ロボットの助けを借りてバラを植えることは長い間可能でした。しかし、Aventecの創設者である John van de Ven氏はこのテクノロジーをさらに一歩進めました。Festoをパートナーとして、最新のテクノロジーとイノベーションを活用しています。VTUXバルブターミナルはこれに最適です。
Van den Ven氏は電気エンジニアとしてロボットと画像処理に精通しており、Aventecでプロセスを自動化さまざまなプロジェクトを実装しています。Aventecの初期の 2013 年、Van de Ven氏は主に暫定的なプロジェクト管理の任務で多忙でした。現在、彼は温室園芸のテーマについて多くのことを開発しています。以前の雇用主(会社はもう存在しませんでした)の顧客が彼にアプローチし、すぐに鉢植えのバラを栽培する機械がフル稼働になりました。これらの機械は数年間稼働していたため、緊急のメンテナンスと修理が必要になりました。最初の在庫調査の後、それ以上のものが必要であることが明らかになり、Van de Ven氏が開発を開始しました。
「これらの切断機の継続性を確保するには新しいコンポーネントを使用して機械を再構築する必要がありました。使用されている部品の多くはすでに耐用年数を迎えていました。そこで私たちはFesto CPX-E plc プラットフォームによって制御される最新のサーボ技術を使用して機械を再設計することにしました。最新の画像処理システムと合わせて、顧客が今後何年も信頼できる高速で信頼性の高い機械を目指して、多くの部品を最初からプログラムし直す必要がありました。」
機械の納期と将来の信頼性をより適切に管理するために、彼は機械を自分で製造することにしました。複雑さを理解していただくために、機械が正確に何をするのかを簡単に説明します。ラインの先頭で、バラの枝が手作業で搬送システムに取り付けられます。各切断材はホルダに吊るされ、処理セルの 1 つに輸送されます。そこで、それらは画像処理システムの前に配置され、そこで 180度回転させて 3D スキャンが作成されます。これにより、最適な切断が可能になります。これらはロボットによって適切なサイズに切断され、新しい鉢に直接植えられます。これらはすべて、猛烈なスピードと極めて高い精度で行われます。4つの「切断ステーション」を備えた完全な機械は1 時間あたり最大 5,200 個の挿し木を切断および植えることができます。
この機械の開発中に、Van de Ven氏はFestoと接触しました。「さまざまな分野の選択と統合について、最初から助けられました。回転と切断は最もエキサイティングな部分です。Festoコンポーネントを使用してこれをどのように実現できるかを確認するために、バラの枝とそのホルダをデルフトにある Festoの開発センターに送りました。1週間後、チームから最新の結果が記載されたビデオを受け取りました。1週間でここまで進んだことに驚きました！その後、Festoのコンポーネントを使用してテスト モジュールの構築を開始し、顧客に自分の目で見てもらうよう勧めました。」
Van de Ven氏は単一の供給元からできるだけ多くのコンポーネントを調達したいと考えています。「可能な限り、私は Festoを使用します。そうしないと、何かがうまくいかない場合にサプライヤーがお互いを責めるリスクがあります。そして、それはまさに最終顧客が苦しんでいることです。このモジュールにはFestoのリニア ガイドと空気圧、PLC、HMI、およびバルブターミナルが含まれています。私たちは現在、新しく開発したモジュールを使用して完全な機械を変換し、稼働させています。画像処理にはコンピューティング能力が必要となるため、各モジュールには独自の PLC があります。メイン制御にはHMI と新しいバルブターミナルを使用しました。機械の開発中も、Festoでの製品開発は通常通り継続されていたため、最新の HMI に切り替えることができました。前の世代で行われていた作業は驚くほど簡単に新しい世代に引き継がれます。プラットフォームははるかに高速になりましたが、その構造は維持されました。その過程で、Van de Ven氏は Festoのサポートが非常に価値があると感じました。」 「Festoは特定のソリューションの必要性を考慮しています。空気圧で機能を実行できるのに、なぜステッピング モーターを使用する必要があるのでしょうか?」
Van de Ven氏がバラ摘み機で使用している最も特別なコンポーネントの 1 つはFestoの新しい VTUXバルブターミナルです。Festoの Jeroen Holt が、このバルブターミナルのテクノロジーについて詳しく教えてくれます。「この島の特別な点は機械の分散設置と集中設置の両方に適していることです。この場合、この制御は分散化されます。このターミナルは別個の制御キャビネットに収容する必要がなく、IP 保護等級のおかげでオープン スペースに簡単に設置できます。また、これは非常にコンパクトな製品で、以前の製品よりも設置スペースがはるかに小さく、設計上の大きな利点があります。」 Van de Ven氏は主に機械内のケーブル配線の手間が軽減されるという理由から、分散型制御システムを使用することに決めました。センサ上の接続ポイントを使用すると、制御キャビネット内の IO が減り、制御キャビネット内のスペースが減り、制御キャビネットでの作業が減ります。「ケーブルを交換する必要がある場合でも、クレビスを介してキャビネットに接続する必要はなく、VTUX ターミナルに接続するだけで済みます。」
Van de Ven氏は初期開発中に VTUX の前身である VTUG と協力したと述べています。「これはアルミのベースプレートを備えており、個々の部品に分解できます。このさらなる開発により、VTUX がバルブターミナルの未来になります」と彼はうなずきます。「この VTUXはより多用途で軽量です。内部シリアル ソケットのおかげで、最大 128 個のバルブ機能を割り当てることができます。」 「すべてのバルブとすべてのセンサを個別に配線する必要はありません。空気と電気と通信を持って島に行きます。また、以前はすべてを収容するために 2 つの制御キャビネットが必要でしたが、現在では 1 つのキャビネットで十分です。分散制御のおかげで、すべてを相互に独立して操作できます。」
Van de Ven氏によると、最大の付加価値は時間の節約です。「私たちは工数を節約するので、購入価格はすぐに償却されます。しかし、Holt氏とVan de Ven氏はデータ通信に関する情報を無視したままにしたくありません。」 新しい Festoオートメーション プラットフォーム CPX-AP-Aはコンポーネント間の高速でエラーのない IO と拡張診断機能を実現するためのさまざまな通信オプションを提供します。Holt: 「ケーブルがどこか(たとえばセンサの 1 つ)で断線した場合、その断線点がすぐにわかります。それは非常に簡単です。すべてのタグが VTUX に読み込まれるので、自分で割り当てるだけです。」 Van de Ven氏は機械ごとに 9 つの新しいバルブターミナルを使用しています。各バラ切断モジュールには上部に 1 つ、下部に 1 つ、メインユニットに 1 つずつターミナルがあります。
多くの場合、速度は必要な力とストロークにとって重要です。しかし、結局のところ、汚れたほこりの多い環境で作業することになるため、シリンダの汚染も考慮する必要があります。VTUXは IP 67 定格を備えており、これはこのアプリケーションの動作条件において重要かつ決定的な要素です。
Van de Ven氏は2023 年 11 月の VTUX の最初の顧客の 1 人でした。「Festoがそのようなものを開発したとしても、私はすぐには使いたくありません。私はEsslingenの工場にいました。そこですべてがどれほど徹底的かつ広範にテストされているかを見ると、私は Festoチームを完全に信頼しています。また、Holt とのコラボレーションも非常にスムーズに進んでいます。」 「私は自分に必要なものを示し、Jeroenは私に可能性を示してくれます。私たちは一緒に機械全体を調べました。それから私たちは一緒に何をしたいかを決めます、そして彼は答えとさらなる情報を持ってきます。私たちは機械が 10 年後も使用できるようにしたいので、耐用年数が終了することへの期待が重要であり、Jeroen氏も私たちと同じように新しい開発について考えています。」 「自分の頭で考えることは非常に重要です。私はプロセス全体を知っており、未解決の質問のある基本的なアイデアから始めます。私はそれをするのが好きです。」
結局のところ、Van de Ven氏は幸せだった。「プロセス全体を高速化するために独自のアルゴリズムを作成しました。このためには古いシステムよりも多くの計算能力が必要でした。私たちはそれを十分以上に成功させてきました。また、同時に発生する 2 つの固有のプロセスを分離したいと考えていました。これを行うために、PLC 内にそれぞれ独自のコアを持つ 2 つのキューを用意します。サイクルタイムは今も昔も重要です。現在は 4 ミリ秒ですが、2 ミリ秒に賭けています。」
Aventecは機械の設計、製造、試運転を行う機械エンジニアリング会社です。園芸向けの自動化ソリューションを専門とする Aventecは設計からプロトタイプ、エンジニアリング、試運転(電気、機械、ソフトウェア)に至るまで技術ソリューションを開発し、実装しています。
Aventecはオランダの Heesch にある自社のワークショップから、お客様に包括的なサポートを提供するために必要な専門分野をすべて提供します。