Integriertes Automatisierungskonzept für höchste Ansprüche

Neuss Juni 2010

Zusammen mit seinem Systempartner emt automation GmbH sowie den Spezialisten LMD Robotergreifer und CLK Visionsysteme hat Kawasaki Robotics eine Automatisierungslösung für die Konfektionierung und Verpackung von Bioriegeln umgesetzt.

Seit mehr als 35 Jahren steht der Name Allos für gesunde und köstliche Spezialitäten aus hochwertigen Bio-Zutaten. Als einer der führenden Hersteller und Pionier im Naturkosthandel hat Allos mit seiner Produktvielfalt in den Sortimenten das Angebot im Bioladen entscheidend mit geprägt.

Neben Gebäck, Brotaufstrichen, Honig und Cerealien bietet Allos ein großes Riegel-Sortiment an, mit z.B. Fruchtschnitten, Amaranth- und Schoko-Riegeln.

Die von Allos gestellte Aufgabe erscheint zunächst einfach ist allerdings bei genauerer Betrachtung eine Anwendung, die hohe Anforderungen an alle verwandten Komponenten stellt. Die aus der Fertigung kommenden Riegel sollen nach Durchlaufen einer Kühlstrecke automatisch überprüft und verpackt werden.

Klingt zunächst nicht nach einer Herausforderung an die Automation, was sich bei einer Taktzeit von weit über 100 Riegel pro Minute und ungeregelter Anlieferung aus der Kühlstrecke schnell relativiert.

Die Entscheidung einen schnellen Pick & Place Roboter vom Typ Kawasaki YF003N zu verwenden viel emt nicht schwer.
Die Delta-Picker der Y-Serie werden überall dort eingesetzt, wo schnelle Pick & Place-Operationen bei geringen Produktgewichten gefordert sind.
Der hier eingesetzte Kawasaki YF03N erreicht extrem kurze Zykluszeiten von bis zu 0,27 sec. bei 1 kg und 0,45 sec. bei 3 kg Handhabungsgewicht. Der Roboter verfügt über einen maximalen Arbeitsbereich von 1300mm im Durchmesser und kann somit auch zwei Bänder problemlos bedienen.
On the fly wird allerdings zunächst eine Kameraerkennung durchgeführt, die die Lage der Riegel ermittelt und Fehler in der Kontur erkennt, also eine Qualitätskontrolle durchführt.



Bild 1: Die Bioriegel werden dem Vision-System zugeführt

Das von der Firma CLK entwickelte Vision-System ist die erste Integration eines Spezial-Tools in dieser Anlage.

Das Unternehmen aus Münster produziert und vertreibt berührungslos arbeitende Qualitätskontrollsysteme sowie Vision-Systeme zur Positions- und Lageerkennung. Ein Spezialgebiet ist hierbei die Lebensmittelbranche, wo sich die maßgeschneiderten Systeme optimal in die Produktionsabläufe integrieren lassen.

Die Position der Riegel wird von dem Vision-System an den Roboter übermittelt. Der parallel zum Band laufende Encoder ermöglicht ein Conveyer Tracking und verschiebt die Positionsdaten mit dem fortlaufenden Band, so dass der Kawasaki Roboter die Produkte punktgenau greifen kann, sobald sie den Arbeitsbereich erreichen.

Die Bioriegel werden so positionsgenau von dem Picker in die Zuführkette einer horiznontal arbeitenden Schlauchbeutelmaschine (Flowpack) eingelegt, wo sie einzeln eingeschweißt werden und danach in Verkaufs-Trays gelangen.


Bild 2: Mit bis zu 130 Picks pro Minute sortiert der Kawasaki Roboter YF03N die Riegel

Zum Greifen der Riegel wird ein spezieller Greifer der Firma LMD verwendet.

Das junge, innovative Unternehmen aus dem Sauerland hat sich auf die Herstellung von Greif-, Spann- und Handhabungskomponenten für die Automatisierungstechnik spezialisiert.

Durch die Verwendung von lebensmittelzugelassenen Materialien wie z.B. Polyamid und Edelstahl, stehen die umgesetzten Lösungen im Einklang mit den hohen Reinigungsanforderungen im Lebensmittelbereich.

Der speziell für diese Anlage entwickelte Greifer besteht aus einer Greiferschnittstelle mit integriertem Klick-Schnellwechselsystem, 5-Kanal Medienübertragung, austauschbaren Antriebskomponenten sowie einfach auswechselbaren Greiferfingern. Diese sind so konstruiert, dass sie über eine abgestimmte Nachgiebigkeit verfügen, um eine Beschädigung des gegriffenen Objektes (Bioriegel) auch bei zu hoher Greifkraft zu vermeiden.


Bild 3: Der Hightec-Greifer von LMD im Einsatz

Fazit: Roboter, Vision-System und Greiftechnik optimierten im Zusammenspiel das Projekt, um die hohen Ansprüche an Leistung und Geschwindigkeit umzusetze.

Neuss, 14.06.2010
Carsten Stumpf