Wydajne czyszczenie zbiorników na żywność
Dostosowany moduł kamery umożliwia monitorowanie na linii w celu adaptacyjnego czyszczenia strumieniowego
Sektor przemysłu:ŻywnośćKlient:Projekt badawczy we współpracy z Fraunhofer IVV
W ramach projektu badawczego firma Balluff opracowała niestandardowe rozwiązanie kamery dla inteligentnego, autonomicznie działającego systemu czyszczenia zbiorników.
Wysoce zintegrowana i zminiaturyzowana technologia czujników z kamerą jako centralnym elementem jest uzupełniona przez samooptymalizujący się system kontroli procesu. Ta interakcja umożliwia czyszczenie całego przedziału zbiornika zgodnie z wymaganiami. Oszczędza to czas i zasoby, co zmniejsza zużycie energii i przyczynia się do bardziej zrównoważonej produkcji.
Sytuacja i wyzwanie
Pierwszy krok w kierunku wydajnego, zautomatyzowanego czyszczenia był możliwy dzięki systemowi opracowanemu przez Fraunhofer IVV. Adaptive Jet Cleaner (AJC) umożliwia kontrolowanie każdego punktu w zbiorniku za pomocą dowolnie programowalnych ścieżek czyszczenia. Dzięki wstępnie zaprogramowanym sekwencjom czyszczenia opartym na geometrii zbiornika i oczekiwanym stopniu zanieczyszczenia, czas czyszczenia można skrócić nawet o 25% w porównaniu z konwencjonalnymi metodami. Jednak bez ciągłego monitorowania stopnia oczyszczenia, dalszy potencjał optymalizacji pozostawał niewykorzystany.
Rozwiązanie
Dopiero integracja specjalnego rozwiązania kamery opracowanego przez Balluff pozwoliła na stworzenie wysoce zintegrowanego czujnika zanieczyszczenia inline w głowicy dyszy. Nowy AJCsens jest wyposażony w stały monitoring inline, który umożliwia adaptacyjne i w pełni dokumentowalne czyszczenie. Dzięki minimalnie inwazyjnej integracji technologii czujnika kamery w systemie czyszczenia zbiornika, nie jest wymagany żaden dodatkowy wysiłek wdrożeniowy. Praktyczne testy wykazały możliwość skrócenia czasu czyszczenia nawet o 55% w porównaniu z konwencjonalnymi metodami.
Zalety rozwiązania
- Niski pobór mocy wynoszący 1 W
- Transmisja obrazu, sterowanie kamerą i zasilanie za pomocą jednego kabla koncentrycznego
- Solidne i zajmujące niewiele miejsca rozwiązanie
Indywidualne rozwiązanie kamery
Dzięki ścisłej współpracy z partnerami projektu, dział CDE (Custom Design & Engineering) firmy Balluff opracował niestandardowe rozwiązanie kamery, które zostało optymalnie dostosowane do specyficznych wymagań środowiska i ograniczonej przestrzeni montażowej. Integracja kamery z istniejącą głowicą czyszczącą postawiła szczególne wymagania projektowe - okrągły przekrój okazał się idealny do stworzenia kompaktowego, ale wydajnego rozwiązania.
Wykrywanie fluorescencji jest centralnym elementem przetwarzania obrazu: pozostałości, takie jak białka, witaminy, tłuszcze lub oleje na powierzchniach są fluorescencyjne dzięki ukierunkowanemu wzbudzaniu za pomocą zintegrowanych diod LED UV. Metoda ta umożliwia niezawodne wykrywanie nawet najmniejszych zanieczyszczeń. Aby zapewnić wysoką jakość i ostrość obrazu przez cały czas, w module kamery wbudowano obiektyw z autofokusem i zintegrowanym oświetleniem LED.
Jako przetwornik obrazu zastosowano wysokiej jakości sensor CMOS z globalną migawką o rozdzielczości 5 MPikseli. Jego wysoka światłoczułość ma kluczowe znaczenie dla niezawodnego rejestrowania pozostałości fluorescencyjnych nawet przy niskiej emisji.
Ponieważ większość procesów czyszczenia odbywa się przy użyciu roztworów żrących w temperaturze 80 °C, cała elektronika kamery, w tym optyka i oświetlenie, została uszczelniona i umieszczona w głowicy czyszczącej. Aby połączenie ze światem zewnętrznym było jak najbardziej eleganckie i zajmowało jak najmniej miejsca, transmisja obrazu, sterowanie kamerą, a nawet zasilanie są dostarczane za pośrednictwem pojedynczego kabla koncentrycznego. Pomimo wysokiej gęstości integracji, pobór mocy elektroniki został utrzymany na bardzo niskim poziomie około 1W. Wstępne testy praktyczne potwierdziły już pożądany wzrost wydajności, a dalsze testy wytrzymałościowe będą kontynuowane.
We współpracy z Fraunhofer IVV, opracowane rozwiązanie kamery zostało również wykorzystane do stworzenia autonomicznego wariantu czujnika CoControl-LumiHD. Ta autonomiczna wersja może być elastycznie zintegrowana z szeroką gamą aplikacji - nie tylko w zbiornikach. Dzięki kompaktowej, wytrzymałej i higienicznej konstrukcji czujnik ten jest idealny do stosowania w obszarach o krytycznym znaczeniu dla higieny w przemyśle spożywczym, kosmetycznym i farmaceutycznym. LumiHD umożliwia niezawodne wykrywanie zanieczyszczeń na linii produkcyjnej - zarówno stacjonarnie, jak i mobilnie, na przykład na ramieniu robota.