazywać szybkie polecenia robotom, a roboty SCARA firmy Trio osiągają powtarzalność na poziomie do 0,1 mm i 0,01°. To połączenie szybkości i precyzji zapewnia szybką identyfikację oraz kompletację, przy jednoczesnej optymalizacji jakości uzyskanej dzięki spójności.  

100 robotów SCARA obsługuje system przenośnikowy o długości około 50 metrów. Ta powiększona długość i wysokie zagęszczenie robotów zapewniają wysoki poziom sortowania, co przekłada się na najwyższą jakość końcowego produktu. Dodatkowo, pojedynczy kontroler dla każdej pary robotów, zamiast typowego podejścia polegającego na jednym kontrolerze dla każdego robota, obniżył całkowity koszt sprzętu, w tym okablowania. 

Potencjał integracji IoT z robotami

Chociaż sterowniki koordynują ruch każdego tandemu SCARA, muszą również koordynować ruch przenośnika. Integracja z istniejącą architekturą sterowania oznacza, że kontrolery Trio łączą się z sterownikiem zarządzającym linią za pośrednictwem protokołu Modbus. Zautomatyzowana linia umożliwia również wzrost wydajności IoT poprzez zarządzanie danymi w czasie rzeczywistym w połączeniu ze zdalnym monitorowaniem. Trio opracowało profile ruchu i programowanie automatyzacji w językach IEC, a amerykański zespół firmy wspiera inżynierów zakładu. 

100 robotów SCARA na linii do sortowania orzechów znacząco zmieniło pracę zakładu przetwórstwa. Nowy przenośnik został oddany do użytku dopiero niedawno. Mimo to w wyniku widocznego już wzrostu produktywności i jakości, zakład planuje wprowadzenie kolejnych zautomatyzowanych linii produkcyjnych SCARA. Pracownicy zakładu są przekonani, że automatyzacja zrewolucjonizuje produkcję przemysłową oraz jest kluczem do efektywności i konkurencyjności.