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Mit der automatisierten Käse-Entrindung wurde die Produktion bei Dupont Cheese vollständig automatisiert
Dupont Cheese in Brügge erwarb eine komplett automatisierte Käse-Entrindungsmaschine der niederländischen Maschinenbaufirma Groba. In erster Linie sollte damit die betriebliche Ergonomie verbessert werden, aber die Automatisierung eröffnet auch zusätzliche Möglichkeiten.
Dupont Cheese gehört zum Geschäftsbereich Consumer Products & Services von Milcobel, dem größten Molkereiunternehmen in Belgien. Neben dem weltweiten Vertrieb von 2.000 Käsesorten aus Belgien und anderen europäischen Ländern schneidet und verpackt das Käseunternehmen hauptsächlich Käse, der im Milcobel-Betrieb in Moorslede hergestellt wird. Insgesamt verarbeiten die rund 230 Mitarbeiter des Unternehmens nicht weniger als 10.000 Tonnen pro Jahr auf 16 Produktionslinien, darunter eine Linie zum Schneiden und Verpacken von quadratischen Käsewürfeln in transparenten Kunststoffschalen.
Rund-um-die-Uhr-Produktion dank zwei Industrieroboter
In der Anlage, die aus der Käse-Entrindungsmaschine und den Ein- und Auslaufrollenbahnen besteht, arbeiten 2 Industrieroboterarme von KUKA. Der erste Roboterarm nimmt den angelieferten Käse auf und legt ihn auf eine Waage. Danach wird der Käse in die automatische Entrindungsmaschine transportiert. Der zweite Roboter entfernt dann die Käserinde mit einem speziellen Fräswerkzeug. In der Zwischenzeit legt der erste Roboter einen weiteren Käse auf die Waage. So wird die Maschine maximal ausgelastet. Die Käserinde wird mit einem KUKA AGILUS HM Roboter entfernt, auf dem ein schnell rotierender Rundfräskopf mit kleinen Messern montiert ist. Die Konstruktion und das Material dieses Roboters entsprechen vollständig den hygienischen Anforderungen. Deshalb eignet sich der AGILUS HM hervorragend für Anwendungen, die einen direkten Kontakt mit Lebensmitteln wie zum Beispiel Käse erfordern.
Auf dem KUKA AGILUS HM Roboter ist ein schnell rotierender Rundfräskopf zum Entrinden des Käses montiert.
Die Investition in die eigenständige, komplett automatisierte und hygienische Käse-Entrindungsmaschine erfolgte in erster Linie, um die Arbeitsbedingungen der Mitarbeiter zu verbessern, sie bietet Dupont Cheese aber auch zusätzliche Vorteile. Projektleiter Kurt De Guffroy hierzu: „Das manuelle Entrinden von überzogenem Käse ist eine schwere und mühevolle Arbeit. Es ist deshalb schwierig, Mitarbeiter für diese Tätigkeit zu finden.“ Weitere Vorteile der Investition sind eine höhere Arbeitssicherheit und eine Steigerung der Arbeitseffizienz: Eine Person reicht aus, um die gesamte Anlage zu bedienen und alle notwendigen Arbeiten auf einer kleinen Fläche durchzuführen. Gleichzeitig beaufsichtigt diese den kompletten Prozess von der Zuführung bis zur Ausgabe des Käses. Das Personal arbeitet in drei Schichten und auch in den Pausen muss die Entrindung nicht unterbrochen werden.
KUKA und der Maschinenbauer Groba konzipierten für den Kunden gemeinsam die Lösung mit der größtmöglichen Effizienz.
Je nach Form des Käses liegt die Produktionsleistung derzeit bei 20 bis 30 Käselaiben pro Stunde. Die Bedienung der Anlage ist sehr einfach ausgelegt. Die Bediener erhalten pro Schicht einen Arbeitsplan und müssen lediglich eines der 20 vorkonfigurierten Programme für die verschiedenen Käsesorten, -formen und -formate auswählen. Alle Einstellungen werden dann automatisch angepasst. Einfacher geht es nicht!
KUKA entwickelt maßgeschneiderte Software für Groba
Die Automatisierung bei Dupont Cheese war für den Maschinenbauer Groba jedoch keine leichte Aufgabe. So mussten der begrenzte Platz und die betrieblichen Prozesse berücksichtigt werden, die einen 24/7-Betrieb der Anlage ermöglichen sollten. Ein weiterer wichtiger Aspekt war, dass Käse ein Naturprodukt ist und sich daher nicht jeder Käse gleicht. Der Roboterhersteller KUKA verfügt über eine eigene Engineering-Abteilung und damit auch über das Wissen, Lösungen für solche Herausforderungen zu finden. Für diese spezielle Anwendung entwickelte KUKA die Software KUKA.DeCrust. Jeder Käselaib wird mithilfe mehrerer Laserscanner dreidimensional gescannt. Auf der Grundlage des Scans wird eine Punktwolke generiert, die von der Software KUKA.DeCrust eingelesen wird. Die Software bestimmt dann die verschiedenen Bahnen, denen der Roboterarm folgen muss, um den Käse so effizient wie möglich zu entrinden. Die Software ist so ausgelegt, dassDupont Cheese problemlos eigene Rezepte definieren kann. Für diesen Automatisierungsprozess benötigt Dupont Cheese keine zusätzliche, externe Hardware. Die gesamte Applikation wird in der KUKA Robotersteuerung ausgeführt.
Die Anlage bei Dupont Cheese umfasst 2 Industrieroboter von KUKA und ermöglicht eine kontinuierliche Produktion.
Aufgrund des in der eigenen Engineering-Abteilung gewonnenen Spezialwissens war KUKA für den Maschinenbauer Groba bei diesem Automatisierungsprojekt der ideale Partner. Die Zusammenarbeit zwischen den beiden Unternehmen war deshalb während des gesamten Projekts sehr erfolgreich. Zum Beispiel musste im Vorfeld mit mehreren Tests ermittelt werden, welcher Fräskopf das ideale Ergebnis liefern würde. Viel Zeit wurde auch für die Entwicklung des Scanverfahrens, die Bildverarbeitung und die Steuerung des Entrindungswerkzeugs verwendet. Die Entrindungsmaschine wurde so weiterentwickelt, dass sie sowohl wie bei Dupont Cheese als eigenständige Einheit eingesetzt werden kann, als auch durch die Verkettung einzelner Einheiten in einer Produktionslinie. Auf diese Weise sind Kapazitätssteigerungen problemlos möglich.
Dupont Cheese begann vor Kurzem mit der Erfassung von Verarbeitungsdaten, um weitere Erkenntnisse über den Prozess und die Anlage zu gewinnen und diese bei Bedarf anzupassen. De Guffroy nennt einige KPIs für die Entrindungsmaschine: „Anzahl der verarbeiteten Käselaibe, Gewicht des Käses vor und nach dem Entrinden, Käseverlust usw. Wir konnten bereits feststellen, dass der Käseverlust im Vergleich zur manuellen Entrindung um 2 bis 3 % geringer ist, weil die Maschine konstanter und genauer arbeitet. Auch das ist ein Vorteil, der durch diese Automatisierung erzielt werden konnte.“
Automatisiertes Entrinden von Käse durch einen KUKA Roboter
E-Book: Moderne Automatisierung in der Lebensmittelindustrie
Die industrielle Käseproduktion fällt aufgrund des direkten Kontakts mit Lebensmitteln in den primären Sektor. Die hygienischen Anforderungen des primären Sektors sind sehr hoch, doch das ist keine Herausforderung für KUKA. Als Automatisierungsspezialist mit jahrzehntelanger Erfahrung und tiefgreifendem Know-how bieten wir ein breites Portfolio an Robotern mit unterschiedlichen Varianten, Reichweiten und Traglasten, die auf die Anforderungen des Primärsektors der Lebensmittelindustrie zugeschnitten sind.
