Automatisering in de landbouw

Handlingsrobot vervangt menskracht in wortelindustrie

12 tot 15 ton wortelen per dag sorteert peenteler in ‘t Zandt in Noord-Limburg. De gewassen en gesorteerde peentjes komen terecht in kratten, die gevuld zo’n 10 tot 20 kilogram per stuk wegen. Al deze kratten moesten tot voor kort met behulp van menskracht op pallets worden getild. Omdat deze situatie vanuit ergonomisch oogpunt onwenselijk was, is Elsto Services, in combinatie met Fiduco Automatic, benaderd om een gerobotiseerde Eterpol krattenstapelaar en een 30 meter lang elektromechanisch transportsysteem te ontwikkelen om de mensen aan de lijn te ontlasten.

Met man en macht wordt 5 dagen per week gewerkt bij In ’t Zandt Agro BV om maar liefst 60 tot 75 ton wortelen per week te telen, te wassen en te sorteren. Met menskracht moesten tot nu toe 12 lagen kratten op pallets worden gezet tot een hoogte van 2.60 meter. Met de nieuwe robot is dat een koud kunstje geworden, zo vertelt Dirk Wiermans, Technisch Manager bij Elsto Services (afbeelding 1).

Eisenpakket
Op de vraag wat de belangrijkste eisen waren die werden gesteld aan de gerobotiseerde krattenstapelaar, antwoordt Wiermans: De robot moest ondermeer twee verschillende soorten kratten (lees: klapkratten en vaste kratten met diverse afmetingen) kunnen hanteren en twee verschillende typen pallets, een europallet (1.200×800 mm) en een blokpallet (1.200×1.000 mm) kunnen beladen met 8 tot 14 lagen. Een uitdaging was de beperkte opstellingsruimte van 75 m2 die voor de robot beschikbaar was. Deze uitgangseis werd gesteld omdat alle medewerkers aan de sorteerder ongehinderd hun werk moesten kunnen blijven uitvoeren. Daarnaast moest de bovenste laag kratten op een pallet steeds worden afgedekt met een plastic vel in het kader van versheid (afbeelding 2). Per uur moesten 550 kratten worden gehandeld, alsmede een aantal pallets. Het exacte aantal kratten op een pallet is afhankelijk van het type pallet. Zo passen er op een blokpallet maar liefst 70 kratjes en op een europallet 40. Verder moest ook een 30 meter lang transportsysteem op maat worden vervaardigd.

Achtergrond
Huub in ’t Zandt, mede-eigenaar van in ’t Zandt: Ons bedrijf maakt deel uit van het samenwerkingsverband VersePeen in Noord-Limburg samen met nog een tweede bedrijf en als zodanig zijn we aangesloten bij telersvereniging Fossa Eugenia. De afzet van onze peen gaat dan ook via Fossa Eugenia. Deze vereniging streeft in gezamenlijkheid naar het leveren van een kwaliteitsproduct met een optimale versheid dat voldoet aan de eisen van de ‘kritische’ klant. Zo wordt onder andere nagedacht over verdere optimalisatie van onze productie-opbrengsten. Alleen in ’t Zandt heeft al een totale teeloppervlakte van circa 35 hectare. Dag in dag uit wordt hier het hele jaar door (behalve de maand juni) intensief gewerkt om dagelijks de ‘perfecte’ verse peen te leveren aan distributiecentra voor onder andere supermarkten, groothandelaren en de verwerkende industrie. Volgens in ’t Zandt is een goede voorbereiding in hun organisatie de basis voor het succes. Van grote invloed op het uiteindelijke resultaat zijn factoren als grondbewerking, het type grond, het soort peen en het tijdstip van zaaien. Kennis en ervaring die ze door de jaren heen hebben opgebouwd en deskundige teeltbegeleiding hebben uiteindelijk geleid tot het economische en milieuvriendelijk geteelde product dat ze heden ten dage leveren.

Robotkop op maat
Na formulering van het eisenpakket, is Elsto Services gestart met het ontwerpen van een robotkop op maat voor een standaard robot van ABB. Gekozen is voor een ‘refurbished’ model. Duidelijk vanaf het begin was dat de nieuwe kop moest bestaan uit vier grippers, namelijk voor het hanteren van de twee verschillende maten kratten en voor de twee palletvarianten. De pneumatisch aangedreven grippers worden volledig bestuurd vanuit een PLC, die is ondergebracht in een besturingskast die elders staat opgesteld. Voor elke functionaliteit is een eigen type gripper toegepast. Moeilijkheid hierbij was dat het ‘pakken’ van de kratten van binnenuit niet mogelijk was vanwege de vershoudfolie die over de bovenste laag kratten moest wordt gespannen op het afweegpunt aan de sorteerder. Door middel van een geïntegreerde teller krijgt de operator aan het sorteerstation nu een sein wanneer de laatste kratten worden gevuld. Deze worden door de operator dan voorzien van de afdekfolie.
De kratten worden steeds per twee opgepakt door de robot. Volgens worden ze volgens een bepaald patroon zonder tussenruimte geplaatst. Niet alleen worden de pallets dus strakker, maar ook steviger gestapeld. Bij het oppakken van de kratten van de buitenkant is het van belang dat deze niet in elkaar worden gedrukt, ondanks de snelheid waarmee gestapeld dient te worden (afbeelding 3).

Palletbelading
Gemiddeld wordt gedurende een dag ongeveer 4 uur gesorteerd op de lijn. Bij aanvang geeft de operator de gewenste ‘recepturen’ in op het touchscreen van de PLC. Per recept is beschreven welk type pallet er moet worden beladen met welke kratten en welke sortering er gemaakt dient te worden. Wiermans: Voor zowel de kratten, als ook voor de pallets hebben we een elektromechanisch aangedreven transportsysteem ontwikkeld en op maat gemaakt. Dit systeem bestaat uit meerdere transportbanden vanuit de sorteerder zodat de wortelen op maat naar de stapelaar getransporteerd kunnen worden en twee transportsystemen voor de pallets. Voor het transport van de kratten is gewerkt met transportbanden en voor de pallets is een kettingtransporteur vervaardigd. Voor beide systemen is gewerkt met A-merk componenten uit het omvangrijke assortiment van Elsto Drives & Controls. Zodra de kratten op het einde van de transportbanden komen, detecteren ingebouwde sensoren of het juiste type krat voorbij komt. De sensoren sturen signalen naar de PLC en vervolgens geeft de lijnbesturing instructies aan de robot, waar de betreffende krat moet worden geplaatst. Rekening houdend met de hierboven beschreven beperkingen (zoals opstellingsruimte, ongehinderd kunnen doorwerken etc.), zijn ze er uiteindelijk toch in geslaagd om aan nagenoeg alle functionaliteiten, die vooraf waren gedefinieerd te voldoen. Denk aan de vele variatiemogelijkheden die er zijn zoals diverse laaghoogtes (van 8 tot 14 lagen), vier verschillende sorteringen, vaste kratten en klapkratten, hoge en lage kratten, alsmede euro- en blokpallets. Bij slechts één stapelpositie van al deze variaties was het niet mogelijk om de 14 lagen te halen, omdat de reikwijdte van de robot niet toereikend was. Momenteel wordt achter de schermen hard nagedacht over een oplossing om ook dit te ondervangen.

Veiligheid
Uiteraard moet de installatie voldoen aan de veiligheidseisen. Vandaar dat om de robot een hekwerk geplaatst is dat open is aan de kant waar de geladen pallets naar buiten geschoven worden. Hier maakt men gebruik van lichtschermen om te detecteren of er mensen de beveiligde ruimte binnen treden (afbeelding 4).

Tenslotte
Met deze gerobotiseerde Eterpol krattenstapelaar van Elsto Services kan in de agrisector op het gebied van ergonomie een enorm verschil worden gemaakt. Voorheen werd namelijk uitsluitend gewerkt met pick and place-spots, waarbij altijd dezelfde weg moest worden afgelegd. De gerobotiseerde krattenstapelaar heeft niet alleen een groter bereik, maar ook kan met deze robot in aanzienlijk minder tijd meer werk worden verricht. In het kader van procesoptimalisatie is bovengenoemde Eterpol robotoplossing met elektromechanisch transportsysteem dus dé uitkomst voor al diegenen die nu het zware werk doen in deze sector.

Auteur: Henriëtte van Norel 

Hier ziet u hoe de robot werkt: