Szállítás a harmadik dimenzióban
A rádiófrekvenciás azonosító (RFID) átveszi a vonalkódok helyét
A vonalkód használata költségkímélő és hatékony megoldás az áru megjelölésére és egyértelmű azonosítására. Azonban ennek az optikai rendszernek vannak határai. Például ha a vonalkód képe nem tiszta, vagy ha a gyártása során megsérült, akkor alig vagy egyáltalán nem olvasható le. Ez még a kétdimenziós vonalkódokra is igaz, pedig azok hibahatára magasabb az egyszerű vonalkódokénál.
Ezeket a problémákat küszöböli ki a rádiófrekvenciás azonosító (RFID), amelyet a svájci, hinwili székhelyű Ferag AG mutatott be nagy sikerrel. Az újfajta azonosítót a cég Skyfall szállítórendszerének azon a változatán szemléltette, amelyik szilikonpatronokat állít elő, válogat és csomagol.
Ez a svájci családi vállalkozás szállító- és feldolgozórendszerek gyártására és fejlesztésére specializálódott, és a Balluff vállalattól származó, náluk már bevált ipari RFID technológiát használja.
Ez a szállítórendszer többfunkciós, és ezzel megújította a vállalat belső logisztikáját. Megbirkózik a hosszabb szállítási távolságokkal és magasságbeli különbségekkel is, szükség esetén összeköt vagy szétkapcsol munkaállomásokat, valamint összehangolja a töltés, a válogatás és a csomagolás folyamatát. A rendszer a gravitációt intelligensen használja fel, így képes a szabadesési szakaszt vezérlés nélkül működtetni; ezzel energiát takarít meg, és kevesebb meghajtót tesz szükségessé. Az 500 mm-es hatósugarú lineáris elrendezésnek és a 6°-ig terjedő dőlésszögnek köszönhetően a rendszer viszonylag kis területet igényel, így a padlószinten felszabadul egy nagyobb terület, ahol töltő és csomagoló berendezések helyezhetők el.
A Skyfall megduplázza a termelést
A Skyfall a felhasználó speciális igényeit is kielégíti: megszünteti a korábbi akadályokat a feltöltők és a kész termék csomagolói között. Ez igen kielégítő eredmény, mert a Skyfall nemcsak a patronok szállítását kezeli, hanem még adatokat is gyűjt. „Ily módon kiküszöbölhető, hogy a töltési és feldolgozási folyamat sebessége eltérő legyen, és a teljesítmény folyamatosan magas szinten tartható. A korábbiakhoz képest a termelési kapacitás akár a duplájára is növelhető” – állapítja meg Roberto Fenile, a Ferag AG fejlesztő menedzsere.
A szalagrendszer termelési teljesítménye 12.000 patron/óra, és olyan gördülékenyen dolgozik, hogy szemmel alig követhető a mozgás; a megfigyelőt ámulatba ejti ez a sebesség. A vezérlőberendezés fő eleme egy görgőkkel ellátott és három dimenzióban mozgó sínrendszer, mely ingajáratban működik. Erre töltik fel az építőiparban is használatos szilikonpatronokat, de ezek nemcsak külsejüket, de térfogatukat illetően is eltérnek azoktól. A tárolótartályból érkező üres patronokat a szállítási és válogatási folyamat után megtöltik a szükséges mennyiségű szilikonnal, majd azok a csomagolóegységhez kerülnek. Az egyes görgők megbízható azonosítása rendkívül lényeges a folyamat során, és emiatt döntött a Ferag az RFID technológiájú azonosító módszer mellett. „Akkor is megbízhatóan működik, ha az adathordozók szilikonnal szennyeződtek” – hangsúlyozza Rolf Werner, a Balluff értékesítési mérnöke.
A Skyfall által megvalósított szállítási módszer előnyei nemcsak a patronok esetében érvényesülnek, mivel a görgő (átviteli) adapterek egyenként konfigurálhatók, illetve az éppen adott alkalmazáshoz illeszthetők. A moduláris rendszer mindig hozzáigazítható az új helyzetekhez, és szükség szerint bővíthető a rendelkezésre álló kiegészítő elemekkel: ilyenek például a folytonos üzemű szállítószalag, az emelkedő és lejtő szállítószalagok, a töltő- és kirakodóállomások, vagy a be- és kimeneti átengedő kapuk.
Megbízható azonosítás és nagy ciklussebesség
A „BIS M” ipari RFID-megoldás egy érzékelőből és a Balluff 13.56 MHz frekvencián üzemelő RFID egységéből áll. „Nemcsak kielégíti azt az egyre gyakoribb igényt, hogy a ciklussebesség nagy és állandó legyen, hanem fémes környezetben – ami külön erőpróbát jelent – is megbízhatóan működik” – magyarázza Rolf Werner a rendszer tulajdonságait. Passzív adathordozókkal kombinálva ez a nagyfrekvenciás megoldás 20 mm-es átlagos hatósugarat jelent, ami a „BIS M”-et ideálissá teszi rövid hatósugarú egységek követésére, illetve a minőségellenőrzés számára a gyártási folyamat kontrollálását. A Feragnál működő rendszer folyamatosan dokumentálja a különféle eljárásokat és az egyidejű adattovábbítást, valamint automatizálja a teljes anyagmozgatást, a töltéstől a csomagolásig. Az egyes patronok típusa és aktuális helye a teljes folyamat során nyomon követhető. Az adatfeldolgozást a rendszer központi számítógépe végzi.
A mindössze 36 mm x 8 mm x 5 mm méretű öntapadós OnMetal RFID-címkével (amely hasonló egy alkatrészcímkéhez) egyedileg megjelölhetők a görgők. Mivel az adathordozók a memóriában rögzített sorozatszámmal, az ún. UID (egyedi azonosító) kóddal vannak ellátva, a görgők bármikor egyértelműen azonosíthatók. Az adathordozók megfelelnek az ISO 15693 szabványnak, és 10 mm-es olvasási távolságot biztosítanak fémfelületek esetén is. Ez a Ferag alapvető követelménye volt. Így a gördülő test folyamatos érzékelhetősége a teljes anyagmozgatás során biztosított.
Az UID-kódot a Balluff RFID rendszerének BIS0140 sorozatszámú, cső alakú, M16 olvasó/írófejei olvassák le, amelyek a szállítási útvonal mentén a fontosabb pontoknál, például a kapuknál helyezkednek el. Az adathordozók passzívak, az olvasó/írófejektől kapják az energiát, így nincs szükség elemre. A címke magában foglalja az elektronikát és az antennát is.
Megtalálták a megfelelő megoldást
„A legnagyobb kihívást a legmegfelelőbb rendszer összeállítása, illetve a címke, az olvasófej és a vezérlőegység optimális kombinációjának a kiválasztása jelentette. Ez utóbbinál egy kiváló külső szakértő, a svájci Balluff műszaki ügyfélszolgálatának munkatársa, Willi Brändli segített” – mondja Roberto Fenile. „Brändli úr kifejezetten segítőkész volt, és nagymértékben hozzájárult új rendszerünk sikeres beüzemeléséhez.”
„Az adathordozó mérete és az olvasó/írófej geometriája lényeges szerepet játszik” – magyarázza Willi Brändli, és így folytatja: „A rendszer által generált nagyfrekvenciás térnek megfelelő erősségűnek kell lennie, és a címkének elég hosszan a térerőben kell tartózkodnia ahhoz, hogy nagy sebesség mellett is le lehessen olvasni a kódot. Ugyanakkor a jel nem lehet túl erős, nehogy a következő címke érzékelésével átfedés jöjjön létre. A megfelelő érték megtalálása nagy tapasztalatot igényel.”
Roberto Fenile elmondja: „Először egy másik RFID-gyártó termékét próbáltuk ki, de az nem felelt meg a mi komplex követelményeinknek. Ezután különböző gyártók rendszereit hasonlítottuk össze, és végül a Balluff mellett döntöttünk, mert ez a cég fejlesztőként és gyártóként is a legalaposabban ismeri a termékeit, és nem zárkózik el attól, hogy a standard gyártmányain kívül egy-egy ügyfél számára specifikus változatokat is kifejlesszen.” Örvendetes, hogy a Ferag számára készített rendszert mégis sikerült a Balluff standard elemeiből létrehozni, anélkül, hogy bármilyen megalkuvásra kényszerült volna a gyártó.
Az azonosítás és érzékelés integrált megoldása
A beépített BIS V RFID vezérlőegység lehetővé teszi négy író/olvasófej összekötését, ezzel a rendszer biztosítja az elvárt olvasási sebességet. Ezen kívül ennek a megoldásnak köszönhetően kevesebb vezérlőegységre van szükség, ami a Ferag számára jelentős költségcsökkenéssel is jár. A rendszer egyik különleges tulajdonsága, hogy különböző technológiájú (kis-, nagy- és ultranagyfrekvenciás) olvasófejek is összeköthetők, bár a Skyfall esetében erre nincs szükség.
Az RFIS indítása és a vezérlőegység kezelése gyerekjáték a „plug-and-play” alkalmazással. Az olvasó/írófejek közvetlenül a vezérlőegységhez csatlakoznak, mivel azokat automatikusan érzékeli a rendszer. Minden porton két LED található, amelyek mutatják az aktuális állapotot és működési helyzetet.
A vezérlőegység standardizált frekvenciákat használ, ezért a Ferag rendszere a világ bármely pontján használható, mivel felismeri önmagát. Továbbá a kompakt fémházban található kombinált vezérlőegység minden ismert bus-rendszerrel összeköthető, pl. Profibus, EtherCAT, CC-Link, Ethernet/IP és Profinet. A Ferag EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) bust használ. Az IEC standard 61158 nyílt szabvány megfelel az automata technológia „kemény” (hard) és “puha” (soft) valós idejű követelményeinek.
A vezérlőegység USB-csatlakozója szolgáltatási interfészként működik: például a szoftverfrissítéshez és a gyors indításhoz nincs szükség PLC-re vagy vezérlőre. Az intelligens kombinált vezérlőrendszer még többet kínál: az RFID processzoregységhez kiegészítő érzékelők vagy indítószerkezetek is hozzáköthetők. A processzoregység a beépített „Input-Output-Link” vezérlő funkciót használja. Ez lehetővé teszi a tárgy azonosítását, és a vezérlőegység egyéb feldolgozási információkat is kap: például a kioldó szerkezet fényszintjére, az indukciós vagy kapacitív közelségi kapcsolatokra és az „Input-Output-Link” felülettel rendelkező távolság- vagy látószenzorokra vonatkozó jeleket. Még ha aktuálisan nincs is szükség ezekre a funkciókra, a rendszer készen áll az ilyen követelmények kielégítésére is, ha azok a későbbiekben mégis felmerülnek.
A cikk megjelent a NEW technology magazin májusi számában! Keresse az újságárusoknál vagy a Digitalstandon!