Lav et anlæg, der kan lægge 300 skeer i 300 dåser. Én ske i hver dåse, og der må højst være fejl for hver 100.000 dåser.

Sådan lød opgaven fra Arla Foods til maskinbyggervirksomheden Jorgensen Engineering i Odense. Det handler om mælkepulverdåser, som er en stor eksportvare for Arla Foods. Det handler også om troværdighed, for moderne fødevarevirksomheder kan ikke leve med fejl.

Nu står maskinen næsten færdig hos Jorgensen. Den kan lægge 432.000 skeer i 432.000 dåser på et døgn.

Der mangler kun de sidste afprøvninger. Tre ABB flexpicker-robotter arbejder med at placere skeer i dåser i et tempo, der ser helt vanvittig ud. Robotterne flik-flakker frem og tilbage mellem båndet med skeer og båndet med dåser.

Et kamera holder øje med 300 skeer i minuttet
Bevægelse for bevægelse ser det således ud:

Først det rullende bånds bevægelse, og stadig i bevægelse fanger robotten skeen med vakuum, flytter sig over til mælkedåsen, som kører på et parallelt bånd, bevæger sig med båndet, og rykker et lille stykke ned i dåsen, orienterer skeen rigtigt, slipper skeen, og rykker op og tilbage til udgangsposition.

Alt sammen sker inden for et halvt sekund.

Hvad der er nok så imponerende er, at såvel dåsernes som skeernes position bliver registreret af bare et enkelt visionkamera ved indløbet i maskinen.

Kameraet holder altså øje med 300 skeer i minuttet og registrerer deres nøjagtige position. Tidligere har Jorgensen måttet bruge flere kameraer til samme opgave.

Men det fungerer tilsyneladende godt med bare et kamera.

For at det skal kunne gå hurtigt nok, er kameraet koblet direkte til en computer, som øjeblikkeligt udregner, hvilken af de tre robotter, der skal tage hvilke skeer.

Visionkameraet registrerer ved starten af båndet, hvordan hver enkelt ske ligger. Til højre, til venstre, eller med skeåbningen nedad. For denne sketype gælder for eksempel, at hvis skeer ligger til højre eller venstre, skal robotten fange skeen 27 millimeter over båndet. Ligger skeen med åbningen nedad, skal den fanges 32 millimeter over båndet.

Jorgensen har fundet en belysningsmetode, som giver en klar kontrast, så visionsystemet ikke tager fejl af skeer og baggrund.

»Vi får enten hvid eller mørk farve,« siger ingeniør Karsten Rasmussen, som står bag udviklingen af ske-i-dåse-maskinen.

En anden ting, som Karsten Rasmussen har arbejdet meget med, er at regne på, hvor præcist kameraet kan bestemme de enkelte skeers position. Det har naturligvis betydning for, hvor præcist robotten kan tage fat i skeerne.

»Vi er landet på en usikkerhed på plus minus to millimeter, og det er helt acceptabelt,« siger han.

Med tre robotter i millionklassen og specialbygget udstyr er det ikke nogen billig løsning for Arla. Men til gengæld giver løsningen med visionkamera, robot og vakuum en hidtil uset fleksibilitet og præcision.

Fleksibiliteten kommer, fordi flexpicker-robotterne i modsætning til en mere mekanisk løsning ikke er bundet til en bestemt størrelse skeer.

Systemet kan på kort tid skifte fra en type ske til en anden, eller fra en dåse til en anden. Med mekaniske systemer ville det være nødvendigt at udskifte særlige dele afhængigt af størrelsen på skeerne og dåserne. Det kan tage flere timer.

To kameraer tjekker efter for fejl
Præcisionen er stor. I bagenden af maskinen sidder nemlig to andre visionkameraer, som hele tiden registrerer, om der netop er én ske i hver dåse. Hvis det ikke er tilfældet bliver dåsen "sparket" til side og glider med båndet tilbage under maskinen for et nyt forsøg. Visionkameraet har 0,13 sekund til at afgøre, om der netop er én ske i dåsen. Til denne visionopgave har Jorgensen fået hjælp af visionfirmaet Trivision.

De to kameraer i bagenden kontrollerer også, at det er de rigtige typer skeer, der er lagt i dåserne. En forkert størrelse ske kan give en forkert dosering af mælkepulver.

Der sker i meget få fejl i robotternes arbejde, i størrelsesordenen en procent, men kameraerne i bagenden sikrer, at fejlraten bliver helt hysterisk lav, mindre end én fejl pr. 100.000 dåser, fordi dåser med fejl automatisk skydes tilbage i returløbet.

Fødevaresikkerheden bliver bedre end ved ældre, mekaniske systemer. Der er blandt andet mindre risiko for, at skeer går i stykker undervejs. Det er mere skånsomt og præcist at bruge vakuum end at bruge mekaniske løsninger.

Ske-ilægningen er den mest avancerede del af det samlede anlæg, som starter med at depallettere dåser.

Efter skeerne er lagt i, bliver mælkepulveret eller et andet pulverprodukt fyldt på.

Låget sidder allerede på. Dåserne står nemlig på hovedet uden en bund. På den måde ender skeen øverst i dåsen.

Derefter bliver dåserne udsat for kraftigt vakuum. I stedet for luft fyldes de med gas. Bunden bliver svejset på på, og derefter bliver der sat etiketter på dåserne, og de bliver til sidst pakket og paletteret.

Processen hvor den atmosfæriske luft erstattes med gas sker for at forhindre nedbrydning af mælkepulveret og sikre holdbarheden. Det er en proces, som Jorgensen er specialister i. Der bruges meget kraftige kamre for at holde det kraftige vakuum.

Jorgensen Engineering har traditionelt bygget sine maskinanlæg op fra grunden med specialbyggede løsninger til hver kunde.

Men de seneste par år har virksomheden i stigende grad taget robotter i brug. Det gælder flere af de ordrer, der arbejdes på lige nu.

I en tid med rigtig stor travlhed i maskinbygger-branchen kan det også være en fordel at bruge robotter frem for at "håndbygge" maskiner fra grunden.

»En robot er en færdigbygget enhed. Den har CE-overensstemmelse. El-ledningerne er trukket, og alt er færdigdokumenteret, så teknikere og ingeniører skal ikke bruge en masse tid til at lave dokumentation. Måske kan man tjene lidt mere på en opgave, hvis man laver det hele selv. Til gengæld kan man nå at betjene flere kunder, hvis man indsætter en robot i en løsning, og så er det måske bedst at gøre det sådan,« siger Karsten Rasmussen.