Enorme Schneidleistung dank EtherCAT

Die Portioniermaschine Borncut BC225 kann über 2.100 Schnitte pro Minute durchführen. Das Schneidmesser rotiert mit einer Geschwindigkeit von bis zu 200 km/h. (Fotos: Borncut, Dänemark)

Mit der Portioniermaschine Borncut BC225 können bis zu vier Tonnen Fisch in nur einer Stunde zu nahezu beliebig vielen Einzelstücken verarbeitet, auf das gewünschte Gewicht zugeschnitten und u. a. für das Vakuumverpacken vorbereitet werden.

Gerade Geschwindigkeit und Präzision sind wesentliche Wettbewerbsparameter in der Lebensmittelindustrie, denn schon mit einer vermeintlich geringen Steigerung der Verarbeitungsleistung lassen sich in der Regel bereits immense jährliche Produktionskosten einsparen. Gorm Sørensen, Mitbegründer und CEO von Borncut, nennt dazu ein Beispiel: „Eine verarbeitungstechnische Herausforderung entsteht, wenn Lebensmittel wie Fisch und Hühnerfleisch in Größe und Form unregelmäßig sind. Es ist schwierig, sie in gleiche Stücke zu schneiden und dabei so wenig Schnittreste wie möglich zu erzeugen. Werden beispielsweise zehn Tonnen Lachs pro Tag verarbeitet, lassen sich mit einer um lediglich 0,5 % optimierten Maschinenleistung schon ca. 5.000 Dänische Kronen einsparen, die sich zu ca. 1,25 Millionen DKK – also rund 170.000 Euro – pro Jahr summieren.“

Die EtherCAT- und TwinSAFE-Klemmen sowie die Servoverstärker AX5000 ermöglichen einen kompakten Aufbau der Steuerungstechnik und insbesondere durch die One Cable Technology (OCT) der Antriebstechnik auch einen minimierten Verkabelungsaufwand.

Gorm Sørensen
Mitbegründer und CEO von Borncut

„Die Steuerungstechnik von Beckhoff ermöglicht es uns, eine Maschine zu bauen, die auf offenen Standards basiert und zudem die gewünschte hohe Geschwindigkeit und Präzision erreicht.“

EtherCAT-Kommunikation als Beschleuniger

Peter Mikkelsen und Gorm Sørensen gründeten Borncut im Jahr 2016, mit dem Ziel, die innovativste Portioniermaschine am Markt zu entwickeln. „In aller Bescheidenheit, wir haben unser ehrgeiziges Ziel erreicht“, so Mitbegründer und Softwareentwickler Peter Mikkelsen. Die enorme Maschinengeschwindigkeit ist in erster Linie auf die hochleistungsfähige EtherCAT-Kommunikation zurückzuführen. Denn mit EtherCAT kommunizieren die Steuerungskomponenten in der Maschine, d. h. PLC, Servomotoren, Sicherheitsmodul und die integrierte Hochgeschwindigkeitskamera, sehr schnell miteinander. Daraus ergibt sich ein äußerst effizienter Prozessablauf.

Über den Multitouch-Panel-PC CP27xx lassen sich die gewünschten Schnitte komfortabel einstellen und überprüfen.

250 Bilder pro Sekunde

Die Maschinen von Borncut sind als Single- oder Dual-Lane-Ausführungen, also mit einem oder zwei Zuführbändern verfügbar. Das entsprechende Setup lässt sich einfach über den Multitouch-Panel-PC CP27xx ändern. Mit Drag-and-Drop-Funktionen kann die Maschine genau auf die gewünschte Portionsgröße eingestellt werden. Darüber hinaus sind die Maschinendaten bei Bedarf abrufbar, um sie mit anderen Produktionsdaten zu vergleichen.

Eine Besonderheit ist die integrierte Hochgeschwindigkeitskamera, welche die Lebensmittel auf dem Band scannt. Die Kamera nimmt 250 Bilder pro Sekunde auf und zeigt ein 3D-Bild auf dem Panel-PC an. Auf diese Weise kann der Endanwender genau sehen, wo die Schnitte gemacht werden. „Je schneller das Volumen des Fisches oder Hühnerfleischs berechnet werden kann, umso schneller kann das Lebensmittel die Maschine durchlaufen. Um z. B. nur die besten Stücke zu erhalten oder den Fisch in verschiedene Größen zu schneiden, lassen sich die Schneidmesser mithilfe der Drag-and-Drop-Funktion komfortabel einstellen und die Schnitte über das 3D-Bild exakt überprüfen“, erläutert Peter Mikkelsen.

Zuverlässiger Maschinenbetrieb ist entscheidend

Borncut stellt hohe Anforderungen an die eingesetzte Steuerungsplattform, insbesondere hinsichtlich Betriebssicherheit und Service. Denn die Maschinen werden im Betrieb meist für viele verschiedene Lebensmittelproduktionen eingesetzt und müssen sich daher zuverlässig und schnell auf neue Funktionen umstellen lassen. Eine Abschaltung hätte erhebliche Konsequenzen für die Endanwender, da die Maschinen häufig Teil großer Verarbeitungslinien mit vielen Bedienern sind. Darüber hinaus sind die zu verarbeitenden Lebensmittel bei normalen Temperaturen meist nur kurz haltbar und müssen zudem mit kurzen Lieferfristen bereitgestellt werden. Sollte es zu einem Maschinenausfall kommen, ist es somit wichtig, dass sich der Fehler schnell lokalisieren und beheben lässt.

„Es ist uns wichtig, dass wir so wenig Komponenten wie möglich mit einem Minimum an Verkabelung einsetzen. Dies macht die Maschine zuverlässiger und einfacher zu warten“, sagt Peter Mikkelsen abschließend.

Peter Mikkelsen
Mitbegründer und Softwareentwickler bei Borncut

„Die Maschinengeschwindigkeit ist insbesondere auf das Kommunikationsprotokoll EtherCAT zurückzuführen.“