Yn gynyddol, mae robotiaid yn cymryd lle bodau dynol mewn gweithfeydd prosesu bwyd. Un o'r manteision yw, lle mae robotiaid yn gweithio, bod halogiad cynnyrch gan bersonél yn cael ei osgoi. Y broblem yw y gall rhai cynhyrchion, gan gynnwys ffrwythau a llysiau cain, fod yn rhy sensitif i robotiaid eu trin.
Cydnabu Sefydliad Technolegau Bwyd yr Almaen y broblem a chymerodd yr her o ddylunio technoleg sy'n trin cynhyrchion sensitif heb eu niweidio. Roedd yr amcan yn driphlyg:
- Datblygu gripper elastomer newydd (math o bolymer) ar gyfer trin bwyd heb ei bacio yn hylan
- Dylunio gripper robot sy'n gafael mewn eitemau sensitif heb eu dinistrio yn y broses
- Dylunio gripper sy'n hyblyg ac yn ddiogel ar gyfer gafael mewn cynhyrchion bwyd o wahanol siapiau, meintiau a gorffeniadau arwyneb.
Y canlyniad yw'r gripper elastomer newydd ar gyfer trin bwyd heb ei bacio'n hylan gan robotiaid.
“Cafodd y dyluniad ei ysbrydoli gan y llaw ddynol, sydd â hyblygrwydd uchel iawn o ran gafael a dal,” meddai Knut Franke o’r sefydliad, a gyflwynodd y syniad yn Ffair FoodTec Anuga eleni yn Cologne, yr Almaen.
“Cyrhaeddir hwn gan y pum bys, y gellir ei symud yn unigol fwy neu lai,” meddai. “Yn ogystal, gall bysedd dynol ddilyn cyfuchliniau yn ystod gafael a dal. Yr agwedd arall oedd y posibilrwydd i'w ddylunio mewn modd cryno iawn heb uniadau mecanyddol. Oherwydd y deunydd meddal, nid yw grym gafael mor brydlon ag y mae ar gyfer grippers caled, ond wedi'i ddosbarthu dros ardal fwy, gan leihau grymoedd brig."
Mae gan y dechnoleg afaelgar sy'n seiliedig ar elastomer botensial uchel ar gyfer trin bwydydd, ac mae'n cynnig sawl mantais dros grippers confensiynol, gan gynnwys hylendid a hyblygrwydd.
Mae'r dechnoleg yn ddigon addasadwy i afael â chynhyrchion o wahanol siapiau a meintiau, ac mae'n hawdd ei gynhyrchu. Gan ei fod yn defnyddio TPE (mowldio chwistrellu), gellir ei gynhyrchu'n rhad. Mae gan y system afael hefyd ystod eang o gymwysiadau.
Gofynion ar gyfer grippers ar gyfer bwydydd
Er y gallai ymddangos fel technoleg weddol syml, rhaid i grippers fodloni nifer o ofynion er mwyn cael eu defnyddio mewn bwyd. Heddiw, mae yna sawl math o grippers ar y farchnad, gan gynnwys grippers mecanyddol, grippers niwmatig (dros ac o dan bwysau), grippers trydanol a grippers gludiog. Nid yw pob un yn addas ar gyfer bwydydd sensitif.
Gall grippers mecanyddol, er enghraifft, gael eu herio gan rym gafael, meddai Franke. Yn gyffredinol, maent yn defnyddio ffurf neu gysylltiad cloi grym, a all arwain at ddifrod i gynnyrch. Gan fod grippers gwactod yn sugno hylifau i'r systemau, gall eu defnyddio arwain at ddyddodion a halogiad posibl. O ganlyniad, nid yw'r naill na'r llall yn addas o ran diogelwch ac ansawdd bwyd.
A siarad yn dechnolegol, mae angen i grippers a ddefnyddir mewn prosesu bwyd fodloni nifer o ofynion, meddai Franke, gan gynnwys amser a hyd gafaelgar, grym gafaelgar a nifer y darnau y mae'n rhaid eu gafael.
Mae nifer o ffactorau'n dylanwadu ar wrthrychau i'w gafael, gan gynnwys siâp, màs, priodweddau arwyneb, sychder, gludiogrwydd a chadernid. Mae cadernid a siâp yn arbennig o bwysig wrth brosesu cynnyrch. Mae amodau amgylcheddol, gan gynnwys tymheredd a lleithder, hefyd yn bwyntiau i'w hystyried. Mae angen hyblygrwydd hefyd, yn enwedig wrth drin amrywioldeb naturiol bwydydd.
“Yn gyffredinol, mae egwyddor grippers elastomer yn seiliedig ar afaelwyr mecanyddol,” meddai Franke. “Ond yn lle deunyddiau metel caled neu blastig, mae elastomers meddal yn cael eu gweithredu fel deunydd gripper mewn cysylltiad ag arwyneb bwyd.”
Yr ail brif wahaniaeth yw egwyddor swyddogaeth gripper.
“Oherwydd mai dim ond y bysedd meddal sy'n cael eu plygu gan bwysau, nid oes angen unrhyw gymalau neu gystrawennau tebyg, gan wneud y grippers hyn yn fecanyddol yn eithaf syml,” meddai.
Efallai mai'r nodwedd bwysicaf, serch hynny, yw ei ddyluniad cryno, sy'n ei gwneud yn ddewis delfrydol i'w ddefnyddio mewn amgylcheddau â gofynion hylan uchel.
“Mae dyluniad y gripper yn gwbl lanadwy oherwydd llwyddwyd i osgoi tyllau a bylchau lle gellir cronni gweddillion cynnyrch,” meddai Franke.
Mae'r dyluniad yn ei gwneud hi'n arbennig o hawdd i'w lanhau, sy'n fonws i gwmnïau prosesu bwyd.
Mae'r dyluniad gripper yn ganlyniad i brosiect ymchwil Almaeneg gan dri sefydliad ymchwil gwahanol. Roedd gan Sefydliad Technoleg Bwyd yr Almaen y syniad ar gyfer y prosiect, yn ogystal â'r profiad o ran ceisiadau gafaelgar am fwyd. Gwnaeth Fraunhover AVV y gwaith adeiladu, a dewisodd Sefydliad Technoleg Rwber yr Almaen y deunyddiau elastomer.