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Ausgangslage / Aufgabenstellung |
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| In einem von der Europäischen Kommission unterstützten Projekt zum automatischen Vorschneiden von Schweinehälften ließ sich Gilde Hedmark og Oppland Slakterier BA (Gilde Hed Opp) von der hohen Effizienz überzeugen, die Roboteranlagen heute für ein Schlachthaus bieten. Im Verlauf des Projektes integrierte das Unternehmen daher einen sechsachsigen Knickarmroboter KR 125 in seine Produktion. Gefordert waren vor allem Wirtschaftlichkeit, Flexibilität, präzise anatomische Schnitte und eine Leistung von mindestens 400 Schweinehälften pro Stunde. | |
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Realisation / Lösung |
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 | | Optimiertes Einschneiden von Schweinehälften |
Der KUKA-Roboter führt ein Kreismesser und „sieht“ über ein Bilderkennungssystem, wenn er die 70 bis 120 kg wiegenden Schweinehälften optimiert vorschneidet. Er beginnt mit einem Kurvenschnitt entlang der Kontur der Wirbelsäule, den gekrümmten Kotelettschnitt. Dann folgen je ein horizontaler Schnitt über der Schulter und am Schinken sowie der spezielle norwegische Mørbrad-Schnitt, bei dem der Sechsachser 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 Vision-Systems an- und abgewählt.
Die Schweinehälften, die nachts im Kühlhaus hingen, fahren an zwei Bahnen eines Deckenförderers links und rechts am KR 125 vorbei. Dadurch kann der KUKA-Roboter kontinuierlich und somit zeitsparend nach zwei Seiten arbeiten. Beide Bahnen wurden mit Fixiereinrichtungen und einem Bilderkennungssystem inklusive zwei Kameras versehen, sodass der KR 125 nicht auf die Auswertung nur eines Vision-Systems warten muss. Zuerst prüft aber eine mechanische Vorrichtung, ob die an dem jeweiligen Lastaufnahmehaken hängende Schweinehälfte mit ihrer offenen Seite zu den Kameras zeigt. Andernfalls wird der Haken automatisch gedreht. Danach stoppt die Hälfte in der definierten Bearbeitungsposition, in der sie seitliche Arme mechanisch fixieren. Ergänzend schiebt sich eine mit Saugnäpfen ausgestattete Fixierplatte von hinten gegen die Schweinehälfte, und ein im unteren Bereich installierter Nackenhalter klappt hoch. Dann misst das Bilderkennungssystem vier Punkte an der Wirbelsäule, die Lage des Schlossknochens und zwei Punkte am Bein. Die Fixierungen bleiben beim Messen und Schneiden in Position. Nur der Nackenhalter schwenkt weg, wenn das Vision-System arbeitet oder ihm das Kreismesser beim Kurvenschnitt zu nahe kommt. Sobald der KR 125 seine Aufgabe beendet hat, lösen sich die Fixierungen. Daraufhin fährt die Schweinehälfte am Deckenförderer in einen Zwischenpuffer, der es ermöglicht, dass die folgende manuelle Feinzerlegung größere Mengen zusammenhängend bearbeiten und außerdem ihre Zeit flexibler einteilen kann. | |
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Systemkomponenten / Auftragsumfang |
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- KUKA-Roboter KR 125
- PC-basierende KUKA-Robotersteuerung einschließlich Control Panel mit vertrauter Windows-Oberfläche
- Bilderkennungssystem, ausgestattet mit Kameras (E + V Technology GmbH, Oranienburg)
- Hängeförderer und Fixiereinrichtung (Banss Schlacht- und Fördertechnik GmbH, Biedenkopf)
- Kreismesser (Freund Maschinenfabrik GmbH & Co. KG, Paderborn)
- Roboterprogrammierung
- Inbetriebnahme
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Ergebnis/Erfolg |
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- Hohe Wirtschaftlichkeit
Ein wesentlicher Nutzen des Roboters liegt darin, dass er den Kurvenschnitt entlang der Wirbelsäule beherrscht. Denn dadurch gewinnt man rund drei Prozent mehr Speck, was die Amortisationszeit auf gut ein Jahr verkürzt. Mit konventioneller Automatisierungstechnik wären der Kurvenschnitt und der Mørbrad-Schnitt gar nicht möglich. Herkömmliche Verfahren sind zudem merklich teurer als Roboter und für eine Leistung von über 1.000 Hälften pro Stunde ausgelegt, die Gilde Hed Opp nicht erreicht. Hinzu käme ein hoher Personalaufwand, der sich ebenfalls ökonomisch ungünstig auswirken würde.
- Höhere Fleischqualität
Der Roboter zergliedert die Schweinehälften mit jeweils vier Schnitten in sechs Teile. Weil es sich hierbei nicht um Durch-, sondern generell um Vorschnitte handelt, bleiben die Hälften in diesem Verarbeitungsstadium als Einheit erhalten. Daher wird die Verfolgbarkeit der Ware erleichtert und, was noch wichtiger ist, eine höhere Fleischqualität erzielt. Die ganzen Schweinehälften hängen nämlich auch während der anschließenden Zwischenlagerung schonend an der Fördertechnik, bevor sie fein zerlegt, verpackt und versandt werden. Überdies erreicht der KR 125, gegenüber manueller Arbeit, durch dauerhaft gleichmäßige Schnitte eine höhere Verarbeitungsqualität. Außerdem schneidet er mit seinem Sägeblatt ohne den bei manuellen Schnitten üblichen Schmierfilm aus Fett und Sägemehl.
- Ausgeprägte Flexibilität
Die ausgeprägte Flexibilität der Knickarmroboter, die auf ihren sechs Achsen und ihrer einfachen Programmierbarkeit beruht, ermöglicht auch das Schneiden dickerer und dünnerer sowie größerer und kleinerer Schweinehälften.
- Strenge Hygienevorschriften erfüllt
Den KR 125 schützt eine elastische, mühelos zu entfernende Hülle vor Verunreinigungen. Diese ist waschbar und erfüllt somit die strengen Hygienevorschriften der Lebensmittelindustrie. Das gilt gleichermaßen für die leicht zu reinigende Edelstahlkabine, in der die Robotersteuerung, die Energieversorgung, Feldbussysteme und zusätzliche Peripheriegeräte untergebracht sind.
- Hohe Verfügbarkeit
Um die ohnehin hohe Verfügbarkeit weiter abzusichern, setzt Gilde Hed Opp auf Fernwartung. Zu diesem Zweck wurden Modem-Verbindungen zu KUKA Roboter in Augsburg und dem Lieferanten des Vision-Systems eingerichtet. | |
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