Мехатронные системы для пищевой промышленности

Большинство автономных роботизированных систем контроля сорняков используют подхода машинного зрения. Подход, основанный на машинном зрении, использует форму, текстуру, особенности цвета и местоположения, индивидуально или совместно, чтобы различать сорняк и урожай. Перед обработкой изображения оно проходит несколько этапов. Некоторые из шагов взятые при обработке изображения, как показано на рис. 16.










Рисунок 16 – Общая схема обработки изображений
2.9 Мехатронные универсальные дозаторы для малых предприятий пищевой промышленности

Применяются также в отечественной промышленности мехатронные объемные дозаторы пищевых сыпучих продуктов. Анализ рынка фасовочно-упаковочного оборудования показывает, что чаще всего применяется два вида систем дозирования: весовое и объемное [9].
При весовом дозировании можно получить любое значение номинальной массы в пределах от 0,05 до 2 кг с помощью одного дозатора, обеспечивая погрешность дозирования в соответствии со стандартом ГОСТ Р.8.579-2001 «Требования к количеству фасованных товаров упаковках любого вида при их производстве, расфасовке, продаже и импорте». Внешний вид этого дозатора показан на рис. 17.








Рисунок 17 – Внешний вид схемы объемного дозатора, где 1 является плунжером 2, 5 – корпусом, 3 – пневматическим цилиндром с пружиной в поршневой полости, 4 – бункером

Разработанный мехатронный пружинный привод с рекуперацией энергии дает возможность обеспечить высокое быстродействие с плавным разгоном и торможением. Система управления обеспечивает заданное количество минимальных доз, фасуемых в один пакет, компенсацию диссипативных потерь и управляемый выстой, связанный, например, с выводом заполненной тары из дозатора.

2.10 Структурная схема мехатронной системы объемного дозирования

На рис. 18 показана структурная схема мехатронной системы объемного дозирования [10].







Рисунок 18 – Внешний вид структурной схемы мехатронной системы объемного дозирования

Основные элементы этой системы: шиберный дозатор, пневматический привод, система управления и программное обеспечение.
На рис. 19 представлен один из возможных вариантов шиберного дозатора с четырьмя мерными объемами, двумя выпускными отверстиями в корпусе и тремя отверстиями в питателе. Шибер приводится в движение пневматическим цилиндром. Регулирование величины дозы обеспечивается двухсторонним ограничением хода штока цилиндра.



















Рисунок 19 – Внешний вид шиберного дозатора с четырьмя мерными объемами, где 1 является питателем; 2 — крышкой; 3 — шиберем; 4 — корпусом; 5 — цилиндром, который содержит два штока
3 Перспективы дальнейшего применения мехатронных систем в пищевой промышленности

Мехатроника необходима пищевой промышленности с учетом следующего. Большое население планеты, которое составляет около 5 млрд. человек, является преимуществом большого рынка, куда импортируется продукция из разных уголков мира. Большинство этих продуктов по своей природе являются мехатронными, поэтому необходимо обучать людей, чтобы они могли превратиться из потребителя в производителя мехатронных продуктов, а также приобрести способность проектировать, разрабатывать и поддерживать использование таких продуктов. Уже не стоит говорить о том, что большинство продуктов и процессов, обычно используемых в разных странах, все чаще становятся мехатронными по своей природе.
Применение мехатроники, которые очень важны для мировой экономики, должно охватывать все больше направлений пищевой промышленности.
Учитывая планы индустриализации различных стран, необходимо охватить мехатронику, поскольку индустриализация в 21-м веке не может быть достигнута без передовых производственных технологий и систем, которые по своей природе являются очень мехатронными.
Мехатроника все больше будет применяться в пищевой промышленности, но это может привести к безработице в мире из-за того факта, что эти мехатронные системы могут привести к сокращению рабочих мест. Однако людские ресурсы, перемещенные из одной области, могут быть сохранены в новых и возникающих областях, имеющих отношение к нынешнему процессу индустриализации и развития.
Также при этом необходимы и дополнительные работы, такие как монтаж, сервисное обслуживание, диагностика и ремонт основных типовых технологических мехатронных систем и робототехнических комплексов в пищевой промышленности [10].
При этом разрабатывается и модернизируется уже существующее программное обеспечение мехатронных систем дозирования, что обеспечит режимы работы для получения номинальной массы многократным последовательным дозированием единичных масс в одну тару. Уже разработаны и определены допускаемые максимальные отклонения минимальных единичных масс, которые обеспечивают выполнение требований стандарта к погрешности дозирования номинальных масс, которые получены многократным дозированием. Благодаря внедрению мехатронных систем в пищевую промышленность позволят производителям фасовочно-упаковочного оборудования выпускать, а потребителям иметь минимальный набор мехатронных систем объемного дозирования [11].


Заключение

В заключении необходимо отметить, что мехатронные системы все больше внедряются в пищевую промышленность. Применяются мехатронные устройства для нарезки пищевых продуктов, загрузки рыбы и приготовления и фасовки сыпучих пищевых продуктов. Применяются технологии 3D-печати в пищевой промышленности. Нашел применение колесный мобильный робот для управления полем в конкретных местах. Используется мехатронная система объемного дозирования. Благодаря внедрению мехатронных систем в пищевую промышленность позволят производителям фасовочно-упаковочного оборудования выпускать, а потребителям иметь минимальный набор мехатронных систем объемного дозирования
В данной работе достигнута основная цель – описаны мехатронные системы для пищевой промышленности.
В данном реферате были решены следующие задачи:
описаны основные понятия, которые связаны с мехатронными системами;
приведены способы применения мехатронных систем для пищевой промышленности;
описаны перспективы дальнейшего применения мехатронных систем в пищевой промышленности.
Также при написании этой работы использовалась современная и классическая литература, а также источники, расположенные в глобальной сети Интернет.

Список использованной литературы

Фадина Я.А Использование мехатронных систем в различных отраслях. Уфа: ООО «Агентство международных исследований, 2016. – С. 93–95.
Елизарова, А. В. Состояние и перспектива развития мехатронных систем в сельском хозяйстве / А. В. Елизарова, В. В. Елизаров, Н. Н. Устинов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 27 (131). — С. 73–75.
Mechatronic systems. Analysis, design and implementation. El-Kébir BoukasFouad M. Al-Sunni, 2011. – 497 р.
О.В. Агеев, Ю.А. Фатыхов, Н.В. Самойлова. Разработка мехатронного устройства для нарезки пищевых продуктов. Инновационные технологии в пищевой промышленности: наука, образование и производство. Материалы IV Международной научно-технической конференции (заочной) (Воронеж, 9-10 ноября 2017 г.) — Воронеж: ВГУИТ, 2017. — С. 785–789.
О.В. Агеев, Ю.А. Фатыхов, Н.В. Самойлова. Разработка мехатронного устройства с шаговым электроприводом для поштучной загрузки рыбы. Инновационные технологии в пищевой промышленности: наука, образование и производство. Материалы IV Международной научно-технической конференции (заочной) (Воронеж, 9-10 ноября 2017 г.) — Воронеж: ВГУИТ, 2017. — 799–803 с.
О.В. Агеев, Ю.А. Фатыхов, Н.В. Самойлова. Разработка мехатронного устройства для получения рыбного фарша. Инновационные технологии в пищевой промышленности: наука, образование и производство. III Международная научно-техническая конференция (заочная): сборник материалов, 8 ноября 2016 г. — Воронеж: Воронежский государственный университет инженерных технологий (ВГУИТ), 2016. — С. 651–656.
Deng K. (ed.) et al. Recent Developments in Mechatronics and Intelligent Robotics. Proceedings of International Conference on Mechatronics and Intelligent Robotics (ICMIR2018). Springer, 2019. — 1280 p.
Ozoemena Ani, Kennedy Chukwuma, Gideon Okoro, Gideon Okoro, Anselm Oyiga. Applications of Mechatronics and Autonomous Systems in Smart Agriculture: Potentials and Challenges for Nigeria, 2019. – Р. 4502–4517.
Жавнер В.Л. Чжао Вэнь. Дозирование сыпучих продуктов малыми дозами массой 0,2 – 5 грамм. Санкт-Петербург: Вестник международной академии холода. Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, 2019. – С. 34–41.
Чжао Вэнь, Жавнер М.В., Жавнер В.Л. Универсальные дозаторы для малых предприятий пищевой промышленности. Санкт-Петербург: Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: процессы и аппараты пищевых производств Издательство: Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, 2019. – С. 19-26.
Монтаж, сервисное обслуживание, диагностика и ремонт основных типовых технологических мехатронных систем и робототехнических комплексов в пищевой промышленности. Будник А.А., Попович А.Э., Гончаров А.В., Соколов И.В. М.: ООО «Издательство "Спутник+», 2019. – 97 с.










2