Zakken depalletiseren gaat voortaan vanzelf dankzij AZO

AZO automatiseert het lossen van zakgoed met Siemens AI Bin Picking: hogere efficiëntie, minder fouten, en een stap dichter bij de fabriek van de toekomst.

Zakken tot 25 kg in een machine leegstorten is erg belastend voor operatoren. Daarom ontwierp de AZO Group voor een babyvoedingsproducent een robotoplossing die de zakken van de pallet halen én een machine die ze vervolgens hygiënisch opensnijdt. Een technisch huzarenstukje met AI-visietechnologie van Siemens.

Hygiëne voorop bij babyvoeding

Producenten van melkpoeder maken véél varianten met verschillende mengelingen van vitaminen en mineralen voor diverse leeftijden. En dan hebben we het nog niet over de vele allergieën waarmee ze rekening moeten houden. Daardoor komen grote silo’s zelden voor in de productie. De oplages zijn klein en de grondstoffen komen meestal in zakgoed.

Tegelijkertijd moeten ze zeer strikte hygiëne-eisen naleven. Geen makkelijke uitdaging, want zakken zijn moeilijk machinaal te verwerken. Ze zijn zwaar, onregelmatig van vorm en kunnen makkelijk scheuren. “Een klant vroeg ons om een machine te bouwen die de zakken hygiënisch opensnijdt”, zegt Corné Daane, Sales Branch Manager Vital bij AZO NV.

“En dat is gelukt. We ontwierpen een machine met weinig bewegende delen, die makkelijk te reinigen is en volledig afgesloten. Daardoor blijft de omgeving stofvrij en hebben we vrijwel geen productverlies. Het poeder dat vrijkomt bij het snijden zuigen we hygiënisch af, waardoor het bruikbaar blijft. Nadien gaat de zak door een compacteerschroef netjes de machine weer uit.”

Automatisch depalletiseren

“De zakken komen toe op palletten. Onze klant had het idee om zijn productielijnen te laten voeden door operatoren. Die moesten de zakken – tot 25 kg zwaar – één voor één van de pallet halen en in de machine leggen. Zwaar werk en vatbaar voor fouten en ongelukken, want zo’n zak kan makkelijk scheuren. Bovendien is manuele handling niet bepaald hygiënisch. Daarom gingen we op zoek naar een manier om ook die stap te automatiseren.”

Dat bleek niet eenvoudig. “Omdat het zulke kleine oplages zijn, liggen er vaak verschillende types en formaten op één pallet”, zegt Nick Heuten, Manager Automation bij AZO NV. “Die liggen dan nog kriskras door elkaar. Om ze te laten depalletiseren door een robot, zou je elk mogelijk formaat en elke soort ligging in een CAD-tekening moeten definiëren. Dat is onbegonnen werk. Daarom zijn we op zoek gegaan naar een AI-oplossing. Er zijn veel interessante start-ups mee bezig, maar wij wilden industriële schaalbaarheid en kwaliteit. Daarom keken we naar Siemens, waar we al jarenlang intensief mee samenwerken.”

Over AZO

AZO is een Duits familiebedrijf, gespecialiseerd in de automatisering van bulk handling: bulkgoederen ontvangen, opslaan, transporteren, doseren, mengen en afvullen. Het is actief in verschillende sectoren: CHEM, POLY, FOOD en VITAL(o.a. pharma). Wereldwijd telt het bedrijf zo’n 1200 medewerkers. De Belgische vestiging heeft er zo’n 140.

Onze technologie voor bin picking bleek meteen goed te werken met groter zakgoed.

Jeroen Pieters, Account Manager, Siemens

“Met SIMATIC Robot Pick AI hebben we al jaren ervaring met AI-visietechnologie”, vult Jeroen Pieters, accountmanager bij Siemens, aan. “Alleen gebruikten we ze tot nu toe vooral voor bin picking: kleine, onregelmatige objecten uit bakken picken. Samen met Nick heb ik een bezoek gebracht aan onze productiefaciliteit in Duitsland, waar we de pickingtechnologie zelf gebruiken bij de productie van onze SIMATIC S120-drives, die trouwens ook in deze machine zitten. We hebben onze productie even stilgelegd en geprobeerd met enkele zakken. De resultaten waren meteen veelbelovend.”

Op naar 100% success rate

“Zakken vastnemen is een uitdaging voor een robot, zeker als ze onregelmatig op een pallet liggen”, zegt Nick. “Dat is meestal het geval. Zelfs als ze door robots op een pallet gestapeld zijn, verschuift er altijd wel iets. Zakken kunnen geplooid of over elkaar heen liggen, er kan een flap omhoog staan, kreuken kunnen ervoor zorgen dat de robot geen vacuüm krijgt opgebouwd, enzovoort. Als mens zie je meteen dat iets niet goed ligt, voor een robot is dat veel moeilijker.”

Menselijke operatoren zien meteen welke zak ze het beste vastnemen. Voor een robot is dat veel moeilijker.

Nick Heuten, Automation Manager, AZO

“We zijn aan de slag gegaan en haalden al snel een success rate van 80%. Dat is al goed, maar we willen natuurlijk 100% halen: elke zak die de robot wil vastnemen, moet op de machine belanden. Het systeem houdt bij welke pogingen succesvol waren en welke niet. We sturen die data op vaste tijdstippen door naar Siemens, die ze gebruikt om het algoritme verder te verbeteren. Het hele algoritme draait lokaal, op een SIMATIC BX-59A. Daardoor hebben we geen cloudverbinding nodig.”

Modulaire opbouw

“Het leuke aan Siemenstechnologie is dat we ze modulair kunnen gebruiken”, vervolgt Nick. “SIMATIC Robot Pick AI zorgt dat de zakken correct worden vastgenomen. Maar daarna komt er een stuk AI-technologie dat we zelf geschreven hebben: LOB Vision. LOB staat voor Logistics Operations Bot en bepaalt hoe de zakken voor de snijmachine gepositioneerd worden. Ook die software draait op de BX-59A. Op deze manier houden we die knowhow bij onszelf.”

De aansturing van de robot gebeurt via de SIMATIC Robot Library. “Dat is een softwarebibliotheek waarmee we de robot kunnen aansturen via de Programmable Logic Controller (PLC). Daardoor moeten we geen specifieke robottaal leren, wat een absolute meerwaarde is. Nu gebruiken we vanwege de strikte hygiëne-eisen een hermetisch afgesloten robot van Stäubli. Wanneer een volgende klant pakweg zakken zand wil verwerken, zetten we daar zonder veel aanpassingswerk een andere robot in.”

Uniek in de markt

“Met deze machine hebben we een mooie voorsprong genomen op de concurrentie, en dat volledig met West-Europese technologie binnen de AZO Group”, besluit Corné trots. “Het is dankzij projecten als deze dat we onze productie hier kunnen houden, want operatoren die dit zware werk nog willen doen, worden zeldzaam. Met deze machine zijn onze klanten zeker van hygiënische en traceerbare verwerking. En dankzij de recuperatie van de remenergie in de DC-kring zijn we ook nog heel energiezuinig. Wanneer de ene motor remt en een andere tegelijk start, gebruikt de startende motor de remenergie. In een systeem met veel starts en stops zoals het onze, levert dat een fikse energiebesparing op.”

Dankzij projecten als deze kunnen we onze productie in West-Europa houden.

Corné Daane, Sales Branch Manager Vital, AZO nv

De voordelen in een notendop

Meer ergonomie voor operatoren
Recuperatie van remenergie door servodrives
100% hygiënische verwerking
Vrijwel geen productverlies
Perfecte traceerbaarheid

“Dit was niet gelukt zonder nauwe samenwerking met Siemens – zowel de Belgische afdeling als het Duitse moederbedrijf. Op hun beurt kunnen ónze Duitse collega’s niet wachten om te komen kijken wat we hier hebben verwezenlijkt. Mooi dat we zo kunnen blijven voorlopen.”