Automation av produktionslinjen för livsmedel

Abstract

Tämän diplomityön ensimmäisen osan tarkoituksena on kartoittaa uusia kaupallisia automaatioteknologioita ja automaatiosuunnittelun metodiikkaa. Toisen osan tarkoituksena on kartoittaa "Viskonet" -nimisen elintarviketuotantolinjaston mahdolliset tuotantoa kehittävät automatisointikohteet. Viimeisessä vaiheessa toteutettiin edellisiä vaiheita soveltaen yksi automaatiokohde.

Teknisten kartoitusten perusteella varsinkin konenäkö tuli vahvasti mukaan. Konenäössä oli diplomityön kannalta hyvää se, että sitä ei ole teollisuudessa sovellettu niin paljon kuin voisi olettaa. Selvitysten perusteella löydettiin kaupallisia konenäköjärjestelmiä, joiden hinta-/hyötysuhde oli kohdallaan. Kaupallisissa järjestelmissä ei tarvitse paneutua kuvankäsittelyn algoritmiikkaan, vaan enemmän kuvausolosuhteiden ja ohjelman toiminnallisen rakenteen suunnitteluun. Teollisuusrobotit olivat myös kartoitusten kohteena, ja suurimpana haasteena teollisuusrobotiikassa on nykyään ympäristön, kuten tarttujien suunnittelu. Itse teollisuusrobotit ovat tarkkoja, nopeita ja helposti ohjelmoitavia. Robottien hintakin on laskenut, jolloin mahdolliset sovelluskohteet ovat monipuolistuneet.

Kohteeseen tutustuttiin aluksi työskentelemällä linjastolla ja samalla keskustelemalla ja haastattelemalla linjaston suunnittelijoita ja päälliköitä. Automaation uudistusehdotusten osalta annettiin lähes vapaat kädet kuitenkin niin, että ehdotusten piti olla taloudellisesti kannattavia ja järkeviä. Tavoitteena oli löytää yksi spesifinen automaatiokohde ja hyväksyttää se tehtaan ja linjaston johdolla toteuttamista varten. Hyväksytty automaatiokohde toteutettiin soveltaen perinteistä automaatiota ja konenäköä. Kohteessa pyrittiin ottamaan huomioon laajasti onnistuneeseen automaatioprojektiin liittyvät asiat, kuten suunnitteluvaiheet, muut suunnitteluosapuolet, käyttöönotto ja koulutus. Kartoitettaessa löydettiin yhdeksän mahdollista automatisointikohdetta, jotka olisivat olleet kaikki toteutettavissa ja todennäköisesti vielä taloudellisesti kannattavia. Kohteista valittiin se, jossa arvioitu takaisinmaksuaika oli lyhyin. Toteutettava kohde oli automaattinen klipsausleikkuri, jonka mekaaniseen rakenteeseen ei tarkemmin perehdytä tässä diplomityössä. Ensimmäisessä vaiheessa toteutettiin prototyyppi kyseisestä laitteesta. Automaationsuunnittelun kannalta laite sisälsi erilaisia antureita, servokäyttöjä ja useita pneumaattisia toimilaitteita ja niiden ohjausyksikköjä. Täysin uutena asiana laitteeseen integroitiin konenäköjärjestelmä, joka oli automaatioteknisesti haastavin ja työläin osa diplomityötä.