1

DATO: 28. august 2013

Slutrapport

for projekter med tilskud fra Innovationsloven 1. Projekttitel Maskine til automatisk udtagning af tunge 2. NaturErhvervstyrelsens j.nr. J.nr. 3414-09-02548 3. Ansøger (titel, navn, adresse, tlf., fax og e-mail): Projektleder Peter Andersen DMRI-Teknologisk Institut, Maglegårdsvej 2, 4000 Roskilde, Tlf. 72 20 20 00, E-mail: pann@dti.dk 4. Deltagende samarbejdsparter (navn, adresse, tlf. og e-mail): ProInvent A/S, Lyngsø Allé 3, 2790 Hørsholm. Tlf. 45761001, E-mail: mail@ProInvent.dk Direktør Leif Dalum, E-mail: ld@ProInvent.dk 5. Kontaktpersoner (titel, navn, adresse, tlf. og e-mail, for hver deltagende institution/virksomhed er der er udpeget én kontaktperson) Projektleder Peter Andersen, DMRI-Teknologisk Institut, Maglegårdsvej 2, 4000 Roskilde, Tlf. 72 20 27 05, E-mail: pann@dti.dk Projektleder, Peter Ahlberg, ProInvent A/S, Lyngsø Allé 3, 2970 Hørsholm Tlf. 22905230 E-mail: pra@ProInvent.dk 6. Øvrige projektmedarbejdere (titel, navn, adresse, tlf. og e-mail) Seniorkonsulent Flemming Haugaard Christensen, Maglegårdsvej 2, 4000 Roskilde Tlf. 72 20 25 99 E-mail: fcn@dti.dk Maskinkonstruktør Lars Rørbæk-Olsson, Lyngsø Allé 3, 2970 Hørsholm Tlf.45 76 10 01 E-mail: lro@ProInvent.dk Ingeniør Thomas Vetter Hansen, Lyngsø Allé 3, 2970 Hørsholm Tlf. 45 76 10 01 E-mail: tvh@ProInvent.dk 7. Projektets start- og slutdato 14. december 2009 til 31. december 2012

mailto:pann@dti.dkmailto:ld@proinvent.dkmailto:pann@dti.dkmailto:pra@proinvent.dkmailto:fcn@dti.dkmailto:lro@proinvent.dkmailto:tvh@proinvent.dk

2

8. Slutrapport:

A. Sammendrag af projektets formål og indhold i henhold til den godkendte projektansøgning:

Projektets formål er at udvikle en ny slagterimaskine, der kan udskære tunge og organer fra en svineslagtekrop. Maskinen automatiserer nogle meget komplekse arbejdsoperationer og erstatter fysisk belastende rutinearbejde med job med større videnindhold.

Maskinen repræsenterer en international nyskabelse, da der ikke findes tilsvarende udstyr på markedet. Maskinen er banebrydende, fordi den indeholder et komplekst sæt af hidtil usete små, hurtige og stærke værktøjer, der baseres på den nyeste teknologi, bl.a. inden for servomotorer og avanceret maskinstyring.

For slagteriindustrien betyder maskinen lavere omkostninger og det bidrager til branchens internationale konkurrenceevne og store eksport af svinekød. Da maskinen øger produktiviteten er den med til at bevare svineslagtning i Danmark til gavn for beskæftigelsen.

Projektet omfatter konstruktion, fremstilling og afprøvning af en funktionsmodel og er planlagt til at vare 1½ år. Når projektet er gennemført indgås aftale med en maskinfabrikant om at producere en endelig produktionsudgave. Efter en grundig afprøvning er maskinen klar til serieproduktion. Maskinfabrikanten vil på licens få ret til at sælge maskinen internationalt. Det vil skabe ny eksport og beskæftigelse.

B. Projektets resultater og konklusion

Opgaven med at konstruere en funktionsmaskine, som baserer sig på at anvende 13 servomotorer og få dem til at bevæge føringer og værktøjer sekventielt, har vist sig langt sværere end forventet. Det blev hurtigt klart, at projektaktiviteterne skulle ændres og der blev søgt om projektforlængelse, men selv med mere tid, er det ikke lykkedes at opnå de ønskede mål inden for projektets rammer. Ønsket om at få udviklet den færdige funktionsmaskine er ikke nået. Grisen skulle igennem 7 delprocesser, 3 sekvenser virkede rigtigt godt og 4 sekvenser blev aldrig færdigudviklet. Projektet har vist, at man godt kan frigøre tonsillerne fra grisen uden at efterlade tonsilrester. Dette er revolutionerende i forhold til den metode der anvendes på slagterierne i dag. Kapaciteten på funktionsmaskinen på 400 svin pr. time blev ikke opnået. Pr. 31. december 2012 er status følgende Konstruktionen

virker Bemærkning

Sekvens 1 - Fiksering af gris 100 % Ok Sekvens 2 - Fange pluks 20 % Dele af den mekaniske konstruktion

fungerede efter hensigten Sekvens 3 - Kæbestikning 70 % Blev omkonstrueret, men der var behov for

yderligere ændringer

3

Sekvens 4 - Tonsilstansning 100 % Ok Sekvens 5 - Udskæring af tunge 50 % Dele af den mekaniske konstruktion

fungerede fint efter hensigten Sekvens 6 - Tungetræk 100 % Ok Sekvens 7 - Afhægtning af pluks 20 % Konstruktionen virkede ikke efter hensigten,

og der fandtes ikke umiddelbart en let løsning på opgaven

C. Projektets faglige forløb

Projektet var opdelt i 5 arbejdspakker planlagt gennemført efter nedenstående tidsplan. Tidsplan er regnet fra projektets start 14. december 2009:

Tidsplan

Arbejdspakke / måned 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1. Konstruktion af funktionsmodel 2. Indkøb og fremstilling af komponenter 3. Montage og test 4. Indkøring på forsøgsslagteri 5. Mekanikjusteringer og ændringer

Efter gennemførelsen af arbejdspakke 1 viste det sig, at vi ikke kunne arbejde samtidigt med arbejdspakke 2. Det var mere hensigtsmæssig at gennemføre arbejdspakkerne i forlængelse af hinanden. Derfor er der blevet ansøgt om projektforlængelse som blev godkendt pr. 18. maj 2011. Efter gennemførelsen af arbejdspakke 3 blev funktionsmaskinen kontrolleret, og maskinens bevægelser og vandringer var som specificeret. Maskinen blev flyttet til skoleslagteriet, og arbejdspakke 4 kunne igangsættes.

4

Billede 1. Udstyret er under montage hos ProInvent.

Billede 2. Udstyret monteret på skoleslagteriet i Roskilde.

Maskinstyringen til de 7 sekvenser blev udviklet af DMRI i takt med at maskinen blev sat i drift. I forbindelse med indkøring af maskinen viste det sig som forudset, at forskellige mekaniske konstruktioner skulle optimeres, hvorfor arbejdspakke 5 blev iværksat. Efter en grundig analyse af problemstillingerne blev konstruktionerne forandret. Ændringerne blev installeret og afprøvet i maskinen. De blev testet i maskinen og finjusteret, indtil de var i orden.

D. For samarbejdsprojekter med flere projektparter redegøres yderligere for: Udviklingsarbejdet mellem ProInvent og DMRI forløb ganske godt. Dette projekt var en udviklingsopgave som egnede sig godt til ProInvent, da de udvikler og bygger maskiner. Projektet fik i arbejdspakke 1 megen opmærksomhed og der blev jævnligt holdt mange ”design review”. Her blev maskinkonstruktioner fremlagt og diskuteret for at sikre og minimere fejl. Under arbejdspakke 2 havde DMRI sin daglige gang hos ProInvent. Projektets parter har løbende mødtes efter behov. I ansøgningen var ProInvents omkostninger til projektet 3.735.879 kr. På grund ændringerne, som er nævnt i budgetansøgningen, blev ProInvents omkostninger lidt lavere, nemlig 3.546.302 kr. ProInvent har gennemført fremstillingen af maskinen til fast pris, hvilket har været tabsgivende for ProInvent. Oprindeligt var det ikke tænkt, at ProInvent skulle investere i projektet. Den viden som er vundet i projektet er dog af samme størrelse som investeringen.

5

E. Vurdering af projektets erhvervs- og samfundsmæssige betydning: Projektet omhandler udvikling af en funktionsmaskine til fase 4, som det ikke er lykkedes at få gennemført. DMRI har før 2008 indleveret 5 patenter og udtaget patenter i flere lande. Alle patenterne er her i 2013 opgivet og hermed faldet bort.

F. For forskningsprojekter suppleres med:

Ikke relevant for projektet.

G. Redegørelse for projektets perspektiver: Projektets resultater kan anvendes i mange andre sammenhænge og dermed komme slagteri- og automatiseringsbranchen til gode. Specielt er udstikning af kæber teknisk muligt, men det vurderes tvivlsomt om det er rentabelt at gennemføre.

H. Projektets økonomiske forløb I forbindelse med gennemførelse af arbejdspakkerne har der været ansøgt om budgetændring den 17. juli 2012 og den blev godkendt den 31. august 2012. I ansøgningen om budgetændring er der redegjort for alle ændringerne.

I. Liste over publikationer mm., der er et direkte resultat af projektet: Projektet er et forsknings- og udviklingsprojekt, der har modtaget tilskud fra Svineafgiftsfonden (SAF) og er omtalt på http://www.teknologisk.dk/projekter/projekter-slagteri-og-animalske-produkter/svineafgiftsfonden-saf/27378

J. Evt. uddybende beskrivelse af projektets forløb og opnåede resultater (maks. 5

A4-sider): Der har været afholdt ca. 20 projektledermøder og 4 styregruppemøder. Der har været behov for at søge om budgetforlængelse med ca. 18 mdr. og der har været behov for også at søge om budgetændring. Arbejdspakke 1-3 blev gennemført hos ProInvent i Hørsholm i perioden frem til november 2011, hvor funktionsmaskinen blev afleveret til DMRI. Forløbet tog længere tid end planlagt, som det er beskrevet i ansøgningen om projektforlængelsen. Arbejdspakke 4-5 blev gennemført på skoleslagteriet i Roskilde i perioden fra november 2011 frem til den 31. december 2012. Dette er forløbet således, at DMRI selv har indkørt det meste af maskinen, da skoleslagteriet ændrede driftstider. ProInvent har deltaget med at udføre ændringer, forandringer og indkøring af sekvens 5. De opnåede resultater af indkøringen er beskrevet i det efterfølgende:

http://www.teknologisk.dk/projekter/projekter-slagteri-og-animalske-produkter/svineafgiftsfonden-saf/27378http://www.teknologisk.dk/projekter/projekter-slagteri-og-animalske-produkter/svineafgiftsfonden-saf/27378

6

Sekvens nr. 1: Fiksering af gris Maskinen kunne fiksere en gris og vi opnåede følgende erfaringer i sekvens 1: • Fejlfikseringer da munden ikke kunne åbnes. Det skyldes, at det var nødvendigt at ændre

pandestøtten. Den tidligere version havde trynestyr som holdt trynen i position, når munden blev åbnet. Med den nye version af pandestøtten var trynefikseringen ikke løst 100 %.

• Rygrullerne udførte deres funktion. • Benfikseringen fungerede, dog var konstruktionen ikke stabil, idet den ændrede facon.

Billede 3. Viser en gris, som er fikseret i maskinen, set fra siden.

Sekvens nr. 2: Fange pluks Stamperen kunne placeres så den lå i nakken på grisen og kunne skrabe ned ad nakken i Z-retningen og stoppe, når den opnåede værdien på vejecellen på ca. 50 kg. Strubegriber, snittespreder og strubepigge aktiveres samtidig. Når strubegriberne er gået rundt, aktiveres strubetrækkeren. På trods af at pluksfanget ikke kom til at virke helt som tilsigtet, fik projektteamet lært meget om servomekanismens evne (og begrænsning) til at stoppe via signal fra en elektronisk vejecelle og dennes kalibrering. Disse erfaringer kan anvendes i efterfølgende projekter.

Fiksering på

rygsiden

Fiksering på

bugsiden

Fiksering igennem munden

Rulle til centrering af

hoved

Hygiejnisk kabling

7

Sekvens nr. 3: Kæbestikning Udstikning af kæbesnitterne sker ved at Y-aksen køres 220 mm frem og X-aksen køres 50 mm ind. Z-aksen er i position, når den er sat i forhold til øremål. Billede 4 viser startpunkt for afvikling af skærebevægelsen for udstikning af kæberne. Vi opnåede følgende erfaringer med sekvens 3.

• Koordinaterne fra værktøjsholderen blev anvendt til at skære kæbesnitterne. Dog passede de ikke på særligt mange grise. Det var derfor nødvendigt at teste mange flere grise for at få tilstrækkeligt mange data, så kurven kunne tilrettes.

• Det optimale punkt, hvor 2-trins knivtryk kunne aktiveres, blev ikke fundet og derfor ikke testet.

Samlet set kom kæbestikningen til at fungere ca. 70%.

Billede 4. Viser startpunkt for kæbekniven

Sekvens nr. 4: Tonsilstansning Udstansning af tonsiller sker igennem munden på grisen og det lykkes ganske godt at foretage denne operation. Se billede 5 som viser føringsvejen. Dette fungerede 100 %, når grisen behandles som planlagt. Se billede 6 hvor tonsiljern har skåret tonsillerne. Den opnåede kvalitet kan slagterierne ikke selv opnå med den manuelle operation.

Billede 5. Føringsvej til tonsilstansning i gennem munden.

Billede 6. Tonsiljernet har skåret tonsillerne fri. Man kan skimte kanten af tonsiljernet.

Sekvens nr. 5: Udskæring af tunge Udtagning af tungen var en yderst udfordrende opgave, som bestod af en ridseproces og en skæreproces, men først skulle værktøjerne placeres det rigtige sted på grisen. Se billede 7.

Afstand mellem pile er øremål

Tonsiljern

plast

8

Billede 7. Værktøjsplacering klar til at køre værktøjerne i position til afvikling af sekvens nr. 5.

Billede 8. Lande på kæbe og placere rundklinger.

Billede 9. Rundklinger begynder på udskæringen af tungen.

Billede 8 viser de hvide klodser, som skal lande på kæben. Det lykkedes ikke at få konstruktionen til at virke efter hensigten. Kæbeskrabet fungerede ikke efter hensigten, men landing af rundklingerne fungerede rimeligt. Billede 9 viser rundklingerne landet og klar til at starte med at skære tungen ud. Vi opnåede følgende erfaringer med sekvens 5 • Projektteamet opnåede en del teknologiske landvindinger hvad angår skæring af små køddele

med rundklinger. Disse erfaringer kan indirekte anvendes mange andre steder i automatiseringsprocesser på slagterierne.

Sekvens nr. 6: Udtrækning af tunge Det var planlagt, at der skulle placeres en underskæringskniv, hvor man på billede 10 kan se en håndkniv. Når kniven holdes, kan tungen trækkes, idet kniven holder igen på kæben og til sidst klarer knivskæret, at tungen skæres i stedet for at den flås. Vi opnåede følgende erfaringer med sekvens 6

• Det var planlagt at y-aksen også skulle aktiveres samtidig, men blev ikke anvendt, da vi ikke kunne aktivere 2 servoer samtidig.

• Tungetrækket er en grundproces i maskinen, og det lykkedes faktisk at få denne til at fungere tilfredsstillende.

Billede 10: Trækket er næsten fuldført og tungen ude.

9

Sekvens nr. 7: Afhægtning af pluks Det var planlagt at maskinen - efter at tungen var trukket ud - skulle overlevere plukset med tunge til pluksbøjlen. Se billede 11. Planen var at pluksbøjlen svinges ind under struben og strubegriber og pigge åbnes, så plukset kan falde ned på pluksbøjle og svinges ud af maskinen. Dette kom ikke til at fungere efter hensigten. Konklusion

Billede 11. Tungen trukket tilbage, men kan ikke afleveres til krog

Sekvens 1, 4 og 6 fungerede 100 %. Sekvens 2 og 7 fungerede kun 20% og burde grundlæggende omkonstrueres hvis dette overhovedet kunne lade sig gøre, da tilpasninger og justeringer under arbejdspakke 5 ikke løste problemerne. Sekvens 3 fungerede 70% og kunne komme til at fungere med tiden. Selvom kæbeudstikning er teknisk muligt vurderes det, at det er tvivlsomt om det er rentabelt at gennemføre. Sekvens 5 fungerede 50%. Med til retninger og konstruktionstilpasninger kom dele af værktøjerne til at fungere bedre, hvorimod kæbeskrab skulle gennemtænkes på ny og helt ny konstruktion fremstilles. Det vurderes at være en teknologisk meget svær opgave. I projektet blev der gjort mange teknologiske landvindinger, som kan komme slagteri- og automatiseringsbranchen til gode de kommende år i forbindelse med automatisering af andre processer på slagtegangen. Både DMRI og ProInvent føler, at det har været værdifuldt og lærerigt at gennemføre projektet, selvom der ikke er kommet et nyt produkt ud af det til slagteribranchen. Den investering som NaturErhvervsstyrelsen, DMRI og ProInvent har foretaget vurderes at være givet godt ud i forhold til styrkelse af den danske konkurrenceevne. Denne styrke kommer gennem vidensdeling over i kommende automatiseringsprojekter. 9. Underskrifter og dato (suppleret med navn, titel og institution/virksomhed i blokbogstaver) __________________________________________________ den ___________________ Projektleder Peter Andersen, DMRI-Teknologisk Institut, Maglegårdsvej 2, 4000 Roskilde Tlf. 72 20 27 05, E-mail: pann@dti.dk __________________________________________________ den ___________________ Direktør, Leif Dalum, ProInvent A/S, Lyngsø Allé 3, 2970 Hørsholm Tlf. 45 76 10 01, E-mail: LD@ProInvent.dk

mailto:pann@dti.dkmailto:LD@ProInvent.dk