Küchenroboter können die Zusammenstellung von Schalen für die Verpackung von Obst und Gemüse automatisieren. Dazu gehören das Einsetzen einzelner Produkte wie ganze Früchte (z. B. Orangen, Äpfel und Birnen) in Klappschalen und Snackboxen sowie das Portionieren von schaufelbaren Zutaten wie Mais und Erbsen in Schalen vor dem Verpacken. Diese Anwendungen kommen bei „Grab-and-Go"-Produkten für den Einzelhandel, Mahlzeitensets für Fluggesellschaften, Mahlzeiten für Krankenhäuser und Pflegeeinrichtungen sowie Schulbrotdosen zum Einsatz.
Die Automatisierung der Verpackung von Obst und Gemüse stellt technische Herausforderungen dar. Im Gegensatz zu Getreide oder Saucen sind ganze Früchte und Gemüse fest, unregelmäßig und variieren in Größe, Oberflächenstruktur und Anordnung im Behälter. Diese Artikel werden in Behältern wie Clamshell-Verpackungen für den Einzelhandel, Snackboxen und portionierten Mahlzeitenschalen verpackt, die eine einheitliche Anordnung und Präsentation erfordern. Dies hat es schwierig gemacht, Obst- und Gemüseartikel bei Produktionsgeschwindigkeiten zuverlässig zu handhaben.
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Die KI-gestützte Lebensmittelrobotik von Chef's löst das Problem der Verpackung von Obst und Gemüse mit zwei Funktionen: Stück-Picking und Schöpfen, je nach Zutat. Bei einzelnen Produkten wie ganzen Früchten, darunter Orangen, Äpfel, Kiwis und Birnen, nutzt die Stück-Picking-Funktion Computer Vision, um Position, Form und Ausrichtung jedes Produkts in Echtzeit zu erfassen, sodass der Roboter bestimmen kann, wie er es aufnehmen und in die Schale legen soll. Bei schaufelbaren Produkten wie Mais und Erbsen portioniert die Schaufelfunktion die Zutaten nach Gewicht und platziert sie mithilfe eines Tray-Tracking-Bildverarbeitungssystems.
Das Verpacken von Produkten erfordert mehr als nur das Aufnehmen und Ablegen von Zutaten in Schalen. Je nach Artikelnummer müssen die Bediener möglicherweise dafür sorgen, dass Artikel an bestimmten Positionen landen, eine Schale in einem Durchgang befüllen oder Artikel stapeln, um die Packdichte zu erhöhen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, werden drei Platzierungsmethoden verwendet.
Bei der versetzten Platzierung wird ein Kamerasystem verwendet, um die Mitte jedes Schalen- oder Klappbehälters zu identifizieren, die als Bezugspunkt für die Platzierung jedes Artikels dient. Der Roboter positioniert jedes Stück in einem festgelegten Abstand zur Mitte. Bei einer Verpackung mit drei Obststücken kann beispielsweise das erste Stück in die Mitte, das zweite nach links und das dritte nach rechts platziert werden, wodurch eine einheitliche Präsentation unabhängig von der Position der Schale auf dem Förderband gewährleistet wird.
Die Mehrfach-Schalenbestückung ermöglicht es Robotern, mehrere Obststücke in einem einzigen Schritt in denselben Behälter zu legen und die Bestückung ohne manuelles Eingreifen zwischen den Entnahmen abzuschließen.
Die gestapelte Platzierung wird für tiefere Schalen verwendet, in denen die Produkte in Schichten angeordnet werden. Wenn eine Schale beispielsweise acht Artikel fasst, platziert der Roboter vier in einer unteren Schicht und vier oben, wobei er sie stapelt, um die Struktur zu erhalten und gleichzeitig Beschädigungen zu minimieren.
Bisher wurden Verpackungslinien für Obst und Gemüse traditionell von Mitarbeitern besetzt, die die Produkte von Hand auf schnell laufenden Förderbändern sortierten, platzierten und verpackten. Diese repetitive Arbeit kann zu Schwankungen in der Personalbesetzung führen. Die Automatisierung der Verpackung durch Roboter und Clamshell-Verpackungen kann diese Abhängigkeit verringern. Das System läuft auf vorhandener Roboterhardware und -software, sodass Lebensmittelhersteller es ohne Änderungen an den Produktionslinien einsetzen können.
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