Прогресс в различных технологических областях за последние два десятилетия трансформировал «вымышленных» роботов в реальность. Насущные потребности повышения производительности потребовали разработки роботизации для автоматизации задач.
Сегодня роботы рассматриваются как неотъемлемая часть промышленности. В пищевой промышленности ранее использование роботов ограничивалось упаковкой продуктов питания и герметизацией молочных продуктов, напитков и консервных банок.
В 1998 году запуск робота Flex Picker произвел революцию в пищевой промышленности, так как это самый быстрый в мире робот-манипулятор. Потенциальные преимущества внедрения роботов в систему автоматизации включают в себя повышение операционной эффективности, сокращение перемещений материалов и активности транспортных средств, а также сокращение стадий производственного процесса.
В настоящее время на предприятиях пищевой промышленности и перерабатывающих заводах используются экономически эффективные решения по автоматизации для увеличения объемов производства по сравнению с традиционными процессами. Поскольку использование ручного труда в настоящее время считается классической и устаревшей концепцией, предпочтение отдается роботизированной манипуляционной/производственной установке.
Наиболее распространенными примерами являются: сбор, размещение, упаковка и паллетирование (обмотка пленкой). Роботы используются разных процессах от посева, опрыскивания и сбора урожая до резки, переработки и упаковки пищевых продуктов. Различные роботизированные системы используются в мясопереработке и автоматическом определении качества хлебобулочных изделий.
Последние тенденции показывают, что для этой отрасли инвестиции в роботизированную автоматизацию необходимы для решения конкурентных задач путем защиты будущего бизнеса и снижения воздействия на окружающую среду. Поэтому компании ищут компетентные решения в области робототехники, соответствующие специфическим требованиям технологической линии.
В данной статье представлен всесторонний обзор роботов, специально отобранных или настроенных в соответствии с требованиями пищевой промышленности.
Требования в пищевой промышленности
Ниже представлен подробный анализ требований в пищевой промышленности, являющийся необходимым условием для создания индивидуального робота общего назначения:
Кинематика, динамика и управление
Большая часть роботизированных процессов в пищевой промышленности осуществляется серийными роботами с вертикально сочлененной структурой. Другой класс роботов, который появился позже в пищевой промышленности и в настоящее время является более распространенным, концептуально основан на параллельной кинематике.
В серийных и параллельных роботизированных системах динамические модели необходимы для прогнозирования усилий привода при решении задач, связанных с конечным эффектом.
Контроль и ловкость промышленных манипуляторов жизненно важны для выполнения задач, требующих высокой точности, повторяемости и надежности.
Гигиена
Безопасность пищевых продуктов является важным вопросом, и необходимо, чтобы пищевые продукты и напитки не взаимодействовали с людьми во время переработки, чтобы избежать передачи микробов и бактерий. Захваты (конечности) роботов, используемых для обработки пищевых продуктов, промываются промышленными моющими средствами и горячей водой под давлением.
Производительность
Потребность в повышении производительности возросла в области приготовления, обработки и производства продуктов питания, а также в пищевой промышленности. Основное внимание роботы уделяют приготовлению и обработке продуктов питания. Быстрые рабочие скорости резки и обработки возможны благодаря высокогибким роботизированным конструкциям и встроенным схемам управления. Использование роботов превзошло ручное производство, осуществляемое оператором.
Безопасность работников
В условиях гибридного взаимодействия человека и роботов существует острая необходимость учета рисков. Преобладающей концепцией является полная изоляция роботизированной системы от людей. Робот должен уметь оценивать опасные ситуации, для которых необходима интеграция интеллектуального датчика.
Классификация роботов в пищевой промышленности
Роботы в пищевой промышленности используются в основном для сбора и размещения продуктов питания, упаковки и паллетизации, а также для сервировки пищевых продуктов.
Перемещение и обработка
Основная тенденция к внедрению роботов для трансформации традиционных процессов в пищевой промышленности в настоящее время наблюдается в категории обработки пищевых продуктов. Большинство роботов предназначены для высокопроизводительной сортировки и размещения продукции на лотках, картонной упаковке или для подачи их другой техники.
Роботы для упаковки и укладки на паллеты
В этой категории роботы и приложения в основном стандартизированы. Решения принимаются на основе технических характеристик полезной нагрузки и диапазона скоростей. Паллетизация печенья, напитков, макарон, сладостей и других продуктов теперь осуществляется с помощью роботов.
Сервис
Это самая инновационная область, которая до сих пор не использовалась в полной мере. Поскольку речь идет непосредственно о розничной торговле и потребителях, это рассматривается как захватывающее изменение образа жизни, связанное с рекреационной деятельностью, и поэтому требует рассмотрения концепций системной интеграции людей.
Компания Sushi в Японии начала разработку автоматизированных линий по производству продуктов питания. Одна из их идей – робот на колесах представляет еду потребителям.
***
Современное комплексное оборудование показывает, что сфера робототехники значительно увеличила производительность по сравнению с системами ручного производства.
Сектор общественного питания обладает наибольшим потенциалом в области научных исследований и разработок. Появляются новые идеи, основанные на технологиях, которые были недоступны.
