Food & Beverage

Aufgabe

Der Prüfautomat soll sowohl das Handling als auch die Qualitätsprüfung von Kaffeekapseln übernehmen. Dafür wird die Anlage mit zwei unterschiedlichen Kaffeemaschinen ausgestattet, sodass zwei unabhängige Prüfkreisläufe gleichzeitig betrieben werden können. Die Kaffeemaschinen müssen bei Bedarf schnell und unkompliziert austauschbar sein. Ein Industrieroboter übernimmt die Bestückung und Bedienung der Maschinen. Alle Messdaten sollen automatisch erfasst und in der firmeneigenen Datenbank gespeichert werden. Durch eine geeignete Kapselzuführung soll eine autonome Laufzeit von mindestens 30 Minuten erreicht werden.

Lösung

Das Herzstück der Prüfzelle bildet ein Stäubli TX60 Roboter, ausgestattet mit einem multifunktionalen Greifer, der sämtliche Handhabungsaufgaben sowie die Bedienung von vier Kaffeemaschinen übernimmt. Der Roboter führt sensorgestützte Prüfungen durch und wurde speziell für präzises Arbeiten auf engem Raum (nur 2,1 m² Grundfläche) entwickelt.
Die unterschiedlichen Kaffeemaschinen sind auf speziellen Aufnahmeplatten vormontiert und können dank eines Schnellwechselsystems im Störungsfall rasch ersetzt werden – ohne großen Aufwand. Der Greifer wurde so konzipiert, dass alle Prozessschritte und Stationen der Anlage berücksichtigt sind.

Resultat

Die Kapseln werden auf Tischhöhe über zwei Förderbänder in die jeweiligen Prüfkreisläufe eingespeist. Über ein Bedienpanel werden alle prüfrelevanten Daten geladen und die Prüfergebnisse zentral in der Datenbank gespeichert.

Mit nur einem Knopfdruck startet das Bedienpersonal den automatisierten Prüfprozess. Die Anlage minimiert menschliche Fehlerquellen und übernimmt monotone, sich ständig wiederholende Arbeitsschritte – für mehr Prozesssicherheit und ergonomischere Arbeitsbedingungen.

Aufgabe

Grundsätzlich gilt es, zwei getrennte Prüfkreisläufe mit den Original-Brüheinheiten der Kaffeemaschinen in
einen Prüfautomaten zu verbauen. Unabhängig voneinander müssen zwei verschiedene Kapseltypen geprüft
werden können. Die Anlage muss in der Lage sein, die Kaffeekapseln selbstständig zu verarbeiten. Dazu soll
ein Magazin geschaffen werden, welches eine Autonomie von 30 Minuten gewährt. Die Prüfparameter müssen den Chargen zugeordnet und in einer Datenbank abgespeichert werden. Die Anlage soll zentral von einem
Laptop aus bedient und gesteuert werden.

Lösung

Die Kapselmagazine werden durch zwei Pufferbänder realisiert. Kapsellage und -typ werden vor dem Verarbeiten auf ihre Richtigkeit überprüft. Anschliessend erfolgt die Vereinzelung und Übergabe an das Kapselhandling. Nach dem Erfassen des ersten Prüfparameters wird die Kapsel direkt in die jeweilige Brüheinheit geschoben. Vor dem Einsetzen in die Brüheinheit erfolgt eine Leerkontrolle. Die geprüften Kapseln fallen in die Abfallschublade und müssen einmal täglich manuell entsorgt werden. Der Kaffee wird in einem niveauüberwachten Behälter aufgefangen und muss auch täglich geleert werden. Die Frischwasserzufuhr wird direkt an der Hausinstallation angeschlossen.

Resultat

Die zwei Kapselmagazine sind auf der Maschinenoberseite frei zugänglich angebaut und können während
dem Betrieb nachgefüllt werden. Vor Verarbeitung der Kapseln werden sie mittels Laserlichttaster auf ihre
Richtigkeit überprüft. Mit dieser Massnahme können ein Falsch-Einlegen und damit verbundene Nachfolgefehler ausgeschlossen werden. Durch die automatischen Nachfüll- und Entleerfunktionen wird der Unterhaltsaufwand auf ein Minimum reduziert.

Aufgabe

Lebensmittel müssen mit einem vordefinierten Zeitstempel versehen werden, um dem Kunden das Verfallsdatum anzuzeigen. Die unterschiedlichen Produkte haben den Zeitstempel nicht immer an der gleichen Stelle. Um die Qualität und Produktionssicherheit zu gewährleisten, muss der Barcode des Produktes gelesen werden.

Lösung

Es wird ein Förderband eingesetzt, auf welches die Produkte manuell aufgelegt werden. Die Produkte gelangen in den Bearbeitungsraum. Dort wird das Produkt mit einem Barcodescanner identifiziert. Eine Steuerung soll über den Tintenstrahldrucker das richtige Produkt aufrufen und bedrucken. Der Druckkopf soll auf zwei Achsen montiert werden, um das Produkt an der richtigen Stelle mit dem erforderlichen Abstand zu bedrucken. Am Ende des Bandes soll ein Pufferbereich zur Produktesammlung vorgesehen werden. Wenn dieser voll ist soll das System anhalten.

Resultat

Das 5m lange Förderband läuft kontinuierlich mit 13 m/min und druckt 2340 Zeitstempel pro Stunde. Die
Produkte werden manuell auf das Band gelegt. Im Bearbeitungsraum wird der Barcode mit einer Kamera
gescannt und das Produkt überprüft. Das identifizierte Produkt wird über die Steuerung an den Tintenstrahldrucker übertragen und die Y/Z-Achsen positioniert. Durch eine Zeitverzögerung kann in X-Richtung der Zeitstempeldruck verschoben werden. Bei einem Produktwechsel wird das Transportband kurz angehalten und der Druckkopf neu positioniert.

Aufgabe

Auf zwei bestehenden, parallel laufenden Förderbändern werden ungeordnet abgepackte Schlauchbeutel zur
Verpackungsanlage transportiert. Die vorgelagerte Abfüllanlage weist eine schnellere Taktzeit als die Verpackungsanlage auf. Daher soll eine Anlage gebaut werden, welche die Verteilung der Schlauchbeutel von
Förderband-Verpackungsanlage 1 auf Förderband-Verpackungsanlage 2 vornimmt. Für das Handling stand
kundenseitig ein Stäubli Scara-Roboter zur Verfügung. Die Bandgeschwindigkeit kann bis zu 18 m/min betragen. Es müssen Taktzeiten von 50–80 Schlauchbeuteln pro Minute verarbeitet werden.

Lösung

Eine lebensmitteltaugliche Zelle mit Integration eines bestehenden Stäubli Scara-Roboters erfüllt die Anforderungen. Zur Lageerkennung der Schlauchbeutel werden fünf Lasertaster eingesetzt. Das Förderband wird mit einem Drehgeber ausgerüstet, um mit der Robotersteuerung ein bandgeschwindigkeitabhängiges Tracking der Schlauchbeutel zu generieren. Mittels Vakuumventilen pro Sauger und Silikon-Faltenbalgsauger werden die verschiedenen Formatgrössen sicher aufgenommen und platziert.

Resultat

Die Inox-Zelle mit Plexiglas-Verschalung und überwachter Zugangstüre erlaubt dem Bedienpersonal einen
Rundumeinblick und grosszügigen Zugang zur Anlage. Die aufgehängte Dachkonstruktion mit Dachrinne
schützt die Komponenten vor Reinigungsmittel aus der zweiten Etage. Eine grosszügige elektrische Vakuumpumpe mit Filter und Vakuumventil am Roboterkopf sorgt für eine schnelle und grossvolumige Evakuierungszeit beim Schlauchbeutel-Handling und verkürzt somit die Taktzeit entscheidend.
Fazit: Lage- und Formatgrössenerkennung geht auch ohne kostspieliges Visionssystem!