Vollautomatische Palettierung von Käse mit spezieller Greiftechnik
Das Unternehmen „Noordhoek geriebener Käse“ aus Bodegraven (www.gerasptekaas.nl) bei Gouda zeigt schon mit seinem Namenszusatz worum es geht: Alle Arten von Käse werden für industrielle Bäckereien, Großhändler und Gastronomien gerieben oder zu Scheiben oder Blockware verarbeitet. Mit dem Einsatz des Palettierroboters vom Typ PARO aus dem Hause roTeg ging der Käsehersteller einen weiterer Schritt in Richtung Optimierung und Kapazitätsausweitung.
Über 35 Jahre liegen die Anfänge von Noordhoek zurücl. Damals verkaufte man den Käse noch aus einem Marktwagen. Diese langjährige Erfahrung und Marktkenntnis bewährte sich, als die Idee entstand, sich auf geriebenen Käse zu spezialisieren. Ab 1998 wurden die ersten Bäckereien mit dem neuen Produkt beliefert und das Geschäft florierte, bis gut zehn Jahre später das bisherige Gelände zu klein wurde. Das 2010 errichtete Firmengebäude kann mit einer erstklassigen Produktionstechnik aufwarten, die einen hohen Automationsgrad erfordert. Das breite Sortiment wird nach IFS (International Food Standard) und dem BRC-Zertifikat (British Retail Consortium) produziert. Es führt ein Gütesiegel und weist eine lückenlose Kühlkette vom Lieferanten bis zum Endkunden auf. Die Endverpackung übernimmt ein Palettierroboter des Typs PARO, welcher eine versandfertige Palettenbeladung in kürzester Zeit und mit hoher Flexibilität bezüglich der Umverpackung ermöglicht.
Neue Greiferlösung für das Kistenhandling
Die Produkte von Noordhoek werden in Klarsichtbeutel unterschiedlicher Größe verpackt. Je nach Anforderung kommen diese Beutel in Faltschachteln, schwarze Kunststoffkisten oder E2-Kisten. Die Handhabung von Faltschachteln und Zwischenlagen mittels Saugvakuum ist Routine in der Robotik, jedoch erfordert das Greifen von Kisten neue Lösungen. Eine Aufnahme von oben mittels Saugern ist ausgeschlossen. Die Aufnahme von der Seite: problematisch. Denn die an der Kiste wirkenden Kräfte wären zu hoch, die Auflageflächen zu klein und der logische Aufbau einer Lage wäre durch die seitliche Bauposition des Greifers erschwert.
Einzig die Griffmulden boten eine gute Möglichkeit, die Kisten aufzunehmen. Doch ein Außengriff ist durch die nebenstehende Kiste eines Viererverbundes ebenfalls nicht umsetzbar. Die einzige Möglichkeit in diesem Fall ist, von innen in die Griffmulden zu fassen. Das bringt eine neue Anforderung mit sich: Wie bleibt die Ware dabei unbeschädigt?
Die Beutel in den Kisten sind beweglich und können in die Nähe der Griffmulden rutschen. Bei der Handbefüllung der Kisten sind außerdem Füllhöhenschwankungen möglich. Die roTeg-eigene Abteilung für Produktdesign entwarf also einen stabilen Greifhaken für einen sicheren Halt. So behält die Ware auch bei Drehungen eine feste Position bei. Anschließend werden die Kisten ineinander eingerastet, was eine hohe Präzision bei der Platzierung voraussetzt. Besonders wichtig ist diese Genauigkeit, wenn zehn Lagen gestapelt werden. Ein Verkanten in den unteren Lagen verursacht nämlich einen Schiefstand. Dadurch käme es zwangsläufig zu einem Palettierfehler oder schlimmstenfalls würde die Säulenstapelung kippen.
Einmal geraderütteln
Doch nicht alle Packstücke sind makellos und auch an anderen Stellen entstehen immer wieder kleine Ungenauigkeiten. Deswegen ist hierbei ein wenig mehr Intelligenz als üblich vom Roboter gefragt. Wenn er die Kisten aufnimmt, senkt der Greifer die Klemmhaken zunächst ab. Dabei sind sie allerdings noch nicht in der Endposition arretiert. Indem der Roboter den Greifer mit einer Abwärtsbewegung entlang der y-Achse auf die Kiste zubewegt, rasten die Klemmhaken von selbst ein und werden erst bei Erreichen der Endposition auf Spannung gebracht. Auf diese Weise ist das in der Kiste befindliche Produkt vor mechanischer Beschädigung geschützt, auch wenn der Füllstand einmal über das normale Maß hinaus gehen sollte.
Bei der Ablage auf der Palette ist das Einrasten der Kisten auf der unteren Lage die Herausforderung. Um die möglichen Packstücktoleranzen zu berücksichtigen, fährt der Roboter die Ablageposition zunächst an. Bevor sich dann der Greifer öffnet, macht der Roboter eine schnelle Kreisbewegung mit engem Radius in der horizontalen Ebene. Erst nach diesem kurzen „Einrütteln“ öffnen sich die Greifklemmen und die Kisten befinden sich in der Wunschposition.
Packstückfördertechnik unterstützt die Palettierleistung
Ein weiterer Aspekt bei der Anlagenplanung ist die Erhöhung der Palettierleistung. Ein normaler Einzelgriff der Packstücke reicht hier nicht aus und ein Doppelgriff muss her. Dies gilt sowohl für die Verpackung in Faltschachteln als auch für die Kunststoffkisten. Die Wochenproduktion von circa 150 Tonnen Käse kann über bis zu drei Zuführstrecken zur Palettierzelle gelangen.
Auch von den Faltschachteln nimmt der Roboter pro Hub zwei Verpackungseinheiten auf. Dies erfolgt per Vakuumsauger an der oberen Seite. Für ein exaktes Lagenbild ist auch hier eine gerade Ausrichtung erforderlich. Die Fördertechnik verfügt über schräggestellte Laufrollen, was nach Einlauf der Packstücke für eine einheitliche und von Größe und Form unabhängige Zentrierung sorgt. Sowohl die manuelle Einstellung von Geländerführungen als auch der Einsatz von Überschiebern entfällt, was dem Energieverbrauch und der Anwenderfreundlichkeit der Anlage zugutekommt.
Überwachung der Saugkreise per Verschleißanzeige
Der Greifer verfügt insgesamt über vier Saugkreise. Ein Bedienpult überwacht sie durch jeweils eine analog gestaltete Anzeige. Sensoren ermitteln den anliegenden Unterdruck und zeigen diesen durch eine Vakuumuhr an. Das virtuelle Messinstrument ist in verschiedenfarbige Teilbereiche unterteilt. Sobald der erzeugte Unterdruck durch Leckage abfällt – ein erster Hinweis auf Verschleiß der Sauger – zeigt ein schwächerer Ausschlag dies an. Wenn der grüne Bereich verlassen wird, ist ein baldiger Austausch der Sauger erforderlich; erst einmal kann der Roboter jedoch weiterarbeiten. Die Eigendiagnose des Systems hilft dem Anwender, die Verfügbarkeit der Anlage zu Maximieren, indem er reagieren kann, bevor es zu einer Störung kommt.
Einfach – Günstig – Produktiv
Die Bedienung der gesamten Palettieranlage ist denkbar einfach, denn der PARO mit seiner Steuersoftware PARO-Control ist vom Prinzip her nicht schwieriger zu bedienen als ein Smartphone. Auch hier ist das Bedienpult mit einem Touchscreen ausgestattet, so dass alle Eingaben per Fingerdruck getätigt werden können. Auch Änderungen bei den Lagenbildern lassen sich bequem mit dem Finger verschieben. Technikbefangenheit gegenüber dem PARO gibt es bei Noordhoek keine: „Bereits nach einer kurzer Einweisung ist die Anlage zu bedienen“, so Betriebsleiter Theo van den Heuvel. Das Team der 15 Produktionsmitarbeiter arbeitet damit in zwei Schichten. Hierbei werden die Produkte auf Vorrat bei 0° Celsius zwischengelagert. Die Palettierung läuft dabei ununterbrochen bei einer Umgebungstemperatur von 7° Celsius.
