Ein großes Stück vom Kuchen

Die Robotersteuerung läuft über die multifunktionale Mitsubishi Electric Automatisierungsplattform iQ Platform, die eine reibungslose Kommunikation zwischen der SPS der Q Serie und einem integrierten Roboter-Controller ermöglicht.

Newtech mit Unternehmenssitz in Bedford, Großbritannien, ist ein spezialisierter Anbieter von Standardmaschinen für die Lebensmittelindustrie. Die Automatisierungssysteme ermöglichen eine hohe Kosteneffizienz und lassen sich problemlos an sich verändernde Marktanforderungen anpassen. Die innovative Ultraschall-Schneidetechnologie von Newtech garantiert bestmögliche Schnittqualität insbesondere für Produkte, die sich mit gewöhnlichen Schneideverfahren nur schwer verarbeiten lassen, wie z. B. Kuchen: Oft ist es zeitaufwendig, herkömmliche Anlagen an unterschiedliche Kuchengrößen, -höhen oder -portionierungen anzupassen. Das Ergebnis sind nicht selten ungleichmäßige, unsaubere Schnitte und ein deutlich zu hoher Anteil an beschädigter Ware.

Eine Innovation von Newtech ist die Einführung der Ultraschall-Schneidetechnologie.

Lösung: Maschinendesign mit robotergesteuerter Klingenführung

Mit einem neuen Maschinendesign löst Newtech diese Problematik und kombiniert das Ultraschall-Schneiden mit einer robotergesteuerten Klingenführung. Zwecks einer möglichst einfachen Integration dieser „Out-of-the-Box”-Lösung in eine bestehende Anlage richtete sich Newtech an Mitsubishi Electric. Dazu wurde ein Mitsubishi Electric 6-Achs-Roboter vom Typ RF13 mit einer Traglast von 13 Kilogramm in eine Edelstahlzelle verbaut. Als einer der schnellsten Roboter seiner Klasse ermöglicht der RF13 einen extrem flexiblen und kompakten Arbeitsbereich, da er den Greifarm geschickt um 180 Grad hinter den eigenen Rumpf sowie sehr nah am eigenen Sockel einsetzen kann.

Die Lösung von Mitsubishi Electric basiert auf einem in einer Edelstahlzelle verbauten 6-Achs-Roboter vom Typ RF13 mit einer Traglast von 13 kg.

Mulitfunktionale Automatisierungsplattform sorgt für top Roboter-SPS-Kommunikation

Die Robotersteuerung läuft über die multifunktionale Mitsubishi Electric Automatisierungsplattform iQ Platform, die eine reibungslose Kommunikation zwischen der SPS der Q Serie und einem integrierten Roboter-Controller auf demselben Rückwandbus erlaubt. Eine Netzwerkanbindung an einen üblicherweise externen Roboter-Controller ist nicht mehr notwendig. Die Datenübertragung zwischen der SPS CPU und dem Roboter-Controller läuft direkt über den Rückwandbus, was für höhere Geschwindigkeiten, einen höheren Datendurchsatz und reduzierte Roboterrüstzeiten sorgt.

Zur Anbindung anderer Steuerungskomponenten wie etwa einen Mitsubishi Electric Umrichterantrieb und einen speziellen Mitsubishi Electric WS Safety Controller kommt ein CC-Link Netzwerk zum Einsatz. So entsteht eine voll integrierte Maschinensteuerungslösung. Ein Mitsubishi Electric GOT2000 HMI bietet eine Nutzerschnittstelle, über die der Anlagenbetreiber zwischen diversen Kuchenrezepten und Einstellungsparametern wie Produkthöhe, Portionsgröße, Stückzahl sowie Schnittformat auswählen kann. Außerdem kann das GOT Bedienpanel über spezielle Templates zur Programmierung des Roboters genutzt werden.

Mit dieser „Out-of-the-Box“-Lösung sind Anlagenbauer unabhängig von ihrer Unternehmensgröße und ihrem spezifischen Know-how in der Lage, schnell und einfach Robotiksysteme, die ein umfangreiches, sofort lieferbares Produktportfolio ermöglichen, in ein Produktionsumfeld zu integrieren. Der Roboter wird für die unterschiedlichen Produkte über die integrierte Engineering-Umgebung Mitsubishi Electric iQ Works programmiert und konfiguriert. Die Software-Suite trägt zu reduzierten Entwicklungs- und Inbetriebnahmezeiten bei. Über die gemeinsame Datenbank lässt sich eine Dopplung von Tag-Daten vermeiden.

Sobald das Backblech ausgerichtet ist, setzt der Roboter die Ultraschal-Klinge in Bewegung, um den Kuchen gemäß der per HMI vorgegeben Parameter zu portionieren.

Flexible Schnittleistung bei Kuchen

Das neueste Modell der robotergestützten Maschinen von Newtech sorgt branchenweit für höchste Flexibilität bei der Kuchenportionierung. Die Inline-Roboterzelle bietet eine kompakte Plattform für viele verschiedene Produkte. Ihre Ultraschall-Klinge arbeitet in Hochgeschwindigkeit mit höchster Präzision und sauberem Schnitt selbst bei anspruchsvollsten Kuchenprodukten.

Im regulären Betrieb führt ein Förderband die Ware durch die Roboterzelle. Sie wird der Maschine auf einem in der Backwarenindustrie üblichen Aluminiumblech von etwa 76 mal 46 bzw. 76 mal 41 cm zugeführt. Eine Reihe induktiver Sensoren erkennt die Blechgröße und stellt die korrekte Positionierung sicher. Im Anschluss wird das Backblech durch mehrere Klemmen fixiert und in exakter Position gehalten. Die genaue Ausrichtung ist wichtig, um zu vermeiden, dass die Ultraschall-Klinge den Blechrand berührt.

Sobald das Backblech ausgerichtet ist, setzt der Roboter die Ultraschall-Klinge in Bewegung und portioniert den Kuchen gemäß der per HMI vorgegeben Parameter. Schon während des Schneideprozesses kann das nächste Blech auf das Förderband gesetzt und direkt im Anschluss in die Zelle befördert werden.

Kleinere Blechgrößen – kein Problem

Neben Standard-Backblechen kann die Maschine auch Produkte in kleineren Folienschalen bearbeiten. Dazu werden die Schalen in einer Dreierreihe auf ein entsprechendes Tablett gesetzt, wobei auch hier die Klemmen zur akkuraten Positionierung genutzt werden. Der Roboter wählt mithilfe einer automatischen Kopfwechseleinheit eine kleinere Klinge, deren Form speziell an die der Schale angepasst ist.

Eine Besonderheit der Maschine ist die Reinigungsfunktion: Dazu führt der Roboter die Klinge in einen speziellen Reinigungsbehälter, in dem sie über mehrere Düsen per Wasserstrahl gesäubert wird. Anschließend führt der Roboter die Klinge zum Trocknen in ein Gebläse.

„Die Zusammenarbeit mit Mitsubishi Electric im Zuge der Roboterintegration hat den gesamten Prozess vereinfacht“, erklärt Steve Rawlinson, Geschäftsführer von Newtech. „Der leistungsstarke Roboter zusammen mit dem Komplettangebot an Automatisierungskomponenten, die alle mit demselben Softwarepaket auskommen, erlaubte eine sehr unkomplizierte Integration in die Maschine. Somit sind wir jetzt in der Lage, die Vorteile von Ultraschall für einen präzisen, sauberen Schneidevorgang ohne jegliche Beschädigung der Backware zu nutzen.“

Das ebenmäßige Design des RF13 Knickarmroboters war ein weiterer Vorteil in dieser Anwendung, wie Steve Rawlinson beschreibt: „Die saubere Gestaltung des Roboters mit seinen glatten Oberflächen und nur wenigen Spalten, in denen sich beispielsweise Krümel und andere Produktreste ansammeln könnten, ist ein echter Vorteil in der Lebensmittelverarbeitung und -herstellung.”

„Zu einem sehr guten Produktangebot kommt bei Mitsubishi Electric ein hervorragender technischer Support und eine ausgezeichnete Verfügbarkeit. Der Service war rundum großartig und wir werden mit Sicherheit auch in Zukunft wieder mit Mitsubishi Electric zusammenarbeiten“, fasst Steve Rawlinson zusammen.