Food aktuell
Varia
29.3.2006
Trend: Robotik und Automatisierung

Roboter liegen im Trend. Das zeigte nicht nur die jüngst zu Ende gegangene Weltausstellung im japanischen Aichi, auf der künstliche Empfangsdamen die Besucher begrüssten, oder der Roboterdackel Aibo, von dem seit seiner Vorstellung im Jahr 1999 mehr als 150.000 Exemplare verkauft wurden. Mittlerweile hat Sony die Produktion seines "Blechbellers" zwar eingestellt, doch die weltweite Nachfrage nach Robotern, speziell für die Industrie, boomt ungebrochen.

Im ersten Halbjahr 2005 waren die Bestellungen von Industrierobotern weltweit um 18 Prozent im Vergleich zum Vorjahreszeitraum gestiegen. Bei der Nutzung von Industrierobotern steht Deutschland nach Japan an zweiter Stelle. Am häufigsten werden sie nach wie vor in der um Kostensenkungen ringenden Autoindustrie genutzt.

Rund 56 Prozent aller Roboter sind dort im Einsatz, wodurch heute bereits eine Maschine auf zehn Arbeitnehmer. kommt Nach einer Prognose der UN-Wirtschaftskommission für Europa (UNECE) wird die Zahl der in der Industrie eingesetzten Roboter bis 2007 weltweit voraussichtlich auf über eine Million steigen. Derzeit sind in der Industrie rund 800.000 Stück im Einsatz, davon rund 350.000 in Japan und mehr als 112.000 in Deutschland. Hierzulande verdienen etwa 500 Unternehmen ihr Geld mit der Fertigung, Programmierung und Integration von Robotern.

Fallende oder stabile Preise Gestehungspreise, steigende Lohnkosten und eine sich kontinuierlich weiter entwickelnde Technologie sind die Hauptfaktoren, die für Investitionen in Roboter sprechen. Da bildet auch die Lebensmittelindustrie keine Ausnahme. Waren Roboter bislang fast ausschliesslich im industriellen Umfeld der Automobilproduktion anzutreffen, so finden sie jetzt auch verstärkten Zuspruch in der Lebensmittelproduktion - freilich mit ganz anderen Aufgabenstellungen.

Steht im Rahmen der Automobilproduktion das Schweissen an erster Stelle, so liegt der Fokus in der Lebensmittelherstellung bisher vorwiegend auf Verpackungs-, Palettierungs- und Handhabungsaufgaben, die sich dank Robotern automatisieren lassen. Was die Hygiene betrifft, sind sie Handarbeitsplätzen zumeist überlegen, da die vollautomatische Reinigung der Greifer und Werkzeuge häufig fest in den Produktionsablauf eingebunden ist.

Bewegungen so komplex wie von Hand

Ob Linear-, Scara- oder Knickarm-Roboter: Welcher Typ zum Einsatz kommt, hängt von der Aufgabe ab, die es zu bewältigen gilt. In einem von der Europäischen Kommission unterstützten Projekt zum automatischen Vorschneiden von Schweinehälften liess sich beispielsweise die Gilde Hedmark og Oppland Slakterier aus Norwegen von der Effizienz überzeugen, die Roboteranlagen heute in einem Schlachthaus bieten.

Über ein Bilderkennungssystem nimmt der eingesetzte Knickarm-Roboter, ein Modell mit sechs Achsen, die bis zu 120 Kilogramm wiegenden Schweinehälften wahr und schneidet diese mit einem Kreismesser vor. Er beginnt mit einem Kurvenschnitt entlang der Kontur der Wirbelsäule, dem gekrümmten Kotelettschnitt. Dann folgen je ein horizontaler Schnitt über der Schulter und am Schinken sowie der spezielle "norwegische Mørbrad-Schnitt", bei dem der Roboter die Haltung des Kreismessers in zwei Winkeln von 15 und 20° verändert. Die Schnittführungen werden über das Control Panel der Robotersteuerung als Punkte bzw. Linien programmiert und mit Hilfe des Visionsystems an- und abgewählt.

Ein weiteres Beispiel für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie ist die Robotik-Pack-Line, bei der verschiedene Pack-, Vereinzelungs-, Dosier-, Versiegelungs- und Kennzeichnungsschritte von Robotern unterstützt erfolgen. Mit der automatischen Produktions- und Verpackungslinie lassen sich zum Beispiel Würstchen gruppieren und sortieren, Pralinen verpacken oder Fischprodukte handhaben. Selbst anspruchsvolle Aufgabenstellungen, etwa die Herstellung von Convenience-Food, übernimmt die intelligente Linie, die auf der diesjährigen Anuga FoodTec in Köln unter nahezu Praxisbedingungen zu sehen sein wird.

Auf dem Weg zur "intelligenten" Maschine

Noch vor wenigen Jahren war das Verpacken von Produkten wie Wurst- und Fleischwaren ausschliesslich durch Handarbeit zu bewerkstelligen. Erst seit der Entwicklung so genannter wissensbasierter Robotersysteme lassen sich anspruchsvolle Sortier- und Verpackungsaufgaben lösen. Wesentlicher Bestandteil einer wissensbasierten Technologie ist ein Softwarepaket, das die Handhabungsaufgaben unabhängig von einzelnen Robotern löst.

Das Prinzip: Die Produkte kommen über eine Zuführung auf ein Fliessband, auf dem ihre zufällige Lage mittels einer erfasst wird, welche diese Daten dann an die Software weiterleitet. Diese simuliert mittels neuronaler Algorithmen und fuzzy logic unterschiedliche Lösungsmöglichkeiten. Mit Hilfe der Ergebnisse dieser Berechnungen steuert die Software den Sortiervorgang und die angeschlossenen Module, z.B. Sortier- und Einlege-Roboter, Zuführung, Förderband und Packmaschine.

Je mehr Roboter in die Berechnungen einbezogen werden, um so effektiver kann ein wissensbasiertes Robotersystem Produkte, Roboterarme, Puffer, Fliessbänder und Übergabesituationen kombinieren und die optimale Performance entwickeln. Wissensbasierte Robotersysteme übernehmen heute bereits Aufgaben der Qualitätskontrolle, beispielsweise bei der Prüfung von Vakuumverpackungen.

Dank neuronaler Netze sind Roboterarme auch in der Lage "mit Gefühl" zuzupacken, so dass sie für eine Fülle neuer Aufgabenfelder in der Lebensmittelindustrie gerüstet sind. Mit den auf der Anuga FoodTec in Köln vom 4. bis 7. April 2006 vertretenen Branchen bietet sich ein breites Anwendungsfeld für Robotertechnik in der Lebensmittelindustrie.

Zusätzlich wird auf der Anuga FoodTec eine "Robotik-Pack-Line" als Sonderschau unter nahezu realistischen Produktionsbedingungen präsentiert. Gezeigt wird die vollautomatisierte Herstellung und Verpackung von Würsten. Die Anlage ist in Halle 9 zu sehen. Als modular aufgebaute Produktions- und Verpackungslinie zielt die "Robotik-Pack-Line" auf eine absolut hygienische Herstellung und Verpackung von Lebensmitteln ab.

Ein Netzwerk von Technologiepartnern hat an der Entwicklung gearbeitet und ihre Kernkompetenzen gebündelt: imt robot, beb Edelstahlbau, Omron Electronics, Piab Vakuum, Sealpac, Kawasaki Robotics, emt automation, SSI Schäfer Noell, Signode System, EDV Service Logemann, Multiscience, Wächter Packautomatik, Toshiba Machine Robotics, Weiss Klimatechnik, Optikett, Bosch Rexroth und Vemag Maschinenbau. Das Bremer Kompetenzzentrum K-Robotix koordinierte die Zusammenarbeit der Verbundpartner.

Fachmesse Anuga FoodTec 2006 in Köln: 4. bis 7. April
Informationen: www.anugafoodtec.de

(Medienmitteilung Kölnmesse)

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