Roboterduo schneidet Torten & Co
Starkes Stück
Der Wettbewerb in der Lebensmittelindustrie ist erbarmungslos. Angesichts des hohen Tempos der wirtschaftlichen und technischen Entwicklungen kann daher jeder Effizienzfortschritt erheblichen Einfluss auf die Marge eines Lebensmittelproduzenten haben. Eine automatisierte Inline-Schneideinheit bietet hier entscheidende Vorteile, da sie durch ihre Präzision und einheitliche Ergebnisse die Schneidzeit und Abfallmenge deutlich reduziert.
Bild: Western Mechanical Handling UK Ltd.Bei der Entwicklung der Inline-Schneideinheit lag das Hauptaugenmerk darauf, ohne Unterbrechungen Schnelligkeit und Präzision im Schneidprozess zu ermöglichen. Die Firma Western Mechanical Handling (WMH) entschied sich daher für eine automatisierte Lösung mit Geräten von Mitsubishi Electric und Telsonic. Einen wichtigen Beitrag zur Vielseitigkeit der Maschine leisten dabei zwei Roboterarme von Mitsubishi Electric, die sich auf die Bandgeschwindigkeit einstellen lassen und in ihrer Bewegung mit den zu schneidenden Produkten mitlaufen. Die Inline-Schneidanlage kann so den Schneidvorgang nahtlos mit der kontinuierlichen Zuführung und den nachfolgenden Prozessen verbinden: Backwaren und Ähnliches werden in der Bewegung auf den Blechen geschnitten, ohne das Förderband anzuhalten. Mithilfe von Schneidsonotroden von Telsonic, einem Hersteller industrieller Ultraschalllösungen, können die Roboter saubere Präzisionsschnitte durchführen.
Bild: Western Mechanical Handling UK Ltd.Lösung für die Lebensmittelindustrie
Gleich zu Beginn der Planungsphase überlegten die drei Unternehmen gemeinsam, wie eine effiziente und flexible Lösung zu entwickeln sei, die auch die strengen Hygieneanforderungen der Lebensmittelindustrie erfüllen würde. Die Sechsachsroboter der RV-F-Serie von Mitsubishi Electric boten sich hierfür an, weil sie neben Geschwindigkeit und Präzision die Ausstattung mit Schutzklasse IP65 für Umgebungen mit Nassreinigung mitbringen. Der Automatikbetrieb der Roboterarme wird durch eine kompakte SPS der Serie Melsec Q gesteuert. Die SPS vermittelt auch die Kommunikation zwischen den Robotern und dem Bediengerät Got2000. Hieran kann der Bediener die gewünschte Schnittart einfach einstellen und den laufenden Prozess überwachen. Die Maschine kann Lebensmittel mit unterschiedlichen Konsistenzen schneiden, die auf Blechen variierender Formen und Größen zugeführt werden, ohne dass hierfür Anpassungen an der Hardware vorgenommen werden müssen.
Sauberer Schneidvorgang ohne Quetschen
Mit Ultraschall vibrierende Messerklingen können unterschiedliche Materialien schnell, mit hoher Genauigkeit und sehr geringer Druckausübung schneiden. Im Vergleich zu herkömmlichen Klingen ist beim Zerteilen von Lebensmitteln die Krümelneigung und somit die Abfallmenge deutlich geringer, vor allem beim Schneiden in Kantennähe. Gerade auch Lebensmittel mit inhomogener Konsistenz, z.B. fertig garnierte Torten mit ganzen Kirschen in der Füllung, werden sauber und ohne Quetschen geschnitten. Ein Sprecher von Telsonic ergänzt: "Die Ultraschallklingen für diese Anwendung sind 760mm lang und damit die größten auf dem Markt. Das verkürzt nicht nur die Taktraten, sondern verbessert auch die Qualität, denn hierdurch sind beim Schneiden von Produkten auf größeren Blechen weniger Schnitte in derselben Richtung nötig. Davon profitiert insbesondere die Präzision, da ungerade Kanten vermieden werden. Die Selbstreinigung und Schnitthaltigkeit der Klinge kommt noch hinzu."
Erfolgreiche Integration
Die Integration der Knickarmroboter und der Ultraschallmesser war maßgeblich für den Projekterfolg. Telsonic: "Der Anpassungsprozess wurde in enger Zusammenarbeit mit den Experten von Mitsubishi Electric entwickelt. Sie haben unseren Ultraschallprozess sofort verstanden und wussten, wie man ihn am besten in ihre Roboter integriert." In der Designphase ging es vor allem um ein zuverlässiges Positionsverfolgungssystem, denn nur so ist eine korrekte Schnittführung durch die Roboter zu gewährleisten, ohne die Bleche oder das Förderband zu gefährden. Steve Kirby, Sales Manager bei Mitsubishi Electric, erklärt: "Ultraschallmesser sind sehr leistungsfähig. Daher mussten wir dafür sorgen, dass sie das Produkt vollständig durchtrennen, aber stoppen, bevor sie das Blech erreichen. Unsere Lösung ermöglicht das mit einer Wiederholgenauigkeit von 20m bei der Positionierung. Gleichzeitig mussten wir aber auch mögliche Auf- und Abwärtsbewegungen des Förderbandes reduzieren." Hierfür regeln Frequenzumrichterantriebe von Mitsubishi Electric die horizontale Bewegung des Förderbandes und eliminieren so ein Heben und Senken.
Der Wettbewerb in der Lebensmittelindustrie ist erbarmungslos. Angesichts des hohen Tempos der wirtschaftlichen und technischen Entwicklungen kann daher jeder Effizienzfortschritt erheblichen Einfluss auf die Marge eines Lebensmittelproduzenten haben. Eine automatisierte Inline-Schneideinheit bietet hier entscheidende Vorteile, da sie durch ihre Präzision und einheitliche Ergebnisse die Schneidzeit und Abfallmenge deutlich reduziert.
Bild: Western Mechanical Handling UK Ltd.Bei der Entwicklung der Inline-Schneideinheit lag das Hauptaugenmerk darauf, ohne Unterbrechungen Schnelligkeit und Präzision im Schneidprozess zu ermöglichen. Die Firma Western Mechanical Handling (WMH) entschied sich daher für eine automatisierte Lösung mit Geräten von Mitsubishi Electric und Telsonic. Einen wichtigen Beitrag zur Vielseitigkeit der Maschine leisten dabei zwei Roboterarme von Mitsubishi Electric, die sich auf die Bandgeschwindigkeit einstellen lassen und in ihrer Bewegung mit den zu schneidenden Produkten mitlaufen. Die Inline-Schneidanlage kann so den Schneidvorgang nahtlos mit der kontinuierlichen Zuführung und den nachfolgenden Prozessen verbinden: Backwaren und Ähnliches werden in der Bewegung auf den Blechen geschnitten, ohne das Förderband anzuhalten. Mithilfe von Schneidsonotroden von Telsonic, einem Hersteller industrieller Ultraschalllösungen, können die Roboter saubere Präzisionsschnitte durchführen.
Bild: Western Mechanical Handling UK Ltd.Lösung für die Lebensmittelindustrie
Gleich zu Beginn der Planungsphase überlegten die drei Unternehmen gemeinsam, wie eine effiziente und flexible Lösung zu entwickeln sei, die auch die strengen Hygieneanforderungen der Lebensmittelindustrie erfüllen würde. Die Sechsachsroboter der RV-F-Serie von Mitsubishi Electric boten sich hierfür an, weil sie neben Geschwindigkeit und Präzision die Ausstattung mit Schutzklasse IP65 für Umgebungen mit Nassreinigung mitbringen. Der Automatikbetrieb der Roboterarme wird durch eine kompakte SPS der Serie Melsec Q gesteuert. Die SPS vermittelt auch die Kommunikation zwischen den Robotern und dem Bediengerät Got2000. Hieran kann der Bediener die gewünschte Schnittart einfach einstellen und den laufenden Prozess überwachen. Die Maschine kann Lebensmittel mit unterschiedlichen Konsistenzen schneiden, die auf Blechen variierender Formen und Größen zugeführt werden, ohne dass hierfür Anpassungen an der Hardware vorgenommen werden müssen.
Sauberer Schneidvorgang ohne Quetschen
Mit Ultraschall vibrierende Messerklingen können unterschiedliche Materialien schnell, mit hoher Genauigkeit und sehr geringer Druckausübung schneiden. Im Vergleich zu herkömmlichen Klingen ist beim Zerteilen von Lebensmitteln die Krümelneigung und somit die Abfallmenge deutlich geringer, vor allem beim Schneiden in Kantennähe. Gerade auch Lebensmittel mit inhomogener Konsistenz, z.B. fertig garnierte Torten mit ganzen Kirschen in der Füllung, werden sauber und ohne Quetschen geschnitten. Ein Sprecher von Telsonic ergänzt: "Die Ultraschallklingen für diese Anwendung sind 760mm lang und damit die größten auf dem Markt. Das verkürzt nicht nur die Taktraten, sondern verbessert auch die Qualität, denn hierdurch sind beim Schneiden von Produkten auf größeren Blechen weniger Schnitte in derselben Richtung nötig. Davon profitiert insbesondere die Präzision, da ungerade Kanten vermieden werden. Die Selbstreinigung und Schnitthaltigkeit der Klinge kommt noch hinzu."
Erfolgreiche Integration
Die Integration der Knickarmroboter und der Ultraschallmesser war maßgeblich für den Projekterfolg. Telsonic: "Der Anpassungsprozess wurde in enger Zusammenarbeit mit den Experten von Mitsubishi Electric entwickelt. Sie haben unseren Ultraschallprozess sofort verstanden und wussten, wie man ihn am besten in ihre Roboter integriert." In der Designphase ging es vor allem um ein zuverlässiges Positionsverfolgungssystem, denn nur so ist eine korrekte Schnittführung durch die Roboter zu gewährleisten, ohne die Bleche oder das Förderband zu gefährden. Steve Kirby, Sales Manager bei Mitsubishi Electric, erklärt: "Ultraschallmesser sind sehr leistungsfähig. Daher mussten wir dafür sorgen, dass sie das Produkt vollständig durchtrennen, aber stoppen, bevor sie das Blech erreichen. Unsere Lösung ermöglicht das mit einer Wiederholgenauigkeit von 20m bei der Positionierung. Gleichzeitig mussten wir aber auch mögliche Auf- und Abwärtsbewegungen des Förderbandes reduzieren." Hierfür regeln Frequenzumrichterantriebe von Mitsubishi Electric die horizontale Bewegung des Förderbandes und eliminieren so ein Heben und Senken.
Mitsubishi Electric Europe B.V.
Dieser Artikel erschien in ROBOTIK UND PRODUKTION 1 (März) 2020 - 03.03.20.Für weitere Artikel besuchen Sie www.robotik-produktion.de
