Hand in Hand gegen Monotonie. Leichtbauroboter automatisieren Lebensmittelproduktion und entlasten Mitarbeiter - prozesstechnik online

Leichtbauroboter automatisieren Lebensmittelproduktion und entlasten Mitarbeiter

Hand in Hand gegen Monotonie

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Was haben eine isländische Molkerei, eine dänische Zuckerfabrik und ein schwedischer Lebensmittelhersteller gemeinsam? Sie alle setzen auf Mensch-Roboter-Kollaborationen mit Leichtbaurobotern von Universal Robots. Die mechatronischen Helfer sind nicht nur ausgesprochen produktiv, sondern sie lassen sich auch flexibel für unterschiedlichste Aufgaben einsetzen, wie der folgende Beitrag zeigt.

Wer kennt das nicht? Auf dem Weg zur Arbeit schaltet man das Radio ein, um sich die Zeit im Auto unterhaltsam zu gestalten. Wenn aus den Boxen jedoch jeden Tag aufs Neue dieselben fünf Lieder ertönen, ist das für die Hörer schnell langweilig. Auch in der Lebensmittelproduktion werden für die Mitarbeiter viele Tätigkeiten schnell monoton. Vor allem im Verpackungsbereich gestaltet sich die Arbeit für sie häufig nicht nur mühsam und langwierig, sondern auch ergonomisch belastend. Mit der Mensch-Roboter-Kollaboration verbreitet sich ein Technologietrend, der auch kleinen und mittelständischen Unternehmen dafür eine kostengünstige Lösung bietet.

Steigern die Profitabilität
Noch vor einigen Jahren bedeutete Automation mit Industrierobotern, große Mittel für schweres Gerät aufbringen zu müssen, das noch zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen für die Mitarbeiter erforderte. Heutzutage geht der Trend eher zu kleinen, flexiblen Leichtbaurobotern, die schnell verschiedene Tätigkeiten übernehmen können, ohne einen Großteil des Unternehmenskapitals für die Implementierung zu verschlingen. Diese Roboter können, nach erfolgreich abgeschlossener Risikobeurteilung, auch ohne Schutzvorrichtung in direkter Nähe zum Menschen arbeiten. Das macht sie vor allem für kleinere Unternehmen zu einer wertvollen Alternative, die ihre Profitabilität erhöhen und repetitive Prozesse automatisieren wollen oder nur über begrenzten Platz in ihren Produktionslinien verfügen.
Drei Unternehmen aus der Lebensmittelindustrie stellten sich den aktuellen Herausforderungen auf ihre eigene Art: Mit 80 Angestellten ist Mjolkursamsalan Akureyri die größte Molkerei Islands. Sie sah sich der Herausforderung gegenüber, ihre Produktivität zu steigern und gleichzeitig monotone Prozesse zu reduzieren.
Orkla Foods Sverige, ein Zusammenschluss von drei schwedischen Lebensmittelherstellern mit insgesamt 1500 Mitarbeitern, setzte sich zum Ziel, eine automatisierte Lösung für den Verpackungsprozess von Vanillecreme zu finden.
Bei Nordic Sugar stellte man sich die Aufgabe, Rohstoffproben automatisiert zu analysieren und hielt nach einer neuen Robotergeneration Ausschau. Jede dieser Firmen entschied sich für die kollaborierenden Leichtbauroboter von Universal Robots.
Bereits drei Mannjahre eingespart
Das Ziel der isländischen Molkerei war es, ihre Frischkäseproduktion so umzugestalten, dass monotone und mühsame Tätigkeiten für die Angestellten reduziert werden können. Der Hersteller von Milchprodukten erwarb zwei kollaborierende UR5-Roboter, sogenannte Cobots, und implementierte sie in den Produktionsprozess.
In der Vergangenheit mussten die Mitarbeiter über den ganzen Tag hinweg jeweils acht Frischkäsepackungen auf einer Plastikschale platzieren, um sie anschließend auf einer Palette zu stapeln. Die beiden Roboter übernehmen heute diesen Prozess und teilen sich dabei die Arbeit. Der erste Roboterarm nimmt die Frischkäsepackungen auf und platziert sie auf einer Plastikschale. Diese wird dann über ein Förderband zum zweiten Roboterarm transportiert. Der zweite UR5 nimmt sie vom Band und stapelt sie anschließend auf einer Palette. Auf diese Art und Weise konnte die isländische Molkerei ihre Produktivität signifikant steigern.
„UR-Roboter sind sehr einfach zu bedienen und müssen nicht abgeschirmt werden. Das ist ein großer Vorteil. Dank unserer zwei UR5-Roboter konnten wir bereits drei Mannjahre monotoner Arbeit einsparen“, sagt Sigurdur Runar Fridjonsson, Leiter der Molkerei.
Die kollaborierenden Roboterarme mit der Produktbezeichnung UR5 von Universal Robots stellen die Mittelklasse des Unternehmens dar. Die Maschinen wiegen 18 kg bei einer Traglast von bis zu 5 kg. Ihr Arbeitsbereich umfasst einen Radius von 850 mm. Sie können verschiedene Tätigkeiten übernehmen, von Pick-and-Place-Applikationen bis hin zu Qualitätskontrollen.
Assistieren bei der Analyse
Bei Nordic Sugar, einer der größten Zuckerfabriken Europas, übernehmen Roboter seit 1993 den Wägeprozess von Behältern mit pürierten Rüben. Aufgrund des technologischen Fortschritts und der Vorteile von Leichtbaurobotern gegenüber herkömmlichen Industrierobotern war es jedoch Zeit für einen Wechsel. „Ich stellte mir einen Roboter vor, den meine Mitarbeiter für andere Aufgaben programmieren und selbst in Betrieb nehmen können. Bei unserem bisherigen Roboter mussten wir bei jeder Änderung Spezialisten kommen lassen, was sehr kostenintensiv war“, sagt Bo Berghdahl, Leiter der Produktions- und Analyseabteilung bei Nordic Sugar.
Heute arbeiten drei UR5-Roboter im Zuckeranalyseprozess mit. Sie scannen die Barcodes und transportieren die Behälter mit dem Zucker für die Analysen von den Waagen zu den Filtern und zurück. Der Prozess wird von einem pneumatischen Greifer und einem im Endwerkzeug des Roboterarms integrierten Barcodescanner ausgeführt. Da für die Roboter keine Schutzvorrichtung erforderlich ist, können die Mitarbeiter gefahrlos direkt neben ihnen arbeiten.
Flexibel, vernetzt, kollaborativ
Orkla Foods Sverige ist ein Zusammenschluss drei schwedischer Lebensmittelhersteller: Abba Seafood, Procordia Food und Frödinge. Das Unternehmen setzte sich das Ziel, den Verpackungsprozess von Vanillecreme am Produktionsstandort Kumla zu automatisieren. Die Automationslösung sollte ebenfalls mit den anderen Produktionsmaschinen vernetzbar sein. Weitere Anforderungen waren eine leichte Transportierfähigkeit und eine Kollaborationsfähigkeit mit den Mitarbeitern, um auf umfangreiche Schutzvorrichtungen verzichten zu können.
„Eine wichtige Bedingung war, dass keine Überwachung oder zusätzliche Unterstützung der Roboter erforderlich würden. Zudem ist es für uns ein wesentlicher Vorteil, wenn keine besonderen Schutzvorrichtungen erforderlich sind und der Roboter sicher, Seite an Seite, mit unseren Mitarbeitern arbeiten kann“, sagt Johan Linné, Site Manager, Orkla Foods Kumla. Nach einer Vorführung entschied sich der Lebensmittelhersteller für einen UR10-Roboter. Dieser arbeitet autonom als Teil eines Netzes, das einen Kartonaufrichter und einen Kartonverschließer umfasst. Bestückt wird das Ganze von einer Abfüllmaschine. Der UR10 hebt die mit Vanillecreme befüllten Säcke mithilfe eines Greifers von der Ausgabeplattform der Abfüllmaschine und platziert sie in einen Karton. Ein Mitarbeiter stapelt die Kartons anschließend mit einem Kran auf eine Palette.
Im Produktsortiment von Universal Robots sind UR10-Roboter die größten und leistungsstärksten. Sie verfügen über eine Tragkraft von 10 kg und einen Arbeitsradius von 1300 mm.
www.prozesstechnik-online.deSuchwort: dei0616universalrobots

Helmut Schmid
General Manager Western Europe, Universal Robots


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