Robotergreifer für die Handhabung von Fleischwaren: Steak, Geflügel und Würstchen
Anwendung
Seit die Pandemie die Fleischindustrie und die lebensmittelverarbeitende Industrie im Allgemeinen getroffen hat, haben wir den Trend beobachtet, dass große Hersteller von Fleischprodukten für den Verbrachermarkt, die viel Arbeitskraft einsetzen, sich zukunftsweisenden Lösungen zuwenden. Nicht nur aus hygienischen Gründen oder um Personal einzusparen, sondern auch, weil Arbeitskräfte in diesem Bereich schwer zu finden waren, vor allem nicht in den Mengen, die Unternehmen wie Tönnies zum Funktionieren brauchen. Die Aufgabe, ganze Produktionslinien zu automatisieren, ging an Integratoren. Das soll nicht heißen, dass es keine automatisierten Produktionslinien für die Verarbeitung von Fleisch, die Zubereitung von Fleisch oder die Herstellung von Sandwiches gab; Lösungen für das Schneiden und Verarbeiten von Hähnchenfleisch waren bereits auf dem Markt, aber neue Entwicklungen in der Robotik, bei Peripheriegeräten und End-of-Arm-Werkzeugen haben Automatisierungslösungen für Unternehmen jeder Größe in der Lebensmittelherstellung und sogar für Nischenanwendungen zugänglich gemacht. In diesem Artikel erörtern wir die technologischen Fortschritte in der Fleischverarbeitung und stellen einige der Anwendungen vor, die wir mit unseren Partnern in der Industrie durchgeführt haben. All dies soll Ihnen zeigen, worauf Sie bei der Entwicklung einer automatisierten Fleischverarbeitungslinie achten sollten.
Industriestandards für die robotergestützte Fleischverarbeitung: Vorschriften zur Lebensmittelsicherheit
Zunächst müssen wir über Hygienekonzepte bei der Rohfleischverarbeitung sprechen. Die genauen Richtlinien zur Lebensmittelsicherheit variieren von Land zu Land, aber eines ist unbestreitbar: Die Fleischverarbeitung ist ein stark regulierter Bereich, und hygienische Bedingungen sind der Schlüssel zum Betrieb jeder Anlage. Die Qualitätssicherung der Lebensmittelsicherheit wird Sie bei jedem Schritt begleiten. Besonderes Augenmerk wird auf ein hygienisches Design gelegt. Neuere Delta-Roboter, die für den Einsatz in Lebensmittelumgebungen konzipiert sind, bestehen vollständig aus Edelstahl und können mit Druckwasser und Reinigungsmitteln gereinigt werden, ohne die Elektronik zu beschädigen. Gleichzeitig sorgt die Konstruktion dafür, dass sich keine Produktteile verfangen und unhygienische Räume entstehen. Förderbänder folgen einer etwas anderen Logik. Erstens sind die Bänder in der Lebensmittelproduktion perforiert und lassen sich daher leichter mit Druckwasser reinigen. Die blaue Farbe dient der Sicherheit, da die Produkte normalerweise nicht blau sind, so dass die Ausrüstung leicht von den Waren unterschieden werden kann. Andere Komponenten, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, wie z. B. unsere Finger, folgen der gleichen Farblogik. Darüber hinaus folgt unsere SoftGripping-Produktlinie einem hygienischen Design mit abgeschrägten Oberflächen, speziellen Dichtungen und Schrauben. So lassen sich Produktreste und Reinigungsmittel leicht abrollen und hinterlassen saubere und hygienische Oberflächen.
Für uns als Greiferhersteller wurde klar: Die meisten Automatisierungssysteme in der Lebensmittelindustrie mit Förderbändern, Industrierobotern, Kameras, Verpackungsautomaten und Ausgabestationen unterscheiden sich von Anwendung zu Anwendung leicht. Sie werden oft zuerst gebaut und das wichtigste Puzzleteil wird erst im letzten Moment gelöst: der Robotergreifer! Der Teil, der mit den Lebensmitteln in Berührung kommt, muss einfach zuerst betrachtet werden. Der Kontakt mit Lebensmitteln bedeutet, dass die Form des Greifers an das betreffende Produkt angepasst sein muss. Ein Greifer, der für das zu handhabende Fleischprodukt optimiert ist, bedeutet einen präziseren Griff, weniger Schwankungen bei der Entnahme und Platzierung und vor allem eine geringere Gefahr von Handhabungsfehlern! Aus diesem Grund müssen wir uns mit den typischen Herausforderungen beim Umgang mit Protein befassen und wissen, worauf wir achten müssen, z. B.: Gewichtsverteilung, allgemeine Form, Behälter zum Aufnehmen und Ablegen. Alles mit dem Ziel, den Prozess so schnell wie möglich und vor allem zuverlässig zu gestalten!
Alternativen zu Saugnäpfen bei der Aufnahme und Platzierung von Fleischwaren
Einsatz von Softgrippern bei der Kommissionierung und Verpackung von Fleischwaren
Auswählen und platzieren
Die erste Anwendung, die mir in den Sinn kommt, ist die einfache Entnahme von Fleisch aus der Produktionslinie und das Ablegen in Kartons oder Schalen zur Verpackung. Dieser Schritt kann nach einer Linie erfolgen, an der das Fleisch geschnitten wird. Hier kann das Schneiden von Fleischwaren entweder von Fabrikarbeitern oder auf automatisierte Weise erfolgen. Was uns hier auffällt, ist, dass das einfache Trennen von Fleischstücken viel Geld für die 3D-Vision und die Verarbeitung sparen könnte, die für den Roboter erforderlich wäre, um einzelne Fleischstücke auszuwählen. Wenn wir von Pick-and-Place-Anwendungen sprechen, meinen wir übrigens schnelle Roboter wie Delta- oder Scara-Roboter und in der Regel eine Produktionslinie mit mehr als ein paar Robotern für eine Aufgabe.
Kommissionierung und Verpackung
Das Aufnehmen und Verpacken von Fleisch könnte einer Anwendung zum Aufnehmen und Platzieren ähneln, aber wenn das Aufnehmen und Platzieren dazu verwendet wird, Teile auszurichten oder sie von einem Förderband auf ein anderes zu übertragen, bedeutet das Aufnehmen und Verpacken, dass man ein Tablett, eine Tüte oder einen ähnlichen Behälter hat, in den man z. B. Hähnchenflügel oder Würstchen legen kann. Eine Anwendung neben der Schalenverpackung war das Verpacken von gebratenen Hähnchenflügeln in Papiertüten, die dann ausgegeben und geöffnet wurden, eine andere war das Einlegen von Würstchen in ziemlich enge Behälter. Informieren Sie sich über den Platzbedarf für den Grab-and-Go-Betrieb. Einige Behälter können extrem schmal sein, und die Greifer sollten nicht tief eintauchen, um das Produkt zu platzieren. Stattdessen ist es eine gute Idee, den Greifer ein paar Zentimeter in das schmale Paket hinein oder sogar etwas darüber hinaus zu stellen. Die Verwendung eines Abstandshalters zwischen den Greiferfingern hilft bei der Stabilität und Ausrichtung von Fleischprodukten und gewährleistet eine kontrollierte Freigabe und Platzierung in Verpackungsmaschinen.
Anwendungen sortieren
Beim Sortieren geht es nicht nur darum, sicherzustellen, dass die Teile für die nächste Aufgabe richtig ausgerichtet sind, oder darum, verschiedene Zuschnitte in mehrere Produktströme aufzuteilen. Die einfachste Aufgabe bestand darin, dafür zu sorgen, dass die Teile zu Schalen mit einem bestimmten Gewicht zusammengesetzt werden. Eiweiß, wie z.B. Schweinefleisch, variiert immer in Größe und Gewicht, aber was der Endverbraucher sieht, ist ein verpacktes Produkt von, sagen wir, 500 g! Die Fleischstücke müssen also mindestens 500 g wiegen, um sicherzustellen, dass der Kunde das bekommt, wofür er bezahlt hat. Das zusätzliche Gewicht der verpackten Waren hätte jedoch auch anders auf die Kisten verteilt werden können. In diesem Fall wird jedes Stück Fleisch gewogen und mit einer ID versehen. Teile, die das erforderliche Verpackungsgewicht erfüllen, werden im Primärverpackungsprozess von Roboterfingern zusammengesetzt. Dies gewährleistet eine effiziente Produktverteilung.
Fleischwarengreifer als Teil eines Aktuators
Mehrstufige Produktzubereitung
Primärverpackungslinien vs. Sekundärverpackungslinien
Robotisches Greifen von Fleisch mit Softgripping, worauf ist zu achten?
Unsere Beispiele für robotergestützte Fleischhandhabungs- und Fleischverpackungsmaschinen
Hühnerkeulen
Beginnen wir mit einer der bekanntesten Anwendungen in der automatisierten Fleischverarbeitung: dem Aufnehmen und Ablegen von Hähnchenschenkeln. Auf den ersten Blick scheint es einfach zu sein, aber bei herkömmlichen Greifern würden die Asymmetrie und die Hühnerhaut viele Probleme verursachen. Das Greifen um das Fleisch ist hier wichtig, um das Gleichgewicht zu halten. Eine leichte Tendenz, in der Nähe des Schwerpunkts zu greifen, kann zur Stabilisierung beitragen. Vor allem muss der Druck der Finger angepasst werden, um sicherzustellen, dass die Hähnchenhaut während des Pick-and-Place-Zyklus an ihrem Platz bleibt. Was die Aufgabe im Vergleich zu anderen Fleischstücken erleichtert, ist der Knochen im Inneren der Keule, wo der Greifer das Fleischstück gut festhalten kann.
Empfohlene Greifereinrichtung für die robotergestützte Handhabung von Hühnerkeulen
Automatisierte Handhabung von Filets und Filetstücken
Wir haben das Hähnchenbrustfilet als gutes Beispiel für automatisch zu verarbeitende Fleischteile gewählt. Natürlich können die Ergebnisse je nach Zartheit des Fleisches und der Form des Stücks und damit der Gewichtsverteilung im Stück variieren. Dies sind wichtige Parameter bei der Umstellung von Huhn auf Rind- oder Schweinefleisch. Im vorliegenden Fall werden ziemlich große Stücke mit einer guten Höhe gehandhabt, so dass eine menschliche oder Roboterhand sie leicht aufnehmen kann. Flachere und breitere Stücke sind dagegen schwieriger zu handhaben. Hier kann es bis zu einer bestimmten Größe sinnvoll sein, die Teile gegen einen Abstandshalter zu drücken, anstatt sie in die Greiferfinger gleiten zu lassen. Neben der Größe der Stücke und der Kühlung sollten Sie auch einen Blick auf die verwendete Marinade werfen.
Empfohlene Greifereinrichtung für die Handhabung von Filets
Handhabung von Frikadellen durch Roboter
Empfohlener Roboteraufbau für die Handhabung von Fleischbällchen
Maschinen für die Primärverpackung von Wurstwaren
Der perfekte Greifer für die Handhabung von Würsten
Cobot-Burger-Zubereitung
- 1. Verwenden Sie mehrere Roboter für bestimmte Aufgaben. Dies beschleunigt die Zubereitung der Mahlzeiten, erfordert aber eine größere Investition und vor allem mehr Platz in Restaurants, in denen der Platz eine Rolle spielt.
- 2. Verwenden Sie einen Roboter mit einer Werkzeugwechselstation und speziellen Werkzeugen am Ende des Arms für bestimmte Aufgaben. Dies mag auf den ersten Blick vorteilhaft erscheinen, aber ein automatischer Werkzeugwechsler in einer Lebensmittelzubereitungsumgebung kann zu Hygieneproblemen führen, und, was noch wichtiger ist, das Wechseln von Werkzeugen zwischen Aufgaben ist zeitaufwändig und ineffizient, selbst wenn die Einrichtung zur Freude der Kunden ausgestellt ist.
- 3. Entwicklung eines End-of-Arm-Tools, das alle erforderlichen Aufgaben übernehmen kann. Dies kann durch die Anbringung mehrerer Werkzeuge am Roboter in einem EoAT oder einem flexiblen Greifer, der alle Teile handhaben kann, erfolgen. Das ist der Weg des SoftGripping! Unsere Finger wickeln sich sanft um Brötchen, Patties und sogar Salatblätter. Wenn Sie einen Stapel dieser Produkte nehmen und sie unter einen Gewürzspender (Ketchup, Mayonaise usw.) legen, können Sie sicher sein, dass alle Stücke in einem Zug verarbeitet werden.
Empfohlene automatische Einrichtung für die Zubereitung von Burgern
Kontakt
Wir freuen uns, mit Ihnen in Kontakt zu treten! Lassen Sie uns in einem kurzen Gespräch herausfinden, wie Sie Ihre Anwendung automatisieren können. Unsere Ingenieure werden Ihre Anwendung validieren und Ihnen Testmaterial in Form von Videos, Bildern und Whitepapers zur Verfügung stellen:

