Zautomatyzowany proces pakowania cebulek kwiatowych
ISO, Horti Innovators, rewolucjonizuje automatyzację rolnictwa i ogrodnictwa przy użyciu robotyki, technologii wizyjnej, sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego. Hodowcy cebulek tulipanów są jednymi z ich kluczowych klientów. Firma ISO opracowała rozwiązanie komunikacji bezprzewodowej, dostarczone przez SMC, które umożliwia hodowcom wydajne sortowanie i pakowanie niespotykanej dotąd liczby cebulek tulipanów przy jednoczesnym sprostaniu złożonym wyzwaniom projektowym.
Pakowanie cebulek tulipanów to wielowymiarowy proces. Obejmuje on przenoszenie dużych ilości cebulek, które muszą być ułożone w rzędach w określonych odstępach. Ponadto każda cebulka musi być umieszczona tak, aby jej pęd (pierwsze oznaki łodygi tulipana) był skierowany do góry. Dodatkową złożoność stanowi zapewnienie, że cebulki kwiatowe pozostaną nienaruszone podczas transportu oraz utrzymanie ich prawidłowej pozycji w opakowaniu. Ma to kluczowe znaczenie dla zapobiegania uszkodzeniom pędów.
Firma ISO opracowała modułową linię pakującą, która automatyzuje ten proces. Roboty i technologia wizyjna są wykorzystywane do obsługi większości zadań. "Maszyny te są znormalizowane i można je dostosować do wymagań klienta i układu. Mogą one przetwarzać różne rodzaje i rozmiary cebulek tulipanów wykorzystywanych do produkcji kwiatów ciętych" - wyjaśnia Bastiaan Ophorst, inżynier mechanik w firmie ISO.
Inteligentne pakowanie wymaga bezprzewodowego systemu wizyjnegoInteligentne pakowanie wymaga bezprzewodowego systemu wizyjnego
Krótkie wyjaśnienie procesu: wózek widłowy transportuje wstępnie posortowane cebulki tulipanów w sześciennych kontenerach, które są określane na podstawie wielkości cebulki. Sześcienne kontenery są opróżniane do pojemnika zbiorczego na początku linii pakującej, tworząc kilkanaście warstw cebulek. Płyty wibracyjne są używane do transportu cebulek w kierunku stacji załadunkowej, zapewniając ich ułożenie w jednym rzędzie i tworząc odpowiednie odstępy między każdą cebulką kwiatową, na podstawie żądanej ilości sztuk w opakowaniu.
Sześć kamer służy do monitorowania i przechwytywania obrazów każdej cebulki tulipanów. Połączone obrazy są wykorzystywane do generowania reprezentacji 3D, dostarczając szczegółowych informacji o pozycji cebulki, jej geometrii w 3D i lokalizacji kiełków. Dane te są kluczowe dla chwytaków na ramionach robota przemysłowego, aby prawidłowo manipulować każdą cebulką kwiatową. Ponadto kamera 3D przeprowadza optyczną kontrolę stanu każdej cebulki, aby zapobiec pakowaniu niewłaściwych cebulek. Te wadliwe cebulki, znane jako "zepsute cebulki", są oznaczane przez system kontroli linii pakującej i usuwane z taśmy. Odstępy między poszczególnymi cebulkami są kontrolowane poprzez regulację prędkości taśmy, co zapobiega powstawaniu zatorów podczas procesu.
Gdy system wizyjny określi położenie i orientację cebulek na taśmie, są one podawane do maszyny pakującej z zachowaniem wymaganych odstępów, tworząc idealny rząd. Linia pakująca składa się zazwyczaj z wielu modułów (zwanych "jednostkami sadzącymi"), zwykle czterech jednostek, z których każda wyposażona jest w jednego robota przemysłowego. Zebrane informacje o położeniu i orientacji pojedynczej cebulki kierują pracą chwytaków, które podnoszą serię cebulek i umieszczają je na platformie załadunkowej. Liczba pozycji na platformie zależy od liczby cebulek, które mają być umieszczone w każdym rzędzie pojemnika do pakowania. Ramię robota przemysłowego precyzyjnie umieszcza cebulki na platformie załadunkowej, zapewniając, że każda cebulka tulipana jest bezpiecznie trzymana przez chwytak. Na każdej platformie może się znaleźć 2 rzędy po siedem chwytaków ułożonych równolegle i obrócone względem siebie o 180 stopni. Po zapełnieniu wszystkich siedmiu chwytaków platforma obraca się, a rzędy cebulek są przenoszone do opakowania. W zależności od typu cebulki, każda pozycja w opakowaniu zawiera małą szpilkę do zabezpieczenia cebulek tulipanów oraz warstwę wilgotnej ziemi zapewniającą stabilność cebulki kwiatowej. Platforma załadunkowa delikatnie dociska cebulki do szpilek i ziemi, zabezpieczając w ten sposób ich położenie. Gwarantuje to, że cebulki pozostaną w pozycji pionowej podczas transportu do miejsca uprawy. Po napełnieniu opakowania jest ono zastępowane pustym opakowaniem. Opakowanie wypełnione cebulkami jest następnie transportowane do stacji końcowej, gdzie pracownik producenta przeprowadza kontrolę wzrokową przed wysyłką.
Pozycjonowanie cebulek na platformie załadunkowej
Osiągnięto niezawodną komunikację bezprzewodową
Komunikacja bezprzewodowa odegrała istotną rolę w przezwyciężeniu technicznego wyzwania w projekcie wspomnianej linii pakującej, w szczególności ruchu obrotowego platform załadunkowych. Biorąc pod uwagę, że obrót zawsze odbywa się zgodnie z ruchem wskazówek zegara, rozwiązania komunikacji przewodowej były niepraktyczne. Jak tłumaczy inżynier Ophorst: "Zbadaliśmy możliwość zastosowania pierścieni ślizgowych, ale wymagałyby one wielu przewodów. Przy ponad trzydziestu funkcjach/wykryciach w każdej platformie załadunkowej, okablowanie było niewykonalne. Wtedy zdaliśmy sobie sprawę, że komunikacja bezprzewodowa jest najlepszym rozwiązaniem. Ale jak mogliśmy zapewnić niezawodność?"
"Rozwiązanie przyszło od SMC", mówi Bert Evertse, programista PLC w ISO Horti odpowiedzialny za sterowanie linią pakującą: "Wcześniej testowaliśmy produkt oparty na technologii Bluetooth innej marki, ale okazał się on podatny na zakłócenia, co jest wysoce niepożądane w przypadku tak szybkich aplikacji. Na szczęście SMC dostarczyło właściwe rozwiązanie we właściwym czasie. Zaproponowali przemysłową sieć bezprzewodową w obrębie linii pakującej. Zainstalowaliśmy moduł bazowy (nadajniki) na nieobrotowej części linii oraz moduł zdalny (odbiorniki) na platformie załadunkowej. Dane sterujące dla platformy są przesyłane za pośrednictwem przemysłowej komunikacji bezprzewodowej SMC z modułu bazowego do modułów zdalnych. Dane sterujące, które zawierają około 60 bitów na moduł, wraz z informacjami diagnostycznymi, są dostarczane do bazy przez protokół komunikacyjny Ethernet/IPTM. Konfiguracja modułu bazowego i zdalnego odbywa się jednorazowo podczas instalacji za pośrednictwem komunikacji NFC".
Odległość pomiędzy bazą a zdalnym sterowaniem może być różna, w tej konfiguracji wynosi od 5 do 6 metrów. Maksymalny promień wynosi 10 metrów. Co ciekawe, ruchome części w każdym module, takie jak serwomotory ramion robota przemysłowego, nie mają wpływu na zakłócenie transmisję danych. Jak potwierdza programista Evertse: "Nie wystąpiły żadne usterki. W rzeczywistości komunikacja jest niezwykle niezawodna".
Bezprzewodowy moduł zdalny na platformie załadunkowej
