hirdetés
hirdetés

RoboTech

Kicsi a robot, de erős

Az élelmiszeripar magas követelmények elé állítja a robotos megoldásokat. Legyen szó gyümölcsökről, tejről, húsról, a termékeknek gyorsan, a legmagasabb higiéniai követelményeknek megfelelve kell a piacra jutniuk. Ebben segítenek az élelmiszeripar szorgos kis robotjai, a legújabbak közül most néhányat bemutatunk. 

hirdetés

A világ nagy részének jelentős kihívást okoz a növekvő népesség, a javuló életszínvonal gerjesztette túlfogyasztás. Az élelmiszer-ellátás piacában rejlő üzleti lehetőségekért nagy verseny folyik, és ebben a versenyben azok az élelmiszeripari vállalatok lesznek a nyertesek, amelyekben a digitalizáció teret tud nyerni. A robotok hasznosítása régóta folyik szinte minden iparágban. A gyárakban lévő robotok eddig jellemzően biztonsági ketrecben voltak, monoton vagy nehezen végrehajtható, precíziós feladatokat végeztek. Az utóbbi években azonban megjelentek az emberrel együttműködő, egy térben dolgozó kooperatív robotok (az ún. kobotok) is a gyárakban, amik főleg az anyagmozgatás területén tudnak jelentős költségeket megtakarítani.

A kobotok nagy szerepet játszanak az élelmiszeripari gyártó vállalatok folyamatainak az automatizálásban, ahol a legfőbb hajtóerők a fenntarthatóság, a transzparencia, az innováció és a kényelem. Ezek segítségével a szegmens folyamatosan változó kihívásait is könnyebben lehet kezelni, legyen szó a globális népességugrásból adódó megnövekedett igények kiszolgálásáról, vagy a pandémiás helyzet miatt kiemelten fontos higiéniás körülmények megteremtéséről vagy épp a munkaerőhiányról.

Az ABB kétkarú YuMi robotja percenként 24 terméket csomagol és pakol el.
Az ABB kétkarú YuMi robotja percenként 24 terméket csomagol és pakol el.

The State of Food Security and Nutrition in the World szerint közel 1 milliárd ember alultáplált a bolygón.

Az együttműködő robotok egyre nagyobb szerepet kapnak a mezőgazdaságban és az élelmiszer gyártásban: optimalizált termelést tesznek lehetővé, növelik a versenyképességet, és nekik köszönhetően a felszabaduló, szakképzett munkatársak más, értékteremtő folyamatok során kamatoztathatják képességeiket. A robotok gyors megtérülési idővel rendelkeznek, így nem túlzás azt állítani, hogy a mezőgazdaság és élelmiszeripar számára a kobotok tökéletes választásnak bizonyulhatnak.

Ezek a robotos megoldások gyorsak, rugalmasak és könnyen az adott igényekhez illeszthetők. Nagy előnyük, hogy könnyedén megbirkóznak az olyan fárasztó és repetitív feladatokkal is, mint például a nehéz tárgyak emelése vagy mozgatása és mindeközben az emberek közvetlen közelében, teljes biztonságban képesek a munkavégzésre. Azzal, hogy magukra vállalják a mezőgazdasági műveletek, főleg a betakarítás utáni feladatok elvégzését, nagy segítséget nyújtanak mind a gazdák, mind az élelmiszerfeldolgozó vállalatok számára, a termékminőség és az ügyfelek igényeinek minél teljesebb kielégítése szempontjából is.

Az előrejelzések szerint 2050-re a világ urbanizált lakossága 55 százalékról 68 százalékra nő.

Az élelmezési területeken rendkívül fontos a megfelelő higiénia fenntartása, amelyben a kobotok ugyancsak segítséget nyújthatnak. A szezonális, nagy-intenzitást igénylő munkák során az egésznapi, megállás nélküli működés is nagy előnyt jelent. Ráadásul szükség esetén a robotokat bármikor könnyen új feladatokkal lehet megbízni.

A világ legnagyobb robotgyártói a helyigény-minimalizálás és az emberekkel való biztonságos együttműködés érdekében kicsit több mint 5 éve elkezdték irdatlan ütemben fejleszteni az együttműködő robotokat. A Fanuc és az ABB is 2015 tavaszán mutatta be az első igazán együttműködő robotjait, pedig mindkét óriáscég hatalmas tapasztalatokkal bír az ipari robotizálás tekintetében.

Az együttműködő robotok megjelenése előtt cellák biztosították, hogy emberek és gépek biztonságosan tudjanak egy térben dolgozni. Az együttműködő robotokkal javult a helykihasználás, nem volt már szükség a munkakörnyezet átalakítására az automatizációhoz, hiszen ezek a gépek nagyjából olyan paraméterekkel – kompakt test, hasonló munkaterület-szükséglet – rendelkeznek, mint az emberek, így a szabványos munkaterületekre is behelyezhetők. Ezek a kis kobotok automatizálják azokat az eljárásokat, ahol még emberi részvételre van szükség és nem lehetséges a folyamat teljes automatizálása. Az ilyen kis helyigényű automatizálások lehetővé teszik, hogy a meglévő üzemi területeket jobban kihasználják, sokkal gyorsabbá téve a termelést csupán az összeszerelő sorokra felszerelt robotokkal.

A növekvő globális népesség igényeinek kielégítésére majdnem meg kell dupláznia az élelmiszertermelést 2050-ig.

Kis robotok a legnagyobbaktól

Az Universal Robots által kínált együttműködő ipari robotkarok a teljes élelmiszer-ellátási láncban, például a termelés, feldolgozás és forgalmazás során is használhatók. A kobotok külső burkolatát úgy tervezték meg, hogy csökkenjen a por és törmelék felhalmozódásának kockázata. Az UR3; UR5, UR10 és az UR16 típusú robotjaik a legnépszerűbbek, amelyek hol ezt, hol azt csomagolják vagy pakolják, attól függően, hogy éppen milyen munkára fogják be. Nagyon könnyűek, nagyjából 20 perc alatt át lehet állni velük például rákcsomagolásról olajbogyó-csomagolásra. Az egyszerűen telepíthető, könnyen programozható UR-robotok legkisebbje (UR3e) alig 11 kilogrammjával 3 kilogrammos terméket tud kezelni és 500 milliméteren belül bárhova elhelyezni. 5 kilogrammot emel az UR5e, tízzel bír a 10-es, míg a 16-os számú UR-robot 16 kilogrammos alkatrészt, terméket is képes átmozgatni.

Az Universal kobotok külső burkolatát úgy tervezték meg, hogy csökkenjen a por és törmelék felhalmozódásának kockázata.
Az Universal kobotok külső burkolatát úgy tervezték meg, hogy csökkenjen a por és törmelék felhalmozódásának kockázata.

A Magyarországon már negyed évszázada jelen lévő KUKA Robotics Hungária Ipari Kft. vezető cég az ipari robotok gyártásában, a világ legtöbb pontjára innen szállítják a KUKA robotokhoz szükséges vezérlőszekrényeket, vezérlést, kábelt és energialáncot. 2013-as, egyedülálló fejlesztésük a KUKA LBR iiwa (intelligent industrial work assistent), a világ első sorozatgyártott, könnyűszerkezetes robotja, amely észleli a környezetét, és az automatizált műveleteket olyan pontosan és biztonságosan hajtja végre, hogy védett tartomány nélkül képes együttműködni az emberrel. Az együttműködésen alapuló, érzékeny LBR iiwa robotok két kivitelben kaphatóak, legfeljebb 7 és 14 kg-os teherbírással, 800-820 milliméteres hatótávolsággal. Az LBR iiwa a mind a hét tengelyén lévő csuklónyomaték-érzékelő révén közvetlenül együtt tud működni az emberrel. A nagy teljesítményű szabályozással rendelkező kobot gyorsan, erőszabályozással felismeri a kontúrokat.

A KUKA KR AGILUS sorozatának KR 10 R1100 és KR 6 R900-2 típusú robotjai egy pultra vannak szerelve – az egyik robot mixeli az italokat és a koktélokat, a másik a kimérésben segít.
A KUKA KR AGILUS sorozatának KR 10 R1100 és KR 6 R900-2 típusú robotjai egy pultra vannak szerelve – az egyik robot mixeli az italokat és a koktélokat, a másik a kimérésben segít.

De nem csak az együttműködő robotok fontosak az élelmiszeriparban. Az olyan ipari robotok, amelyek kicsik, olcsók, de nagy teherbírásúak és jól használhatók pick&place (felszedési) alkalmazásokhoz, szintén keresettek az iparágban. Ilyen segítő gépek a KUKA SCARA ipari robotjai, rugalmasan telepíthetők, kiemelkedően pontos mozgásúak és a karbantartási ráfordításuk is csekély. A 6 kilogrammos teherbírással, 500-700 milliméter hatótávolsággal és a nagyon rövid ciklusidejükkel sokféle munkavégzési területen használhatók, optimálisan illeszthetők bármilyen feladathoz, ráadásul gyárilag arra vannak előkészítve, hogy a perifériás készülékeket biztonságosan, gyorsan és egyszerűen tudják integrálni. Hasonló kategória a KR Cybertech ipari robotok, amiket kifejezetten kis termékek mozgatásához fejlesztettek, és akár 6,8, vagy 10 kilogrammos terhet is képesek mozgatni. A KUKA kisméretű ipari robotjai optimálisan használják a rendelkezésre álló helyet, így kompakt robotcellákban, helytakarékos gépmunkatársként, 1420 és 1840 milliméter hatótávolságban képesek dolgozni.

Az ABB úgy tervezi és építi a robotjait, hogy azok maradéktalanul megfeleljenek az élelmiszer- és italipar különböző folyamatai által támasztott követelményeknek, és hatékonyan segítsék az iparág szereplőit a termelékenység és termékminőség optimalizálásában. A kisebb helyigényű, a ciklusidőket jelentősen lerövidítő, a kategóriájában a legjobb emelőteljesítményt, karkinyúlást és pontosságot kínáló ABB IRB 1300 robotok javítják a termelékenységet és a gyártósor rugalmasságát. Az anyagmozgatási, gépkiszolgálási, polírozási, összeszerelési és tesztelési alkalmazásokban nagyobb hasznos terhelhetőséget és nagyobb karkinyúlást biztosító robot ideálisan alkalmazható az élelmiszer- és italiparban, a fogyasztási cikkek gyártásában, a csomagolásban és a logisztikában is. Az IRB 1300 a következő három főváltozatban kapható: 11 kilogramm terhelhetőségű, 0,9 méteres kinyúlással, 10 kilogramm terhelhetőségű 1,15 méter és 7 kilogramm terhelhetőségű 1,4 méter kinyúlású változatokban.

Az ABB szűk, zárt terekre tervezett, gyors és nagy teljesítményű IRB 1300-zal bővíti a kisméretű robotok választékát
Az ABB szűk, zárt terekre tervezett, gyors és nagy teljesítményű IRB 1300-zal bővíti a kisméretű robotok választékát

A FANUC robotok közül az élelmiszeripar legkedveltebb sorozata a LR-Mate robotszéria, amelyből összesen kilenc típus kapható. Ez a számos munkavégzési távolsággal és csuklósebességgel kapható, emberi kar nagyságú robot a legjobb kisméretű megoldás a legfeljebb 7 kg tömegű termékek gyors mozgatására és kezelésére az élelmiszeripartól a fémiparig számos iparágban. Tekintve a hozzájuk tervezett, külön rendelhető, még nagyobb pontosságot és termelékenységet lehetővé tevő beépített intelligens funkciókat (észlelés és erő), az LR Mate anyagmozgató robotok kaphatók speciális berendezésekkel kiegészítve is. Ez a kompakt, többfunkciós robot teljes rugalmasságot kínál, felszerelhető a padlóra, a mennyezetre, a falra vagy akár ferdén is. Kompakt kialakításának és a tömített mechanikai egységeknek (IP67) köszönhetően akár közvetlenül is integrálható a szerszámgépbe. Nagy teljesítményű szervomotorjai és a rendkívül merev kar kiváló gyorsulást és rövid ciklusidőket tesznek lehetővé. Az LR Mate mechanikus egysége gyárilag tökéletesen vízálló és porvédett. Az LR Mate 200iD típusok akár 911 mm-es munkavégzési távolsággal, 7 kg-os maximális terhelési kapacitással és max. 11 m/s számított TCP-sebességgel rendelkeznek.

A FANUC robotok közül az élelmiszeripar legkedveltebb sorozata a LR-Mate robotszéria, amelyből összesen kilenc típus kapható.
A FANUC robotok közül az élelmiszeripar legkedveltebb sorozata a LR-Mate robotszéria, amelyből összesen kilenc típus kapható.

Ha kisebb robotokról van szó, akkor érdemes megemlíteni a gyorsabb, precízebb és pontosabb SCARA robotokat is. Az EPSON ProSix C4 6-tengelyes robotok komplex rakodó és összeszerelő feladatokra lettek kifejlesztve. Akár 900 milliméteres karhosszal is rendelhető, de méretéhez képest kis helyet igényel, padlóra és plafonra is felszerelhető és sztenderd, valamit ISO3 (tisztaszoba) környezetben is használható. A C4-es robot az EPSON által kifejlesztett, forradalmian új QMEMS érzékelőt használja, ami drasztikusan csökkenti a mozgásokból adódó rezgéseket, növelve a pontosságot és optimalizálva a teljesítményt. A SPEL+ névre hallgató programnyelv számos lehetőséget tartalmaz: PTP (point-to-point, azaz ponttól pontig mozgás), lineáris mozgás, CP (continuous path, vagyis folyamatos mozgás), vagy speciális mozgásokat, mint pl. a Jump (ugrás) vagy a Pallet (palettázás).

A Transparency Market Research piackutatása szerint a mobil kobotok piaca 2026-ig várhatóan eléri a 4,472 milliárd dollárt, amely 2018-tól 2026-ig 33,4 százalékos CAGR (Compounded Annual Growth Rate – adott, többéves időszak alatti átlagos éves növekedési ütem) értékkel bővül. A magyar élelmiszeriparban nagyjából 12 ezer vállalat és úgy 140 ezer alkalmazott érintett (forrás: Központi Statisztikai Hivatal & Élelmiszerfeldolgozók Országos Szövetsége).

A mai felgyorsult termelési és kiszolgálási környezetekben a pick&place és csomagolási műveletek nagy követelmények elé állítják a gépkezelőket, mivel a folyamatok egyenletes és szünetmentes munkavégzést, pontosságot követelnek meg. A robotok az emberrel szemben képesek ezeket a feladatokat egységesen nagy sebességgel, szünetek közbeiktatása nélkül végezni. Összehangolt automatizálással, robotok segítségével egy gyártósoron percenként akár kétezer terméket is fel lehet szedni és elcsomagolni. A drága, lassú, hektikus munkavégzésű emberi erőforráshoz képest a robotok nemcsak csökkentik a költségeket, de gyártási időt is megtakarítanak.

Cikkünk eredetileg a RoboTech 2020 katalógusban jelent meg.

Trapp Henci
a szerző cikkei

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés