Sadzenie róż z pomocą robota jest możliwe już od jakiegoś czasu. Ale John van de Ven, założyciel Aventec, idzie o krok dalej. Jako partner Festo, wykorzystuje najnowsze technologie i innowacje. A wyspa zaworowa VTUX jest właśnie do tego odpowiednia.
Jako inżynier elektryk, Van den Ven jest bardzo dobrze zaznajomiony z robotami i przetwarzaniem obrazu i realizuje różne projekty automatyzacji procesów z Aventec. W 2013 r., na początku działalności Aventec, Van de Ven był głównie zaangażowany w tymczasowe zadania związane z zarządzaniem projektami. Obecnie rozwija się w dziedzinie ogrodnictwa szklarniowego. Zgłosili się do niego klienci jego byłego pracodawcy - którego firma już nie istnieje - i wkrótce miał pełne ręce roboty, pracując nad maszyną do uprawy róż doniczkowych. Maszyny te były eksploatowane przez kilka lat i obecnie pilnie wymagały konserwacji i naprawy. Po wstępnej ocenie stało się jasne, że potrzeba czegoś więcej i Van de Ven rozpoczął prace rozwojowe.
"Aby zapewnić ciągłość tych maszyn do sadzonek, maszyny musiały zostać przebudowane przy użyciu nowych komponentów. Wiele z użytych części osiągnęło już koniec swojej żywotności. Następnie zdecydowaliśmy się przeprojektować maszynę z nowoczesną technologią serwo, która jest kontrolowana przez platformę Festo CPX-E PLC. Wraz z nowoczesnym systemem przetwarzania obrazu." Wiele części musiało zostać przeprogramowanych od podstaw z myślą o szybkiej i niezawodnej maszynie, na której klienci będą mogli polegać przez wiele lat.
Aby lepiej kontrolować dostawy i przyszłą niezawodność maszyn, zdecydował się na ich samodzielną produkcję. Aby dać Ci wyobrażenie o złożoności, pokrótce wyjaśnimy, co dokładnie robi maszyna. Na początku linii gałęzie róż są ręcznie zaczepiane do systemu transportowego. Każda sadzonka jest zawieszane w uchwycie i transportowane do jednej z komórek przetwarzania. Tam są one umieszczane przed systemem przetwarzania obrazu, gdzie są obracane o 180° w celu utworzenia ich skanu 3D. Skutkuje to optymalnymi sadzonkami. Są one następnie przycinane przez robota i sadzone bezpośrednio w nowych doniczkach. Wszystko to dzieje się z zawrotną prędkością i niezwykłą precyzją. Kompletna maszyna z czterema "stacjami cięcia" może ciąć i sadzić do 5 200 sadzonek na godzinę.
Podczas opracowywania maszyny Van de Ven nawiązał kontakt z Festo. "Od samego początku pomagano mi w wyborze i integracji różnych obszarów. Obracanie i cięcie to najbardziej ekscytująca część. Aby sprawdzić, jak możemy to osiągnąć dzięki komponentom Festo, wysłaliśmy gałązki róży i ich uchwyty do centrum rozwojowego Festo w Delft. Tydzień później otrzymałem wideo od zespołu z najnowszymi wynikami. Byłem zaskoczony, jak daleko zaszli w ciągu tygodnia! Następnie zaczęliśmy budować moduł testowy z komponentami Festo i zaprosiliśmy naszych klientów, aby sami się o tym przekonali"
Van de Ven chce pozyskiwać jak najwięcej komponentów z jednego źródła. "Tam, gdzie to możliwe, używam Festo. W przeciwnym razie istnieje ryzyko, że dostawcy będą obwiniać się nawzajem, jeśli coś nie zadziała. W rezultacie cierpi na tym klient końcowy. Moduły obejmują teraz prowadnice liniowe i pneumatykę Festo, sterownik PLC, interfejs HMI i wyspy zaworowe. Obecnie wyposażyliśmy kompletną maszynę w nasze nowo opracowane moduły i uruchomiliśmy ją. Każdy moduł ma własny sterownik PLC, ponieważ ta moc obliczeniowa jest wymagana do przetwarzania obrazu. Zastosowaliśmy interfejs HMI i nowe wyspy zaworowe dla głównego systemu sterowania. Podczas opracowywania maszyny rozwój produktów Festo był kontynuowany jak zwykle, dzięki czemu mogliśmy przejść na najnowszy interfejs HMI. Zaskakująco łatwo było przenieść pracę wykonaną w poprzedniej generacji do tego momentu na nową generację. Platforma stała się znacznie szybsza, a my zachowaliśmy strukturę" Podczas tego procesu Van de Ven uznał wsparcie Festo za bardzo cenne. "Festo bierze pod uwagę potrzebę konkretnego rozwiązania. Po co używać silnika krokowego, skoro można również wykonać daną funkcję za pomocą układu pneumatycznego?"
Jednym z najbardziej wyspecjalizowanych komponentów, których Van de Ven używa w swojej maszynie do zbierania róż, jest nowy wyspa zaworowa VTUX firmy Festo. Jeroen Holt z Festo opowiada nam więcej o technologii stojącej za tą wyspą zaworową. "Szczególną cechą tej wyspy jest to, że nadaje się zarówno do zdecentralizowanej, jak i scentralizowanej instalacji maszyn. W tym przypadku sterowanie jest zdecentralizowane. Wyspa ta nie musi być umieszczona w oddzielnej szafie sterowniczej, ale może być po prostu zainstalowana w otwartej przestrzeni dzięki stopniowi ochrony IP. Ponadto jest to bardzo kompaktowy produkt o znacznie mniejszej przestrzeni montażowej niż jego poprzednicy, co zapewnia znaczne korzyści projektowe" Firma Van de Ven zdecydowała się na zastosowanie zdecentralizowanego systemu sterowania przede wszystkim ze względu na mniejszą ilość okablowania w maszynie: "Możesz być bliżej czujników z punktami połączeń", mniej IO w szafie sterowniczej, a tym samym mniej pracy przy szafach sterowniczych. "Nawet jeśli kabel wymaga wymiany, nie trzeba przechodzić przez głowicę widełkową do szafy, tylko do wyspy VTUX"
Van de Ven wyjaśnia, że pracował z poprzednikiem VTUX czyli VTUG, podczas początkowego rozwoju. "Ma ona aluminiową płytę bazową i można ją zdemontować na poszczególne części. Ten dalszy rozwój sprawia, że VTUX jest przyszłością wysp zaworowych". "VTUX jest bardziej wszechstronna i lżejsza." Dzięki wewnętrznemu gniazdu szeregowemu można przypisać do 128 funkcji zaworu. "Nie musimy podłączać każdego zaworu i każdego czujnika osobno. Potrzebujemy tylko jednego źródła zasilania wyspy w powietrze, energię elektryczną i komunikację. I tam, gdzie kiedyś potrzebowaliśmy dwóch szaf sterowniczych, aby pomieścić wszystko, teraz wystarczy jedna szafa. Dzięki zdecentralizowanemu systemowi sterowania wszystko może być obsługiwane niezależnie od siebie"
Według Van de Ven, największą wartością dodaną jest zaoszczędzony czas. „Oszczędzamy godziny pracy, więc cena zakupu zwraca się bardzo szybko”. Ale Holt i Van de Ven chcą również wspomnieć o komunikacji danych. Nowa platforma automatyzacji Festo CPX-AP-A oferuje różne opcje komunikacji dla szybkiego i bezbłędnego IO między komponentami oraz z rozszerzonymi funkcjami diagnostycznymi. Holt: "Jeśli kabel gdzieś zostanie przerwany, na przykład w jednym z czujników, punkt pęknięcia jest natychmiast widoczny" I jest to bardzo proste, wyjaśnia: "Wszystkie znaczniki są wczytywane do VTUX, trzeba je tylko samodzielnie przypisać" Van de Ven używa 9 nowych wysp zaworowych na maszynę. Dla każdego modułu cięcia róż dostępna jest jedna wyspa na górze, jedna na dole i jedna na jednostce głównej.
Prędkość jest często decydująca dla wymaganej siły i skoku. Trzeba jednak również wziąć pod uwagę zanieczyszczenie siłownika, ponieważ pracuje się w brudnym i zapylonym środowisku. VTUX ma stopień ochrony IP 67, co jest ważnym i decydującym czynnikiem w warunkach pracy dla tego zastosowania.
Van de Ven był jednym z pierwszych klientów VTUX w listopadzie 2023 roku. "Jeśli Festo opracuje coś takiego, nie chciałbym tego używać od razu. Byłem w fabryce w Esslingen. Widząc, jak dokładnie i wszechstronnie wszystko jest tam testowane, mam pełne zaufanie do zespołu Festo" Współpraca z firmą Holt również przebiega bardzo sprawnie. "Pokazuję im, czego potrzebuję, a Jeroen pokazuje mi możliwości. Razem przeszliśmy przez całą maszynę. Następnie wspólnie decydujemy, co chcemy zrobić, a on wraca z odpowiedziami i dalszymi informacjami. Chcemy, aby maszyna nadal działała za dziesięć lat, więc oczekiwanie na koniec okresu eksploatacji jest ważne, a Jeroen myśli o nowych rozwiązaniach razem z nami”. Holt zgadza się. „Wspólne myślenie jest naprawdę kluczowe. Znam cały proces i zaczynamy od podstawowego pomysłu z otwartymi pytaniami. Lubię robić to w ten sposób”.
Widać, że Van de Ven jest zadowolony. "Napisaliśmy własny algorytm, aby przyspieszyć cały proces. Aby to zrobić, potrzebowaliśmy więcej mocy obliczeniowej niż w starym systemie. I udało nam się to z nawiązką. Chcieliśmy również oddzielić dwa unikalne procesy, które działają jednocześnie. W tym celu mamy dwie kolejki, każda z własnym rdzeniem w sterowniku PLC. Czas cyklu jest i pozostanie kluczowy. Mamy teraz cztery milisekundy i celujemy w dwie"
Aventec to firma zajmująca się inżynierią mechaniczną, która projektuje, buduje i uruchamia maszyny. Specjalizując się w rozwiązaniach automatyzacji dla ogrodnictwa, opracowuje rozwiązania techniczne, w tym elektronikę, mechanikę i oprogramowanie, i stosuje je na etapie projektowania, prototypowania i inżynierii, a także podczas uruchamiania.
We własnym zakładzie w Heesch w Holandii firma Aventec oferuje wszystkie specjalizacje wymagane do zapewnienia klientom kompleksowego wsparcia.