直到最近,给塞拉诺火腿贴上标签仍然是一项艰巨的任务,因为它决定了塞拉诺火腿在不同的老化和干燥过程中的进展情况。由于机器人无法检测火腿中的骨头,因此人类的参与是必不可少的。
现在,西班牙一家系统集成商开发了一种能够执行此任务的基于人工智能的机器人系统。每小时最多可打印 900 个标签,由史陶比尔 SCARA 机器人注入,该机器人专为食品行业的卫生敏感型应用而设计。
美味的西班牙塞拉诺火腿需要 10 至 18 个月的干燥和成熟才能可供食用,此过程由多个步骤组成。一家中型塞拉诺生产商每天可以加工 5,000 多个火腿,因此在火腿上贴上周数、年份和批次号的标签是流程早期的一个小但关键的步骤。
对于人类操作员来说,这会带来身体压力。它还需要专业知识,因为他们必须避开有骨头的区域,这些区域应用工具无法渗透。
没有自动化的机会?
显然,在这些条件下,自动化将是进步。然而,虽然塞拉诺产业规模不小,但这个目标并没有实现,原因同样显而易见:作为一种天然产品,占8至12公斤塞拉诺火腿总重量30%至40%的火腿中骨头的位置有所不同。
对于每根火腿,操作员必须根据自己的经验做出单独的选择。
那么,基于机器人的自动化是否没有机会在这里,即使机器人确实能够贴上标签? Timpolot 是位于西班牙东部肉类生产中心奥洛特的自动化专家,通过将史陶比尔机器人与紧固件涂抹器和人工智能支持的视觉系统相结合,找到了解决方案。
基于机器人的标签 - 具有个性化定位
Timpolot 的创始人兼总经理 Jordi Bassols 描述了该过程:“火腿 are 手动以随机方式放置在传送带上。视觉系统识别每块肉的位置,并使用人工智能确定理想的贴标点,同时避免骨头撞击。”
与此同时,打印机创建塑料标签。安装在传送带旁边并配备标准气动紧固件涂抹器的机器人拾取标签,并在摄像头跟踪坐标的引导下,将涂抹器的针注射到火腿中。
机器人每次处理的火腿数量高达 180,000 公斤一天
该生产线由一家大型塞拉诺火腿生产商运营,其产量非常高,SCARA 机器人为 Stäubli TS2-80 HE,每天可加工 150,000 至 180,000 公斤火腿,连续生产速度为 750 片/小时,峰值可达 900 片/小时,这意味着循环时间仅为 4 秒。
事实上,该机器人可以工作。甚至更快,但标签打印和先前的流程限制了速度。
Jordi Bassols:“通过自动化此任务,我们解决了几个重要问题主要方面:一是提高工作质量,减少病假,让操作人员专注于更高价值的工作; ”
专为高卫生标准的应用而设计
Timpolot 选择的机器人——HE(潮湿环境)版本的史陶比尔 TS2 系列——专为食品行业应用而设计。表面光滑,外壳设计可承受工业清洁剂和中压水的定期清洁。此外,机器人采用食品级润滑H1 油。
“卫生是所有食品工业流程的关键,史陶比尔确保我们客户所需的可靠性和食品安全。”Jordi Bassols 补充道。
但 Timpolot 选择史陶比尔机器人还有其他几个原因,例如使用 VAL3 系统轻松编程,以及其卓越的机械性能,以及油浸式齿轮减速器,可确保使用寿命长。
通过与多种工业协议的全面连接,实现与 PLC 的平滑集成。史陶比尔还在全球范围内提供高质量的售后服务。
用乔迪·巴索尔斯 (Jordi Bassols) 的话来说,“整体产品质量对于可靠的解决方案至关重要。有了史陶比尔,无论是在表面处理还是机械可靠性方面,这种质量都得到了保证。我们知道这些机器人将持续使用很多年,很少出现问题,这是保证生产线长期盈利的关键。”
数据基础设施:摄像头、支持人工智能的 PC、 PLC和机器人
在数据和IT方面,相机连接到PC(运行Timpolot开发的软件),在PC上进行图像处理和基于人工智能的分析。坐标被发送到 PLC(欧姆龙 NX1P2),PLC 通过以太网/IP 将它们传输到机器人并管理外围设备。
除了处理 I/O 之外,PLC 还充当关键通信枢纽,生产线的所有设备,通过 HMI 向操作员提供信息。
人工智能在这里的作用至关重要。 Jordi Bassols:“由于火腿是不规则物体,部分算法使用传统视觉功能,但集成的人工智能可以更精确地确定标签点并预测骨头位置,从而防止紧固件注射过程中发生针断裂。”
食品行业首创:基于人工智能的高速个人标签应用
该生产线现已运行数月,客户完全满意。它的独特之处在于它执行的任务。到目前为止,贴标只能由人类完成,因为这是一个复杂的过程。
正如 Jordi Bassols 所解释的那样,“在肉类行业中,没有两块产品是相同的,这使得处理变得更加复杂。机器人必须能够与外围设备顺畅通信,以适应不断的变化。
“它还保证了贴标质量,所有标签都放置在每个标签的相同位置上。”
对于史陶比尔来说,该项目既是一次挑战,也是一次成功。史陶比尔西班牙公司的机器人总监 Josep M. Serra 表示:“我们在食品行业的机器人方面拥有丰富的经验,但这不是一个常见的解决方案:适应高卫生要求的高端自动化系统,通过集成 AI 和 Timpolot 的定制编程来处理单个产品。我们期待与这家创新的系统集成商一起启动新项目。”