Roboter in der Lebensmittelproduktion

Anuga FoodTec 2012: Dank moderner Greifertechnologie erobert sich die Robotik immer neue Anwendungsbereiche

Bonn/Köln (ba/vfz/anuga) - Roboter sind weiter auf dem Vormarsch. Wie die International Federation of Robotics bekannt gab, wurden 2010 weltweit 115.000 Industrieroboter ausgeliefert. Das sind fast doppelt so viele wie 2009, als die Verkäufe krisenbedingt auf dem Tiefpunkt waren. Für 2011 wird ein weiteres Wachstum um 10 bis 15 Prozent erwartet, für die Folgejahre um durchschnittlich fünf Prozent. In Europa wurden im vergangenen Jahr 30.000 Roboter verkauft, davon alleine 13.400 in Deutschland. Zwar sind für das Wachstum größtenteils die Elektronik-, Automobil- und Metallindustrie verantwortlich, die Branche geht aber fest davon aus, dass die Anwendung von Robotern in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie weiter zunehmen wird.

Was spricht für den Einsatz von Robotern?
Für die flexible Handhabung von immer kleineren Fertigungslosen mit variierenden Größen und Formen sind Roboter geradezu ideal. Bei Verpackungsanwendungen entlasten sie den Menschen von monotonen Tätigkeiten, weshalb sie hierbei seit Jahren immer häufiger eingesetzt werden. Dank hygienisch einwandfrei konstruierter Robotermodelle stellt auch die Anwendung in der Verarbeitung und Primärverpackung hygienesensibler Lebensmittel kein Problem mehr dar. Hier können Picker, Scara- und Knickarm-Roboter in so genannter Foodgrade-Ausführung als chemikalienbeständige und leicht zu reinigende Versionen zum Einsatz in feuchter Umgebung ihre Vorteile ausspielen. Gleichzeitig zeigt sich das wichtigste Plus dieser unermüdlichen Automaten: Hygiene- und Kontaminationsrisiken können im Dienste der Lebensmittelsicherheit minimiert werden. Hinzu kommt, dass jeder Arbeitsschritt dokumentiert und nachvollzogen werden kann, was ein höheres Niveau der Qualitätssicherung ermöglicht.

Der richtige Greifer für jeden Einsatzzweck
Ein Problem bleibt jedoch noch zu lösen: die Schnittstelle zwischen Roboter und Produkt. Zusätzlich zu dem Hygieneaspekt hat man es gerade bei Lebensmitteln oft mit mechanisch empfindlichen, sehr unterschiedlich geformten Produkten mit unregelmäßigen Oberflächen zu tun. Um diese in den Griff zu bekommen, wurden in den letzten Jahren verschiedene Nachbildungen der menschlichen Hand ersonnen, des universellsten Greifers, den es gibt. Darüber hinaus wurden aufgabenspezifische Greifersysteme entwickelt, die zum einen hygienisch und leicht zu reinigen sind und die zum anderen die notwendige Sorgfalt an den Tag legen. Dennoch erreichen sie Geschwindigkeiten, die ausreichen, um den Produktivitätsgewinn eines Robotereinsatzes nicht durch langsame Greifvorgänge zunichte zu machen.

Neben mechanischen Greifern gibt es eine Vielzahl von Systemen, die mit Vakuumtechnik arbeiten. Hier gilt es, durch entsprechende Bauformen ein Optimum aus Tragkraft, Druckluftverbrauch, Toleranz gegenüber Produktresten (z.B. abgelöster Panade) sowie Toleranz gegenüber einer Druckluftleckage wie sie durch unvollständige Abdeckung der Ansaugfläche entsteht zu schaffen. Neben Greiferkonstruktionen aus Edelstahl werden beim weit verbreiteten Vakuumgreifen auch für beliebige Güter individuell konstruierte Sauggreifer aus lebensmittelzugelassenen Silikonpolymeren eingesetzt, die sich beim Ansaugen aufgrund ihrer Strömungsmechanik definiert verformen. Derartige Greifer können zum Beispiel unregelmäßig geformte Hühnerfilets oder -keulen präzise ansaugen und dabei wie ein mechanischer Greifer teilweise umschließen, so dass ein sicherer Griff mit geringem Vakuum gewährleistet ist. Für Standardaufgaben wie das Handhaben einer vordefinierten Anordnung geometrisch einheitlicher Objekte
werden mittlerweile Baukastensysteme angeboten, mit denen sich das passende Greiferwerkzeug aus Standardteilen zusammensetzen und bei Bedarf auch wieder modifizieren lässt.

Frischfleisch live hygienisch verpackt
Die Anuga FoodTec 2012 in Köln wird den Fachbesuchern aus der Lebensmittelindustrie wieder Anregungen und Impulse für den Einsatz von Robotertechnik liefern. Dem Ansatz folgend, nicht nur Teillösungen, sondern integrierte und flexible Technologiekonzepte anzubieten, zeigt die Sonderschau Robotik-Pack-Line wieder ein Anwendungsbeispiel, das die Potenziale für die Branche demonstriert. Dieses Mal soll die hygienische Handhabung von echtem Frischfleisch live gezeigt werden. In einer kompletten Produktionslinie werden E2-Satten automatisch depalettiert und das enthaltene Frischfleisch kontrolliert. Dann werden die Fleischstücke durch einen Roboter mittels eines hygienegerechten Greifers entnommen, in die Primärverpackung, einen Tray, eingelegt und dieser dann versiegelt. Die fertigen Primärverpackungen werden nach Siegelnahtkontrolle und Produktkennzeichnung durch einen Scara-Roboter in die wieder gereinigten E2-Satten eingelegt und diese dann automatisch palettiert. In einem
zweiten Teil der Robotik-Pack-Line wird eine leistungsfähige Sekundärverpackung demonstriert. Hier erfolgt die automatisierte Entnahme, Kontrolle, Etikettierung, Kartonierung, Kennzeichnung und Palettierung der Trays. Als Live-Messevorführung stellt die Robotik-Pack-Line 2012 eine Weltneuheit dar, die so nur auf der Anuga FoodTec zu sehen sein wird.