Perfekt automatisiert

Bis zu zweitausendmal dreht sich das sichelförmige Messer des MegaSlicers von CFS um seine Achse. Es schneidet mühelos durch Wurst und Käse. Die perfekt geschnittenen Scheiben fallen schneller, als das Auge folgen kann: Geschwindigkeit ist wichtig, aber nicht alles, wie Jörg Schmeiser, Director Product Management von CFS, betont: „Wir haben schon bei der Konstruktion der Maschine den gesamten Produktionsprozess und die Steigerung der Performance im Blick. Neben der Erhöhung des Durchsatzes achten wir daher auch auf die Maximierung der Ausbeute einschließlich der Minimierung der Dreingabe sowie eine einfache und sichere Handhabung.“

Ein naheliegender Ansatz zur Steigerung des Durchsatzes ist die Erhöhung der Drehzahl des Messers. Allerdings unterscheiden sich die zu schneidenden Produkte stark in ihren Eigenschaften. Zudem sind die ausschlaggebenden Parameter meist temperaturabhängig. Die Drehgeschwindigkeit des Messers muss deshalb an das Produkt angepasst werden und kann nicht beliebig gesteigert werden. Begrenzt wird die Schnittgeschwindigkeit auch durch die Zuführungs- und Portionierabläufe sowie die Abtransportvorgänge, die wegen der zu bewegenden Massen nicht beliebig schnell erfolgen können. „Wir kommen aber beim MegaSlicer selbst bei einem Durchsatz von 600 Schnitten pro Minute ohne Unterbrechung des Schneidprozesses aus“, erläutert Schmeiser. „Soll der Durchsatz weiter gesteigert werden, müssen beim Schneiden Leerschritte eingefügt werden, um genügend Zeit für die Portionsbildung und deren Abtransport zu haben. Bei unseren Slicern wird dazu beispielsweise das rotierende Messer in wenigen tausendstel Sekunden vom Produkt weggetaktet. Dies setzt eine hochgenaue und dynamische Antriebstechnik voraus, bei der bis zu 17 Servomotoren präzise aufeinander abgestimmt zusammenarbeiten müssen.“

Als Antriebssystem nutzt das Unternehmen Komponenten des österreichischen Automatisierungsspezialisten B&R: Servoverstärker aus der Acopos-Familie, die über Powerlink vernetzt sind, steuern die Servomotoren an und sorgen für die nötige Präzision und Dynamik der Positionierachsen. Powerlink ist ein herstellerneutraler High-Speed-Echtzeitkommunikationsbus. Er zeichnet sich durch eine extrem niedrige Zykluszeit und einen geringen Jitter aus. Dies ist die Voraussetzung für die Realisierung höchster Synchronität bzw. Positionierwiederholgenauigkeit.

Die Wiederholgenauigkeit ist zum Beispiel von besonderer Bedeutung, wenn der Durchsatz durch Anhebung der Messerdrehzahl gesteigert wird und Leerschritte eingefügt werden müssen. Bei einer Drehzahl von 1200 1/min bleiben nur wenige Millisekunden zwischen Austritt des sichelförmigen Messers aus der Wurst und dem Wiedereintritt. „In diesem kurzen Zeitfenster muss das Messer einerseits zum Einfügen von Leerschritten aus dem Bereich des Produktes herausgefahren werden. Andererseits muss es bei der Wiederaufnahme des Schneidprozesses wieder so positioniert werden, dass das Messer ohne Verschnitt eine Scheibe abschneidet, die die absolut gleiche Stärke hat, wie die vor der Unterbrechung“, erklärt Schmeiser.

Wem diese Performance immer noch nicht reicht, wird auf der kommenden Interpack fündig werden. CFS präsentiert dort ausgewählte Maschinen aus der breiten Produktpalette des Unternehmens, die von Verpackungsmaterialien über Einzelmaschinen bis hin zu kompletten Produktionslinien für das Zubereiten, Marinieren, Weiterverarbeiten, Slicen und Verpacken vor allem von Fleisch-, Geflügel-, Fisch-, Meeresfrüchte- und Käse-Produkten reicht. Zu den gezeigten Neuvorstellungen gehört auch ein High-Capacity-Slicer, der in Sachen Durchsatzleistung und Give Away neue Maßstäbe setzt und der die Wurst beim Einfügen von Leerschritten Dank eines patentierten Taktrotor-Verfahrens nicht mehr zurückbewegen muss.

Auch in puncto Ausbeute hat CFS die mit dem MegaSlicer gesetzte hohe Messlatte noch einmal angehoben. Konnte der MegaSlicer bereits Wurst- und Käsestangen mit einer Länge bis zu 185 cm verarbeiten, bewältigt der neue „große Bruder“ bis zu 3,2 m lange Produkte. „Da Stangenanfang und -ende nicht als Aufschnitt genutzt werden können, hat dies direkten Einfluss auf die Ausbeute“, legt der Produktmanager von CFS dar. „Der Kunde kann beispielsweise durch die Erhöhung der Stangenlänge von 1800 auf 2500 mm eine Ausbeutesteigerung um 1 bis 1,5% erreichen.“

Eine weitere Stellschraube zur Vermeidung von Verlusten und damit der Verbesserung der Performance des Maschinenbetreibers ist die Minimierung der Dreingabe, um die das Füllgewicht beaufschlagt wird. „Unsere Slicer sind so präzise, dass der Give Away im Prinzip auf Null runtergefahren werden könnte. Dennoch wird der Maschinenbetreiber aber in der Regel mit ca. 0,2 bis 0,3 % Zugabe produzieren, um die Vorgaben der Fertigverpackungsordnung auf jeden Fall einzuhalten“, begründet Schmeiser. Möglich wird die exakte Dosierung der Dreingabe durch das Wiegen jeder Portion vor dem Verlassen des Slicers. Die integrierte Steuerung auf Basis einer Soft-SPS in Kombination mit einem Industrie-PC von B&R reagiert bei Überschreiten der vorgegebenen Toleranzwerte sofort und regelt innerhalb von Millisekunden sofort nach.

Trotz der Leistungsfähigkeit muss die Maschine aber flexibel und einfach zu bedienen sein, wie Tilmann Näher, Software Conceptual Designer bei CFS, aufklärt: „Flexibilität ist wichtig, da gerade im Bereich der Privat-Lable-Produkte von den Hard-Discountern oft nur Verträge angeboten werden, die eine Belieferung für einige Monate festschreiben.“ Der lebensmittelverarbeitende Betrieb braucht daher eine besonders produktive Maschine, die er aber gleichzeitig schnell und einfach auf neue Präsentations- und Verpackungsformen umstellen kann. Neben gängigen Präsentationsformen kann der Maschinenbediener mithilfe eines Touch Panels aus dem B&R-Programm beim MegaSlicer aber auch eigene Portionsformen generieren und so beispielsweise Buchstaben erzeugen oder ein Kundenlogo legen. „Diese Flexibilität wird zu einem großen Teil durch die Antriebstechnik von B&R ermöglicht“, betont Näher.

Die gesamte Bedienung der Maschine erfordert nur die Einstellung einiger Eingabewerte. „Bei Änderungen prüft die Steuerung automatisch nach, ob die Änderungen zulässig sind und nimmt dann die Berechnung und Einstellung aller anderen für die Herstellung benötigten Parameter vor“, zeigt der Softwarefachmann von CFS auf. „Die enge Integration von SPS-, Antriebs- und Visualisierungstechnik, wie sie B&R bietet, hat es uns wesentlich erleichtert, eine Online-Hilfe, Diagnose-, Fernwartungs- sowie weitere Zusatzfunktionen zu realisieren.“

Halle 6, Stand E62

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