Die ungarische Produktionsstätte von Beltaste in Morahalom, im Süden Ungarns, produziert mit rund 160 Mitarbeitern überwiegend Schaschlikspieße und gilt bei Automatisierungsexperten in diesem Bereich als die Wiege der Lebensmittelverarbeitung 4.0. Denn dort wurde bereits vor anderthalb Jahren eine vollautomatische Spießmaschine in Betrieb genommen, und mittlerweile hat Beltaste sogar eine zweite installiert.
Fleischspießproduktion im High-Speed-Modus
Um die Arbeitsabläufe dieser vollautomatisierten Pick&Skewer-Anlagen verfolgen zu können, ist hohe Konzentration nötig, weil der Prozess in enormer Geschwindigkeit abläuft. Mittig in der Anlage werden auf zwei Bändern die Zutaten zugeführt: Paniertes, rohes oder mariniertes Fleisch auf der einen Spur, Zwiebel, Paprika, Kirschtomaten, oder was das Rezept sonst noch vorsieht, auf der anderen. Seitlich an der Anlage befinden sich die Vorrichtungen, in denen die Spieße vereinzelt und waagerecht für die Bestückung vorgehalten werden.
Aufgabe der Stäubli-Roboter ist es nun, die Zutaten zu greifen und exakt mittig auf den Spieß aufzustecken. Die fertigen Spieße werden unmittelbar der Verpackung zugeführt. Auf diese Weise erzeugt die Anlage ohne menschliches Zutun pro Stunde zwischen 1.000 und 1.200 fertige Schaschlikspieße. Eben diese Performance war es, die die Verantwortlichen von Beltaste zum Kauf der Anlage veranlasste. Leon Muyshondt, Chief Technology Officer von Beltaste in Morahalom: „Wir haben lange nach einer Lösung gesucht, um die Produktivität zu erhöhen und zugleich die Qualität zu steigern, aber nichts Passendes gefunden. Als wir den Pick&Skewer sahen, waren wir sofort überzeugt. Wir glaubten an das Konzept und vertrauten dem Entwickler und Hersteller.“
15.000 Komponenten pro Stunde
Entwickelt wurde die Anlage von der belgischen Firma Pintro. Seit 2007 fertigt das Tochterunternehmen des Sonderanlagenbauers SMO Anlagen für die manuelle oder halbautomatische Produktion von Fleischspießen. Mit dem Pick&Skewer ist erstmals der Sprung in die vollautomatische Herstellung von Fleischspießen gelungen – im Großmaßstab: Je nach gefordertem Output greifen zwischen zwei und fünf Roboter sämtliche Zutaten und stecken sie auf die Spieße. Bei Beltaste entschied man sich für die leistungsfähigste Ausführung mit fünf Stäubli-Robotern des Typs TX2-60L he. Da ein Sechsachser bis zu 3.000 Teile stündlich greifen und aufspießen kann, erreicht die Anlage eine Leistung von maximal 15.000 Komponenten. Das sind z.B. bei zehn Komponenten pro Spieß 1.500 fertige Spieße pro Stunde.
Kombination aus mechanischem und Vakuumgreifer
Die Roboter werden von Vision-Systemen geführt und arbeiten die in der Steuerung hinterlegten Rezepte ab. Dabei sind sie nicht nur schnell, sondern auch flexibel. Muyshondt dazu: „Üblicherweise wechseln wir alle 16 bis 20 Stunden das Rezept. Wenn wir dafür die Greifer umrüsten müssen, dauert das durch der Schnellwechselsysteme nur fünf Minuten.“ In die Entwicklung der Greifer haben die Pintro-Ingenieure viel Knowhow investiert. Ergebnis ist eine Kombination aus mechanischem und Vakuumgreifer, der in einem Arbeitsgang mehrere und unterschiedliche Komponenten greift und anschließend zielgenau aufspießt.
Jeder Roboter fertigt also binnen Sekunden einen vollständigen Spieß. Die genaue Position jeder einzelnen Zutat wird dabei kontinuierlich durch die Bildverarbeitungssysteme überwacht. Pieter Weyens, Head of Pintro sagt: „Die deckenmontierten Stäubli-Roboter greifen und positionieren jede Zutat mit einer Genauigkeit von 0,1mm. Dabei kommt es nicht nur auf die akkurate Position und Ausrichtung an, sondern auch darauf, dass die Spieße wie handgefertigt aussehen.“
Hygiene und Reinigungsfähigkeit
Bei der Auswahl des Roboters spielten neben der Geschwindigkeit und Präzision auch die Hygiene und die Reinigungsfähigkeit eine zentrale Rolle. Muyshondt erläutert: „Zweimal am Tag fahren wir einen automatischen Reinigungs- und Desinfektionszyklus der Werkzeuge – das dauert jeweils anderthalb Minuten. Nach jeder Schicht werden die Anlagen gründlich gereinigt und desinfiziert: erst geschäumt, dann mit der 40bar-Reinigungslanze und heißem Wasser beaufschlagt – einschließlich der Roboter.“
Für dieses Anforderungsprofil sind die wasserdichten Stäubli-Sechsachser der TX2-Baureihe in HE-Ausführung gut geeignet. Sie sind vollständig gekapselt und widerstehen diesen Reinigungsläufen ohne jedwede Beeinträchtigung. Selbst häufige und intensive Reinigungsprozesse, wie sie in der Pharma- und der Lebensmittelindustrie üblich sind, führen zu keiner Einschränkung der Lebensdauer. Die HE-Roboter sind so konzipiert, dass sie durch ihr washdown-fähiges Hygienedesignselbst in sensitiven Umgebungen arbeiten können.
Bei den in der Spießmaschine eingesetzten Robotern kommt zudem ein lebensmittelverträglicher Schmierstoff der Klasse NSF H1 zum Einsatz. Muyshondt: „Die Roboter werden stark beansprucht, weil sie sehr viele schnelle und kleine Bewegungen ausführen. Der Schmierstoff muss also leistungsfähig sein und zugleich den Anforderungen der Lebensmittelverarbeitung entsprechen.“ Das von Stäubli gemeinsam mit einem Schmierstoffhersteller entwickelte H1-Öl erfüllt diese Anforderungen.
