Hoa hồng, robot và tầm nhìn

Trồng hoa hồng dưới sự trợ giúp của robot đã có thể được thực hiện từ lâu. Nhưng John van de Ven, người sáng lập Aventec, đã đưa công nghệ này tiến thêm một bước. Anh ấy sử dụng những công nghệ và cải tiến mới nhất nhờ sự kết hợp với Festo. Và van cụm VTUX là bộ phận rất phù hợp cho việc này.

Với vai trò là một kỹ sư điện, Van den Ven rất quen thuộc với robot và xử lý hình ảnh, đồng thời thực hiện nhiều dự án khác nhau nhằm tự động hóa các quy trình với Aventec. Năm 2013, vào những ngày đầu thành lập Aventec, Van de Ven chủ yếu bận rộn với những công việc quản lý dự án tạm thời. Ngày nay, anh ấy đã phát triển rất nhiều về trong lĩnh vực làm vườn trong nhà kính. Khách hàng đến từ người chủ cũ của anh - công ty hiện không còn tồn tại nữa - đã tiếp cận và trình bày với anh về nguyện vọng có thể sử dụng toàn bộ công suất cho chiếc máy trồng hoa hồng. Những chiếc máy này đã hoạt động được vài năm và hiện giờ cần được bảo trì cũng như sửa chữa khẩn cấp. Sau khi kiểm kê trạng thái máy móc, Van de Ven nhận thấy những cỗ máy này cần nhiều công sức hơn dự kiến và bắt đầu phát triển chúng.

“Để đảm bảo những chiếc máy cắt này được vận hành liên tục, chúng phải được chế tạo lại với các bộ phận mới. Nhiều bộ phận bên trong máy đã hết tuổi thọ sử dụng. Sau đó, chúng tôi quyết định thiết kế lại máy với công nghệ servo hiện đại, được điều khiển dựa trên nền tảng Festo CPX-E plc. KẾt hợp với hệ thống xử lý hình ảnh hiện đại.” Nhiều bộ phận phải được lập trình lại từ đầu với mục tiêu tạo ra một cỗ máy nhanh và đáng tin cậy. Khách hàng có thể sử dụng chúng trong nhiều năm tới.

Sự phát triển kỹ thuật mới làm tăng tốc độ và độ chính xác của máy móc

Nhằm kiểm soát việc giao hàng tốt hơn và nâng cao độ tin cậy của máy móc trong tương lai, anh quyết định tự mình sản xuất chúng. Để có thể hình dung được mức độ phức tạp của quá trình phát trình này, chúng tôi xin phép giải thích ngắn gọn chính xác chức năng của máy. Tại đầu dây chuyền, những cành hoa hồng được móc vào hệ thống vận chuyển bằng tay. Mỗi cành được treo trong một giá đỡ và vận chuyển đến một trong các ô xử lý. Tại đó, chúng được đặt ở phía trước hệ thống xử lý hình ảnh, và sẽ được xoay 180° để tạo một bản quét 3D. Làm như vậy sẽ giúp việc khía cành được tối ưu hơn. Sau đó, chúng được robot khía theo kích thước và giâm trực tiếp vào chậu mới. Tất cả những công đoạn này được thực hiện với tốc độ nhanh chóng mặt và chính xác cực cao. Toàn bộ cỗ máy có bốn “trạm cắt” đảm nhận nhiệm vụ khía và trồng tới 5.200 cành giâm mỗi giờ.

Khi phát triển cỗ máy này, Van de Ven đã tiếp xúc với Festo. “Tôi đã nhận được sự hỗ trợ ngay từ giai đoạn lựa chọn và tích hợp các lĩnh vực khác nhau. Quá trình tiện và cắt là phần việc thú vị nhất. Để xem làm thế nào có thể đạt được điều này với các thành phần của Festo, chúng tôi đã gửi các cành hoa hồng và giá đỡ của chúng đến trung tâm phát triển của Festo ở Delft. Một tuần sau, tôi nhận được video từ nhóm có kết quả mới nhất. Tôi vô cùng ngạc nhiên về những gì đã đạt được chỉ trong một tuần! Sau đó, chúng tôi bắt đầu xây dựng một mô đun thử nghiệm với các thành phần của Festo và mời khách hàng của mình tận mắt chứng kiến.”

Tất cả các thành phần đều đến từ một nguồn duy nhất: “Bất cứ khi nào có thể, tôi đều sử dụng Festo”

Van de Ven muốn tối đa hóa số lượng linh kiện chỉ đến từ một nguồn duy nhất. “Bất cứ khi nào có thể, tôi đều sử dụng Festo. Việc này làm giảm bớt nguy cơ các nhà cung cấp sẽ đổ lỗi cho nhau khi phát sinh điều gì đó bất ổn. Và đó chính xác là điều mà khách hàng cuối cùng phải gánh chịu. Các mô đun hiện nay bao gồm các thanh dẫn hướng tuyến tính và khí nén từ Festo, PLC, HMI và các van cụm. Bây giờ, chúng tôi đã chuyển đổi một cỗ máy hoàn chỉnh kết hợp với các mô đun mới được phát triển và đưa nó vào hoạt động. Mỗi mô đun có PLC riêng vì khả năng tính toán này là cần thiết để xử lý hình ảnh. Đối với bộ điều khiển chính, chúng tôi sử dụng HMI và các van cụm mới. Trong quá trình phát triển máy, việc phát triển sản phẩm tại Festo vẫn diễn ra như thường lệ, nên chúng tôi có thể chuyển sang HMI mới nhất. Công việc đã được thực hiện ở thế hệ trước sẽ dễ dàng được chuyển giao cho thế hệ mới một cách đáng ngạc nhiên. Nền tảng đã trở nên nhanh hơn nhiều, nhưng chúng tôi vẫn giữ được cấu trúc cũ.” Trong quá trình này, Van de Ven nhận thấy sự hỗ trợ của Festo mang đến một giá trị to lớn. “Festo tính tóan chi tiết đến nhu cầu về một giải pháp cụ thể. Tại sao bạn nên sử dụng động cơ bước trong khi bạn có thể thực hiện một chức năng bằng khí nén?”

Van cụm VTUX nhỏ gọn mang lại những lợi thế lớn trong thiết kế

Một trong những thành phần đặc biệt nhất mà Van de Ven sử dụng trong cỗ máy hái hoa hồng của mình chính là van cụm VTUX mới của Festo. Jeroen Holt từ Festo sẽ giới thiệu thêm cho chúng ta về công nghệ của van cụm này. “Điều đặc biệt của van cụm này là nó phù hợp cho cả quá trình lắp đặt máy phi tập trung và tập trung. Trong trường hợp này, điều khiển máy là phi tập trung. Van cụm này không cần phải bố trí trong một tủ điều khiển riêng biệt, mà có thể dễ dàng lắp đặt trong một không gian mở nhờ cấp bảo vệ IP. Và nó là một sản phẩm rất nhỏ gọn với không gian lắp đặt nhỏ hơn rất nhiều so với các sản phẩm trước đó, nên nó mang đến những lợi thế thiết kế tuyệt vời." Van de Ven quyết định sử dụng một hệ thống điều khiển phi tập trung vì ít tốn công sức đấu cáp trong máy hơn: "Bạn có thể tiếp cận gần hơn các điểm kết nối của mình trên cảm biến”, IO trong tủ điều khiển ít hơn, nghĩa là cần ít không gian hơn trong tủ điều khiển, đồng nghĩa sẽ có ít công việc trên tủ điều khiển hơn. “Ngay cả khi cần phải thay mới một dây cáp, bạn cũng không cần phải đấu dây qua một khớp nối vào tủ mà chỉ cần đấu dây đến van cụm VTUX.”

Van de Ven cho biết trong quá trình phát triển ban đầu, anh ấy đã làm việc với những phiên bản trước của VTUX, là VTUG. “Nó bao gồm một tấm đế bằng nhôm và có thể tháo rời thành từng bộ phận riêng lẻ. Phiên bản này được tiếp tục phát triển và trở thành phiên bản tương lai của van cụm, VTUX”, anh ấy nói. “VTUX này linh hoạt và nhẹ hơn.” Nhờ có ổ cắm nối tiếp bên trong, nên có thể chỉ định tới 128 chức năng van. “Chúng tôi không cần phải đi dây cho từng van và từng cảm biến riêng lẻ nữa. Đơn giản là chỉ cần đấu đường dẫn không khí, điện và giao tiếp tới van cụm. Trước đây chúng tôi cần hai tủ điều khiển để chứa mọi thứ, giờ đây một tủ là đủ. Nhờ khả năng điều khiển phi tập trung, mọi thứ có thể được vận hành độc lập với nhau.”

Giá trị gia tăng lớn nhất chính là tiết kiệm thời gian

Theo Van de Ven, giá trị gia tăng lớn nhất chính là tiết kiệm thời gian. “Chúng tôi tiết kiệm nhiều thời gian hơn, nên giá trị đầu tư cũng được khấu hao rất nhanh.” Nhưng Holt và Van de Ven cũng không muốn bỏ qua thông tin về truyền dữ liệu. Nền tảng tự động hóa Festo mới CPX-AP-A cung cấp nhiều tùy chọn giao tiếp khác nhau để IO nhanh và không có lỗi giữa các thành phần và với các chức năng chẩn đoán được mở rộng. Holt: “Nếu một dây cáp bị đứt ở đâu đó, như ở một trong các cảm biến, điểm đứt sẽ hiển thị ngay lập tức.” Và điều đó rất dễ dàng, anh ấy giải thích: “Tất cả các thẻ đều được đọc vào VTUX, bạn chỉ cần tự mình gán chúng.” .” Van de Ven sử dụng 9 van cụm mới cho mỗi máy. Với mỗi mô đun cắt hoa hồng có một cụm ở phía trên, một ở phía dưới và một ở thiết bị chính.

Tốc độ thường rất quan trọng đối với lực và hành trình cần thiết. Nhưng bạn cũng phải tính đến việc xy lanh bị nhiễm bẩn, dẫu sao những thiết bị này đang làm việc trong một môi trường bẩn thỉu và bụi bặm. VTUX có xếp hạng IP 67 và đây là yếu tố quan trọng cũng như quyết định đến điều kiện hoạt động của ứng dụng này.

“Tôi hoàn toàn tin tưởng vào đội nhóm của Festo”

Van de Ven là một trong những khách hàng đầu tiên mua VTUX vào tháng 11 năm 2023. “Nếu Festo phát triển thứ gì đó như thế, tôi sẽ không muốn sử dụng nó ngay lập tức. Tôi đang ở nhà máy tại Esslingen. Khi nhìn thấy mọi thứ được kiểm tra kỹ lưỡng và cẩn thận ở đó như thế nào, tôi hoàn toàn tin tưởng vào đội nhóm của Festo và quá trình hợp tác với Holt cũng diễn ra rất suôn sẻ. “Tôi chỉ ra những gì mình cần và Jeroen cho tôi thấy những khả năng thực hiện chúng. Chúng tôi đã cùng nhau xem xét toàn bộ cỗ máy. Sau đó, chúng tôi cùng nhau quyết định những gì muốn làm và anh ấy đưa ra câu trả lời cũng như thông tin bổ sung cho điều đó. Chúng tôi muốn chiếc máy vẫn có thể sử dụng được sau mười năm nữa, vì vậy kỳ vọng tuổi thọ sử dụng là rất quan trọng và Jeroen đang suy nghĩ về những phát triển mới với chúng tôi.” Holt gật đầu đồng ý. “Cùng nhau trao đổi thực sự rất quan trọng, tôi biết toàn bộ quá trình và chúng tôi bắt đầu từ một ý tưởng cơ bản xuất phát với những câu hỏi mở. Tôi rất thích làm điều đó.”

Van de Ven đang rất hài lòng với sự hợp tác đó. “Chúng tôi đã viết thuật toán của riêng mình để tăng tốc toàn bộ quá trình. Để làm được điều này, chúng tôi cần nhiều năng lực tính toán hơn so với hệ thống cũ và chúng tôi đã thành công hơn khi làm điều đó. Chúng tôi cũng muốn tách biệt hai quá trình duy nhất sẽ được triển khai đồng thời. Như vậy, chúng tôi cần có hai hàng đợi, mỗi hàng có một lõi riêng trong PLC. Thời gian chu kỳ vẫn mang tính quyết định. Chúng tôi hiện đang ở mức bốn mili giây và đang đặt cược sẽ tiến đến mức hai phần nghìn giây.”

Giới thiệu về Aventec

Aventec là một công ty cơ khí chuyên thiết kế, chế tạo và vận hành máy móc. Chuyên về các giải pháp tự động hóa cho ngành làm vườn, Aventec phát triển các giải pháp kỹ thuật và triển khai chúng từ thiết kế đến nguyên mẫu & kỹ thuật cho đến vận hành - điện, cơ khí và phần mềm.

Từ xưởng riêng của mình tại Heesch/Hà Lan, Aventec cung cấp tất cả các lĩnh vực chuyên môn cần thiết để cung cấp cho khách hàng sự hỗ trợ toàn diện.