Yhteistyörobotiikka elintarviketeollisuuden tuotteiden pakkauksessa ja lavauksessa

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli tuottaa osana EU:n Interreg Nord rahoitusohjelman rahoittamaa Robosol-hanketta elintarvikealan yritykselle tekninen ratkaisu ja demonstraatio pakkaussolun toiminnan robotisointiin.

Työ toteutettiin Centria Ammattikorkeakoulun Robosol-hanketiimin toimesta siten, että Jouni Vähäsöyrinki hankkeen projektipäällikkönä ohjasi tiimin kehitystyötä ja suunnitteli ratkaisun laatikoiden muodostamiseen robottisovelluksen avulla.

Pakkaussolun tuli olla toiminnaltaan joustava ja nopeasti muunneltavissa erilaisten tuotteiden pakkaukseen, jonka vuoksi valittiin sovellettavaksi teknologiaksi yhteistyörobotiikka. Se mahdollistaa ihmisen ja robotin välisen yhteistyön, sekä turvallisen työskentelyn samassa tilassa, sekä helpon muunneltavuuden eri tuotteiden pakkaukseen. Ratkaisun suunnittelu käynnistettiin videoimalla ja analysoimalla pakkaussolun nykyinen toiminta ja jakamalla se eri toiminnallisiin vaiheisiin robotisointiratkaisun suunnittelua varten. Näitä työvaiheita olivat pakkauslaatikon muodostus, pakkauslaatikoiden täyttö ja - lavaus.

Robosol-hankkeen projektitiimi suunnitteli teknisen ratkaisun pakkauslaatikoiden täyttöön ja lavaukseen, sekä laati simulaation sen toiminnan havainnollistamiseksi. Tuotteiden robotisoituun käsittelyyn suunniteltiin erikoistarrain ja sen toiminta testattiin ja varmennettiin Centrian Robo3D-laboratoriossa ABB teollisuusrobotin avulla. Tuloksena syntyi geneerinen ratkaisu elintarviketuotteiden pakkauksen robotisointiin, sekä tietoa yhteistyöyritykselle yhteistyörobotiikan hyödyntämisestä tuotantoprosessin kehittämiseen.

The purpose of the work was to produce, as part of the RoboSol project (financed by the EU's Interreg Nord funding program), a technical solution and a demonstration of the robotization of the packaging cell operation for a company in food industry.

The work was carried out by the RoboSol project team of Centria University of Applied Sciences. Jouni Vähäsöyrinki, as project manager of the project, supervised the team's development work and designed a solution for forming boxes using a robot application.

The packaging cell had to be functionally flexible and quickly adaptable for the packaging of various products, which was the reason for choosing the collaborative robotics as the applicable technology. It enables collaboration of a human and a robot, as well as safe working in the same space, enabling also the easy conversion to the packaging of different products. The design of the solution was started by videotaping and analyzing the current operation of the packaging cell and dividing it into different functional phases for the planning the robotization solution. These work steps included the formation of the packaging box, the filling and palletizing of the packaging boxes.

The project team of the RoboSol project designed a technical solution for filling and palletizing the boxes and created a simulation to illustrate its operation. A special gripper was designed for robotic processing of products and its operation was tested and verified by using an ABB industrial robot in Centria's Robo3D laboratory. The result was a generic solution for robotizing the packaging of food products, as well as information for the collaboration company about the use of collaborative robotics for the development of the production process.