Для компании «Меридиан», специализирующейся на производстве морепродуктов, мы разработали и внедрили роботизированный комплекс для укладки крабовых палочек.

Комплекс состоит из:

• 4х дельта-роботов нашего производства, установленных на единой раме;
• Системы технического зрения;
• Конвейеров подачи крабовых палочек в зону укладки.

Четыре робота укладывают суммарно 500 палочек в минуту. Каждый робот последовательно набирает несколько палочек, а затем относит их в ячейки термоформера.

Внедрение позволило сократить количество одновременно работающих человек на линии с 8 до 2х.

Конвейерная система

Крабовые палочки изготавливаются на двух линиях. Задача конвейеров — забрать их с выхода линии, подвести максимально близко к термоформеру (для уменьшения пробега роботов), а затем снова разойтись по сторонам — чтобы оставить место под одного человека на каждую линию.

Конвейеры реализованы на модульной ленте, и выполнены в гигиеническом дизайне: на базе круглых труб, полностью открытые для мойки, без скрытых полостей.

Привод конвейеров — серво. Это позволяет поддерживать стабильную скорость, необходимую для точного позиционирования роботов. Кроме того, такой подход делает возможным отказ от энкодеров, поскольку сервопривод гарантирует точное соблюдение заданной скорости.

Роботы

На общей раме установлено 4 робота. Каждый робот набирает последовательно по нескольку палочек (например, 5 шт.), после чего относит их в термоформер, одновременно разворачивая весь блок на 90 градусов.

Все 4 робота должны работать синхронно: сначала все набирают палочки, затем все — укладывают. Это вызвано тем, что нужно дать время на промотку такта терфомормера, но простаивать в это время — нельзя, т.к. палочки продолжают поступать. Поэтому цикл построен следующим образом:

• роботы набирают по нескольку палочек;
• во время относа палочек (это ведь тоже занимает время) проматывается такт термоформера. Координаты укладки уже заранее рассчитаны под то, термоформер «подставит» новый такт.

Однако необходимо обеспечить, чтобы роботы не сталкивались во время укладки. Это достигается тем, что два робота-соседа никогда не кладут палочки в соседние ячейки: схема продумана таким образом, что укладка ведется всегда в ячейки, расположеные по диагонали друг к другу.

Впрочем, во время пусконаладочных работ из-за ошибки в ПО роботы однажды все же столкнулись. Звук был впечатляющим — жалеем, что не снимали в этот момент 🙂 Однако благодаря встроенной защите, отключающей роботов при ошибке по положению, обошлось без поломок — роботы просто выключились.

Трудности реализации

Это был один из наших первых проектов с применением роботов, поэтому ошибок было совершено великое множество. Не хотели «ехать» конвейверы, не хотели точно попадать роботы, не до всех ячеек термоформера они дотягивались, да и термоформер, несмотря на известный бренд, оказался со своими капризами.. Однако дорогу осилит идущий.

Из интересных проблем стоит рассказать о захвате. Еще до этапа реализации проекта мы тестировали как способ захвата, так и допустимые ускорения, при которых палочка еще не разваливается. Когда комплекс был собран в нашей лаборатории, мы возили палочки от заказчика к себе. Наконец, когда систему установили у заказчика, обнаружилась проблема: непастеризованная палочка гораздо хуже хватается. Это невозможно было обнаружить заранее, т.к. за те 20 минут, что палочка ехала от заказчика к нам в лабораторию — она меняла свои свойства и начинала хорошо хвататься.

При решении этой проблемы было перепробовано порядка 15 итераций захватов и источников вакуума для них. Правильное решение пришло, в общем-то, случайно, когда на одной из версий захвата присоска установилась нештатно, но вдруг оказалось, что именно такая конфигурация обеспечивает почти 100%-й захват.

Также стоит отметить, что изначально мы были несколько наивны в предположении, что роботизированный комплекс позволит полностью убрать людей с линии. На практике оказалось, что из-за неизбежной тряски модульного конвейера роботам иногда не удается захватить палочку точно, и в ячейку термоформера она попадает с небольшим смещением. На каждой линии все же нужно оставить одного человека — для того, чтобы поправить палочки внутри ячейки. Заказчик здесь оказался опытнее нас и заранее попросил заложить место под таких «поправщиков».