Samenvatting

Naar aanleiding van de opdracht van SCIENCECUP om onderzoek te doen naar bestek sorteren is deze afstudeeropdracht tot stand gekomen. Op basis van een casus van verhuurbedrijf ’t Hekeltje is een opdracht vastgesteld: ontwerp een machine voor het sorteren van bestek. Om deze hoofdvraag te beantwoorden zijn de volgende deelvragen onderzocht:
1. Welke functies moet een besteksorteermachine kunnen vervullen?
2. Op welke wijze kunnen de functies van een besteksorteermachine ingevuld worden?
3. Aan welke eisen moet een besteksorteermachine voldoen?

Na onderzoek door middel van een systeemkundige benadering van de casus is met behulp van steady state modellen tot een black box van een besteksorteermachine gekomen. Deze black box is geopend in een functieanalyse. Hieruit is naar voren gekomen dat een besteksorteermachine moet kunnen verenkelen, herkennen en scheiden. Dit geeft antwoord op de eerste deelvraag.

Hierna is bekeken welke mogelijkheden er zijn om te verenkelen, herkennen en scheiden. Dit is gedaan door verschillende praktische toepassingen te onderzoeken op haalbaarheid voor een besteksorteermachine. Hieruit zijn de volgende mogelijke toepassingen gevonden:
• Verenkelen kan door middel van een hopper of een trilgoot.
• Herkennen kan met een 2D camera, mits voorzien van rode backlight verlichting.
• Scheiden kan met een robot en grijper die voorzien is van bekjes met kussentjes of met pushers.
Dit geeft antwoord op deelvraag 2.

De eisen voor een besteksorteermachine zijn opgebouwd uit nationale regel- en wetgeving op het gebied van veiligheid en arbeidsomstandigheden, patentenonderzoek en wensen van de opdrachtgever. De volgende eisen zijn opgesteld:
• Geen menselijke tussenkomst bij het sorteren van het bestek
• Vijftien bestektypen herkennen
• Bestekstukken komen in gelijke oriëntatie uit de machine in opvangbakken per bestektype
• De machine maakt gewassen bestekstukken niet vies

Aan de hand van de uitkomsten van de geformuleerde deelvragen zijn drie concepten samengesteld voor een besteksorteermachine. Concept 1, Shaker, maakt gebruik van een trilgoot om te verenkelen, een 2D camera om bestekstukken te herkennen en een robot met een grijper om de bestekstukken te scheiden. Concept 2, Roller, maakt gebruik van een hopper om bestekstukken te verenkelen, een 2D camera om te herkennen en pushers om de bestekstukken te scheiden. Er is een lopende band toegevoegd om het bestek van de hopper naar de pushers te verplaatsen. Concept 3, Turner, is een centrifuge met schuine wanden. Hierdoor wordt zowel de functie van verenkelen, herkennen als scheiden vervuld.

De drie concepten zijn op functionaliteit en fabricage getoetst door middel van de Kesselring methode. Hieruit is als beste concept een besteksorteermachine gekomen met een hopper om te verenkelen, een 2D camera om te herkennen en pushers voor het scheiden van bestekstukken. Voor alle drie de concepten zijn praktische testen gedaan. Voor het eerste concept is een test gedaan met een robot en een grijper om aan te tonen dat het mogelijk is om met één grijper alle bestekstukken opgepakt kunnen worden. Voor concept 1 en 2 wordt gebruik gemaakt van een 2D camera. Hiervoor is onderzoek gedaan naar de benodigde verlichting om de glimmende bestekstukken betrouwbaar te kunnen herkennen. Hieruit is gebleken dat rode backlight verlichting het meest geschikt is. Voor concept 2 is aangetoond dat een hopper geschikt is om bestek te verenkelen. Om te valideren of sorteren op basis van massa, bij concept 3, tot de mogelijkheden behoort is een aantal bestektypen gewogen. Hieruit is gebleken dat er overlap is tussen besteksoorten en dat concept 3 alleen werkt als de juiste besteksoort wordt gebruikt, een besteksoort waarbij alle massa’s van de bestektypen ongelijk zijn.

Op basis van de testen en de uitkomst van de Kesselring methode is gekomen tot een beste concept. Dit concept maakt gebruik van een hopper, een 2D camera met rode backlight verlichting en pushers. Het onderzoek heeft geleid tot een theoretisch ontwerp van een besteksorteermachine. Voor het vervolg van het onderzoek zal eerst dit theoretische ontwerp als praktische opstelling moeten worden getest. Dit is in deze fase en afstudeeropdracht niet gelukt vanwege de kosten die daar mee zijn gemoeid.