Vibrationen wie sie beispielsweise beim Seetransport typisch sind, bekommen bestimmten Produkten nicht. Einen derartigen Transport müssen die Kräuter- und Gemüsemischungen der Freeze-Dry Foods GmbH zurücklegen. Nicht selten kamen am Ende des Seeweges die aufwendig hergestellten Mischungen beim Kunden sauber entmischt an. Oder die Gläschen waren durch Verdichtung der Mischungen nur halb voll. Freeze-Dry Foods löste das Problem mit Paro-Palettierrobotern von Roteg.
Bei der Herstellung der Kräuter- und Gemüsemischungen nutzt Freeze-Dry Foods aus Greven die Gefriertrocknung – ein schonendes Verfahren, das Aroma, Geschmack und Farbe der Rohstoffe erhält. Anschließend werden die getrockneten Kräuter und Gemüse gesiebt und gemischt. Abnehmer finden die Trockenmischungen auf der ganzen Welt.
Transport auf dem Kopf
Als man bei Freeze-Dry Foods von dem Problem erfuhr, dass die für den langen Seetransport typischen Vibrationen zur Verdichtung und Entmischung der Kräuter- und Gemüsemischungen führen, suchte man nach einer Lösung. Schließlich sollten in Zukunft die in Schraubgläsern abgefüllten Produkte ohne Qualitätseinbußen in alle Welt verschifft werden können. Das Ergebnis: Die Produkte werden auf dem Kopf zu transportiert.
Das heißt: Am Ende der Abfülllinie müssen die Gläschen um 180° gedreht und in dieser Position auf die Palette gebracht werden. Und da das je nach Produkt, Kunde und Transportweg wahlweise möglich sein muss, entschied man sich für die Anschaffung eines Palettierroboters von Roteg, der diese „Wendeaufgabe“ übernimmt.
Die Leistung der Produktionsstraße beträgt 2500 Verpackungseinheiten pro Stunde. Im Einzelgriff ist diese Leistung durch einen Palettierroboter nicht zu realisieren. Für die Auslegung der Anlage bedeutet das:
- Formationsbildung in einer Übergabestation für einen Mehrfachgriff
- Realisierung unterschiedlicher Palettiermuster, um eine hohe Stapelstabilität zu gewährleisten
- Palettierung der Gebinde sowohl normal auf dem Boden als auch dem Kopf
Formationstisch und Wendegreifer
Das zu palettierende Packstück besteht aus einem Tray mit fünf Einzelgläsern, die durch eine Schrumpffolie zu einer Verkaufsverpackung zusammengefasst wurden. Diese werden am Ende der Fördertechnik durch einen Querschub auf einen Sammel- und Formationstisch geschoben. In Abhängigkeit vom Palettiermuster werden in dieser Station drei, vier oder auch fünf einzelne Packstücke zu einer Formation zusammengeschoben und danach zentriert. Der ovale Flächensauger des Palettierroboters nimmt die Tray-Formation entweder von unten oder von oben auf. Erfolgte die Aufnahme von unten, dreht sich das Saugwerkzeug des Roboters auf dem Weg zur Palette und stellt die Gebinde auf dem Kopf stehend auf der Palette ab.
Um eine kontinuierliche Palettierung zu erreichen wurde die Roboterzelle für eine Palettierung auf zwei Plätzen ausgelegt. Das bedeutet, dass Palettenwechsel zu keiner Unterbrechung des Palettierprozesses führen. Der Paro-Roboter (Linearsystem) wurde so am Ende der Linie platziert, dass er jeweils eine Palette rechts und links platziert. Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass abwechselnd rechts und links Paletten fertiggestellt und im fliegenden Wechsel getauscht werden können. Während auf einer Seite die Palettierung stattfindet, hat der Anlagenbediener genügend Zeit, auf der gegenüberliegenden Seite eine volle Palette gegen eine leere Palette zu tauschen.
PC als Robotersteuerung
Die Gestaltung der Greifwerkzeuge, der Aufbau der Roboterzelle und die effiziente Gestaltung des Produktzulaufes sind das eine. Das andere wichtige Element für eine leistungsstarke Palettieranlage ist die Steuerung des Roboters. Bei vielen Anwendungen ist sie der wahre Schlüssel zum Erfolg.
Etabliert haben sich in diesem Bereich PCs als Steuerungsbasis. Anfängliche Hemmnisse wie die fehlende Echtzeitfähigkeit oder die schlechte Langzeitstabilität der Komponenten wurden überwunden. Die Bedienung der PC-Steuerung erfolgt auch im Falle von Freeze-Dry Foods via bedienerfreundlichen Touchmonitor. Die gesamte Kommunikation mit dem Roboter läuft ausschließlich über ein Bussystem, sodass ein handelsüblicher Industrie-PC ohne große Anpassungen und Modifikationen zum Einsatz kommen kann.
Programmierung des Roboters
Die Roboterzelle inklusive Sensorik, Aktorik und Peripherie ist funktionsbereit. Mit der Programmierung wird das System nun zum Leben erweckt.
Beim Betrachten verschiedener Handbücher der Roboteranbieter lassen sich viele Parallelen zu bekannten Hochsprachen wie Basic, Pascal oder C finden. Diese Hochsprachen aus der Computerwelt eignen sich hervorragend, um einem Roboter seine Aufgaben beizubringen. So lassen sich nahezu alle Handhabungsvorgänge, die sich logisch und mathematisch beschreiben lassen, in einen Programmablauf überführen.
Insbesondere Innovationen im Bereich der Sensorik, beispielsweise akustische und optische Lichttaster mit präzisen Messfunktionen, ermöglichen immer wieder neue Lösungsansätze. Allerdings liegen in diesem Bereich auch die großen Herausforderungen der Automation, da genauere und komplexere Sensoren auch eine entsprechende programmtechnische Einbindung benötigen, um die neuen Möglichkeiten auch in vollem Umfang nutzen zu können.
Bedienerfreundliches System
Das für Freeze-Dry Foods realisierte Palettiersystem auf Basis des Paro-Roboters ist bediener- und wartungsfreundlich gestaltet. Die komfortable Mensch-Maschine-Schnittstelle ist so gestaltet, dass Fehler und Störungen schnell zu lokalisieren und zu beheben sind. Hinzu kommt, dass die PC-Steuerung viele Fehler selbständig erkennt und sogleich Lösungsvorschläge unterbreitet. Wenn zum Beispiel der Roboter ein Packstück anhebt und der Sensor im Greifer das Vorhandensein des Packstücks sensorisch bestätigt, so muss der Packstückanwesenheitssensor in der Übergabe- position zumindest für eine kurze Zeit ablaufbedingt sein Signal verlieren. Ist dies nicht der Fall, so kann eine gute Steuerung dies als eindeutigen Fehler erkennen und auch gleich den Weg zur Lösung aufzeigen.
Beim genannten Beispiel wird die Anlage in eine Warteposition gehen und auf dem Monitor als erstes die Frage auftauchen, ob Fremdkörper in der Aufnahmestation liegen oder die Linse der Optik verschmutzt ist. So kann der Bediener ohne lange Suche den Fehler finden und beheben.
prozesstechnik-online.de/dei1214427
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