Anuga FoodTec: Sichere und saubere Helfer - Roboter auf dem Vormarsch
Die Einsatzmöglichkeiten von Industrierobotern werden immer vielfältiger. Das gilt nicht zuletzt auch für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Dort bestücken Roboter Verpackungsmaschinen mit Pralinen, füllen Kartoffelsalat in Schalen, verpacken Nürnberger Rostbratwürste und palettieren Kisten oder Displays.
Für den Verbraucher sind Convenienceprodukte im wahrsten Sinne des Wortes eine simple Sache, denn es kommt für sie in erster Linie auf die einfache Zubereitung an - und natürlich auf den Geschmack. Aus der Sicht eines Roboters sieht das ganz anders aus: Der Geschmack ist ihm einerlei, dafür interessiert ihn die äußere Beschaffenheit der Produkte umso mehr. Fertiggerichte oder Tiefkühlprodukte mit einer Portion Fleisch, Nudeln und Gemüse, die in einer mikrowellengeeigneten Verpackung in den Einzelhandel kommen, stellen einen Roboter durchaus vor hohe Hürden.
„Die Lebensmittelindustrie ist für Roboter noch immer ein neuer Markt und beileibe kein einfacher, denn viele Produkte, seien es Würstchen, Fischfilets, Käsescheiben oder Schokoladenriegel variieren in Qualität und Abmessung“, erklärt dazu Rolf Peters, Geschäftsführer von K-Robotix in Bremen. Hinzu kämen die sehr hohen Hygienestandards der Lebensmittelproduzenten, denen sich auch ein Roboter unterwerfen müsse. Peters projektiert gemeinsam mit einem Netzwerk von Technologiepartnern komplette Roboterlinien für industrielle und logistische Anwendungen wie beispielsweise die Robotik-Pack-Line, die vom 10. bis 13. März 2009 auf der Anuga FoodTec in Köln zu sehen sein wird. Für Peters, der als einer der Wegbereiter der Robotik hierzulande gilt, liegen die Vorteile von Robotern auf der Hand, denn „sie sind flexibel und arbeiten präzise. Roboter nehmen dem Menschen monotone und körperlich belastende Arbeit ab.“Dabei spiele es keine Rolle wie lange eine Arbeitsschicht dauere und in welcher Branche der Roboter zum Einsatz komme.
Am Anfang stand die Automobilindustrie
Ihre Premiere feierten die Archetypen der heutigen Industrieroboter Anfang der fünfziger Jahre. Seinerzeit entwickelten die US-Wissenschaftler George Devol und Joe Engelberger den Roboter Unimate, dessen Pläne im Dezember 1954 patentiert wurden. Unimate war der erste industriell eingesetzte Roboter. Er wog rund zwei Tonnen und wurde durch ein Programm gesteuert, das auf einer Magnettrommel gespeichert war. Zuerst in der Produktion von Bildröhren eingesetzt, diente er der Sequenzierung und Stapelung von druckgegossenem Metall. 1961 wurde der erste Unimate bei General Motors installiert. Der Durchbruch gelang den Robotern, als General Motors für seine Autofabriken 66 Exemplare bestellte. Fortan war die Automobilindustrie führend im Einsatz von Industrierobotern.
Heute sind nach Schätzungen des Statistical Departments der International Federation of Robotics weltweit etwa eine Million Industrieroboter im Einsatz. Knapp 50 Prozent davon werden in Asien eingesetzt, ein Drittel in Europa und „nur“ rund 16 Prozent im Ursprungsland Amerika. Deutschland, der größte Markt für Industrieroboter in Europa, gilt als Motor für das Wachstum der Branche. Die Lieferungen von Industrierobotern schnellten hierzulande zuletzt um 30 Prozent auf 14.900 Einheiten in die Höhe und erreichten damit die höchste Anzahl, die bis dato in Deutschland registriert wurde.
Ursache dieses rasanten Anstiegs ist die Nachfrage aus fast allen Industriezweigen, denn moderne Roboter bewegen mit ihren sechs Achsen heute Traglasten von bis zu 500 Kilogramm in allen Bereichen, in denen ein hoher Automatisierungsgrad gefordert ist. So auch in der Lebensmittelherstellung. Roboter be- und entladen Verpackungsmaschinen, zerteilen Schweinehälften, stapeln und palettieren Waren jeglicher Art. Es gibt unter ihnen wahre Palettierexperten, Tiefkühlspezialisten und Modelle wie den Edelstahlroboter KR 15 SL des Augsburger Unternehmens Kuka, die dank ihres hygienischen Designs und ihrer leichten Reinigbarkeit für den Einsatz in der Fleisch-, Fisch-, Käse- oderMilchverarbeitung geeignet sind. Dem Palettierroboter KR 180-2 PA Arctic machen dagegen eisige Temperaturen von bis zu minus 30 Grad nichts aus. Er wurde eigens dafür entwickelt, Aufgaben im frostigen Umfeld zu übernehmen. Ohne Schutzhülle, mit einer für die Tiefkühltechnik ausgestatteten Energiezuführung, ist er der Fachmann für Tiefgefrorenes.
Fingerspitzengefühl und ein gutes Auge
Doch geht es in der Lebensmittelindustrie nicht nur um schwere Lasten die bewegt werden wollen. Einzelne Pralinen oder Schokoladenriegel müssen beispielsweise so exakt in der Verpackung positioniert werden, dass sie nicht verrutschen und zum Stillstand der Verpackungsmaschinen führen. Eine Aufgabe die im wahrsten Sinne des Wortes „Fingerspitzengefühl“ verlangt, gilt es doch, die Position von bis zu 300 Pralinen pro Minute auf einem Förderband zu erkennen, diese mit Robotern vom Band zu holen und möglichst schonend in Trays abzulegen. Erst im Zusammenspiel mit einer schnellen Bilderfassung sowie einer ausgeklügelten Greifermechanik wird der Roboter zum vollwertigen Ersatz für Handarbeit. Eine Kamera erfasst Drehlage, Umrisse und Schwerpunkt der Pralinen. Durch die computergesteuerte Auswertung dieser Informationen wird der Greifer in die richtige Position gebracht, bevor er die einzelne Praline treffsicher „pickt“ und in der Verpackung platziert, weswegen auch von „Pick and Place“-Robotern gesprochen wird, die sich in ihrer Mechanik von den klassischen Industrierobotern unterscheiden.
Im Allgemeinen werden Größe und Form eines Robotergreifers davon bestimmt, was genau gegriffen werden soll. Es gibt Greifer die stapeln, saugen, form- oder kraftschlüssig greifen und einen oder mehrere Greifpunkte verwenden. Manche Greifer arbeiten rein mechanisch, andere verwenden Vakuumtechnologie und saugen die Lebensmittel besonders schonend an. Die Entwicklung von auf das Lebensmittel abgestimmten Greifern ist ein Schlüsselfaktor für die jüngsten Erfolge in der Robotertechnologie. Da die Lebensmittelindustrie zunehmend Produkte in allen vorstellbaren Formen und Größen entwickelt, werden die Greifer immer komplexer und höher entwickelt.
Rolf Peters von K-Robotix: „Die Lebensmittelindustrie ist gezwungen, die Automatisierung ihrer Anlagen weiter voranzutreiben. Roboter erhöhen die Sicherheit der Prozesse und verringern dank ihrer Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit Stillstandzeiten oder Produktionsausfälle.“Ohne intelligente Automatisierungslösungen sei die konstant hohe Produkt- und Produktionsqualität in der Lebensmittelindustrie gar nicht möglich. Peters weiß: Dem Roboter gehört die Zukunft, und die hat in der Lebensmittelindustrie gerade erst begonnen.“
Quelle: Köln [ Koelmesse ]
