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SINTEF, Norway

Firma: SINTEF
Branche: Fleischverarbeitung
Eingesetzte DENSO-Produkte: VS-087 
Firmenstandort: Norwegen
Website: www.sintef.no

 

 

DIE HERAUSFORDERUNG

In der Automationsbranche gilt die Verarbeitung von frischem Fleisch als eine der wenigen Märkte, in denen der maximale Automationsgrad erreicht zu sein scheint: Viele Tätigkeiten müssen hier nach wie vor mit der Hand ausgeführt werden, so dass der Einsatz von Robotern als unmöglich oder ineffizient gilt.

DIE LÖSUNG

Das wird sich künftig ändern, wie ein wegweisendes Forschungsprojekt am SINTEF, dem größten Forschungszentrum Skandinaviens, jetzt zeigt. Dort haben Ingenieure den „Gribbot” entwickelt, ein für das Zuschneiden von Hähnchenbrustfilets entwickeltes System. Im Zentrum steht dabei ein Sechs-Achs Roboter des Typs VS-087.

"Hähnchenbrustfilets sind besonders hochwertig, so dass die Produzenten auf eine effiziente Verarbeitung achten," erklärt Dr. Ekrem Misimi, der „Gribbot“-Forschungsleiter bei SINTEF. Allerdings sind alle Automationsprozesse, die Bewegungen der menschlichen Hand nachahmen, außerordentlich schwierig. Mit dem „Gribbot“ wollten wir Herstellern und Handel beweisen, dass es dennoch möglich ist.”

Entscheidend war ein zufriedenstellendes Ergebnis beim Zerteilen - nicht ganz einfach angesichts der Fleischbeschaffenheit. „Wir mussten das System genau so einstellen, dass entlang des Brustbeins geschnitten wird, um möglichst wenig Restfleisch übrig zu lasen - eine echte Herausforderung, von der Erfassung des Greifpunktes durch die maschinelle Optik bis hin zur Programmierung der optimalen Schneidebewegung und -richtung des Roboterarms“, sagt Dr. Misimi. Herausfordernd war auch die Konstruktion des eigentlichen Greifers, der ja das Fleisch nicht zerquetschen oder zerreißen darf. Der „Gribbot” basiert auf ähnlichen SINTEF-Erfahrungen in anderen roboterbasierten Projekten, wie etwa dem RoboTrim, bei dem ebenfalls ein DENSO VS-087 zum Einsatz kam; dabei ging es um das Zuschneiden von Lachsfilets. Diese Erfahrungen mit dem VS-087 haben eine ganze Reihe von Perspektiven für die robotergestützte Automatisierung in der verarbeitenden Lebensmittelindustrie eröffnet – denn der Roboter lässt sich höchst flexibel und unkompliziert handhaben.

DAS ERGEBNIS

Im Zentrum des Systems steht der DENSO VS-087; das 3D-Optiksystem dient als „Auge“, der DENSO-Roboter als „Arm“ und der Greifer als „Hand“. Die SINTEF-Ingenieure entschieden sich für den VS-087, da er für die Arbeit mit rohem Fleisch geeignet ist (Schutzklasse IP67) und den schnellst beweglichen Arm mit einer sehr kurzen Durchlaufzeit seiner Roboterklasse aufweist.

„Ein unkompliziert zu programmierender Roboter ist für uns sehr wichtig“, erklärt Dr. Misimi, „damit wir rasch einen Prototypen entwickeln können.“ Der DENSO VS-087 lässt sich ferner komplett mit LabView programmieren, dabei wird auf die von ImagingLab/DigiMetrix entwickelte DENSO-Roboterbibliothek zurückgegriffen. Das gesamte System ist mit LabView verknüpft – auch die maschinelle 3D-Optik. Der Greifer wird auch durch die eingebauten Elektromagnetventile im Roboterarm gesteuert, so dass auf lange Kabel verzichten werden konnte. SINTEF nutzte außerdem die eingebaute elektrische Verkabelung im VS-087 für das notwendige Empfangen und Aussenden von Signalen an den Greifer. Die maschinelle Optik wurde per USB 3.0 an den Kontrollrechner angeschlossen und über LabView gesteuert.

Der „Gribbot“ benötigt für eine Hähnchenbrust rund 2-3 Sekunden, so dass 1-2 „Gribbots“ (in einem typischen skandinavischen Fleischunternehmen) bis zu 30 Mitarbeiter (8-12 Personen pro Schicht) ersetzen könnten – dies kann enorme Kosten sparen und die Mitarbeiter für weniger eintönige Tätigkeiten freisetzen.

Zwar ist der „Gribbot” noch ein Forschungsprojekt, doch das System zeigt eine vielversprechende Technologie, die nur einen weiteren Entwicklungszyklus bis zu einem industriell einsetzbaren Prototypen benötigt. Der potenzielle Nutzen des „Gribbot“ ist enorm: Das System kann dank der Automatisierung der Fleischverarbeitung die gesamte Produktion deutlich kosten- und operativ effizienter gestalten – und bietet eine optimale Verarbeitung von Fleisch analog zum Effizienzniveau menschlicher Arbeitskräfte. In Zukunft könnte der „Gribbot“ für ähnliche Aufgaben überall in der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden