Roboter steigern die Käse Produktivität bei Friesland Foods
Es ist sehr ungewöhnlich wenn man die Schlagworte „Beschleunigung der Produktion“ in Verbindung mit Käse bzw. der Herstellung von Käse hört – denn erst ein voll ausgereifter Käse enthüllt das volle Aroma und das braucht seine Zeit. Doch, wenn die Produktionsleistung 350.000 Tonnen pro Jahr beträgt, so wird das Thema effektive Verpackung schnell aus einem anderen Blickwinkel betrachtet. Dies trifft jedenfalls auf Friesland Foods Cheese zu, der seit langem zu den etablierten Herstellern von Käse in Holland gehört.
KH de Jong, Teil von Friesland Foods Cheese sowie einer von vier Frieslands Verpackungsanlagen in Holland, verwendet FANUC Roboter auf drei Verpackungslinien. Jedes Jahr müssen über 350 Tonnen Edamer, eine traditionelle kugelförmige Käsesorte, die in drei verschiedenen Größen hergestellt (1,9kg, 1,7kg oder 0,9kg) und verpackt werden.
Nach Auslieferung der Käseaufnahmebehälter werden diese auf Gestellen zu den Verpackungsanlangen befördert. Jeder Behälter auf den Gestellen bietet Platz für 35 Käsesteile wobei immer zehn Behälter auf ein Förderband durchgeführt werden. Bevor jedoch der Verpackungsprozess beginnt muss zu erst der Käse in aller Ruhe reifen.
Wenn der Käse die nötige Reife erlangt hat wird dieser weiter in eine sogenannte „Pufferzone“ befördert, der sich am Anfang der Verpackungslinie befindet. Die "Pufferzone" bietet genug Platz für fünf volle und fünf leere Gestelle, die automatisch zwischen dem Puffer- und Depalletierbereich hin- und hergefahren werden.
Ein FANUC R-2000iB nimmt einen vollen Behälter aus dem Gestell und platziert diesen auf eine Vorrichtung. Mit Hilfe von sieben Vakuumsaugern wird dann eine komplette Reihe an Käse angeordnet. Anschließend werden der Käse in exakter Position auf ein Förderband gesetzt, die leeren Behälter werden zurück auf das Gestell befördert und der Prozess beginnt von neuem. Christian Halle, Projektleiter bei KH de Jong, erklärt: „ die erste Stufe in dem gesamten Prozess ist die korrekte Positionierung der Gestelle, so dass diese einfach zu entladen sind bevor der Käse mit Paraffin-Wachs beschichtet wird."
Dieses Verfahren ist aufgrund der intelligenten Funktionen der FANUC Steuerung möglich, die einen zuverlässigen und effektiven Betrieb gewährleisten wie zum Bsp. die Kollisionserkennung, die gerade beim Entfernen der Behälter vom Gestell sehr wichtig ist. Denn mit Hilfe des Programms Kollisionserkennung werden festklemmende Behälter schnell erkannt und somit Schäden vermieden. Dies ist sehr wichtig, denn die Gestelle sowie die Behälter sind ein wesentlicher Bestandteil des Transports. Bernd Bakker, Leiter der technischen Abteilung, erläutert: „die Drehmomente der Motoren vom Roboter werden kontinuierlich überwacht und jede angezeigte Erhöhung führt zu einem sofortigen Stopp des Roboters.“
Weitere Funktionen erkennen ob auch alle Käseteile vom Vakuum-Greifer erfasst wurden – falls ein Käsestück auf dem Behälter liegen bleibt, so wird dies vom Roboter erfasst und der Behälter wird langsam und sicher auf das Gestell zurück gestellt um zu verhindern, dass der Käse herunter fällt. Zusätzlich muss der Roboter in der Lage sein eine Mensch ähnliche Rollbewegung über dem Käse auszuführen denn nicht alle Käsekugeln sind in Ihrer Form identisch. Mit der Rollbewegung wird zusätzlich gewährleistet, dass der Käse von den Vakuum-Greifern fest aufgenommen werden und dass keine der Käsekugeln auf den Behältern kleben bleibt.
Um die totale Auslastung auf den Förderbändern zu erzielen wurden die Förderbänder mit Sensoren ausgestattet, die die Anzahl an freien Positionen an den Roboter weiterleiten. Anhand dieser Informationen lädt der Roboter weitere sieben Käsekugeln auf das Förderband ab, die im Anschluss weiter in eine Paraffin-Beschichtungsmaschine befördert, die den bekannten Edamer-fabrigen Schutzmantel herstellt.
Nach der Beschichtung wird in den meisten Fällen der Käse in Cellophan verpackt und gekennzeichnet und weiter auf dem Förderband zu einem FANUC Roboter des Typs M-710iC befördert, der über ein speziell konstruierten Greifer mit sechs einzelnen pneumatischen „Finger“ verfügt.
Zunächst werden drei Käsekugeln aufgenommen dann rotiert der Greifer um 180°, um drei weitere Käsekugeln zu greifen und legt die insgesamt 6 Käsekugeln in einen frisch aufgestellten Faltkarton. Durch die 180° Drehung können die Etiketten immer in Richtung der Außenseite vom Faltkarton positioniert werden, dadurch werden Schäden die durch den Kontakt mit dem oberen Rand des Kartons entstehen können vermieden. Gefüllte Kartons werden vom Ladebereich weiter zu dem Palettierroboter FANUC M-410iB, der am Ende der Verpackungslinie steht, weiter geleitet. Christiaan, fügt hinzu:“ der Einsatz vom M-710iC für die Platzierung der Käsekugeln in die Kartons hat uns sehr geholfen – besonders, dass der Roboter in der Lage ist seine eigenen Greifer zu wechseln, die bis zu 40kg wiegen können. Bis vor kurzem war das eine zwei Man Arbeit und nahm sehr viel Zeit in Anspruch.“
Die roboterbesetzte Linie hat eine erhebliche Auswirkung auf die Produktivität bei KH de Jong und hat Arbeitskosten nach unten getrieben. Christiaan erklärt: „ Wir arbeiten in zwei Schichten und die Einsparungen bei den Arbeitskosten entsprechen ca. 500 Betriebsstunden pro Woche, außerdem wurde die Leistungsfähigkeit um 10% erhöht. Durch das System waren wir in der Lage die maximale Kapazität auszuschöpfen d.h. 3.600 Käsestücke pro Stunde und pro Linie. Außerdem war die Handhabung der Käseaufnahmebehälter stets mit einer Verletzungsgefahr verbunden, da die Metallbehälter leicht zu beschädigen sind kann es passieren, dass diese mit scharfen Kanten aus der Fertigung heraus kommen.
Auch hat sich die Qualität verbessert und seit dem der Käse nicht mehr manuell verarbeitet wird, läuft die Hygiene ebenfalls einwandfrei.
Die Implementierung der Roboter in die Anlagen von KH de Jong wurde von der Belegschaft sehr gut angenommen. Das Management stellte sicher, dass die Mitarbeiter an der Implementierung der Roboter beteiligt waren und dass es allen bewusst war, wie wichtig der Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit durch Verbesserung in Qualität, Produktivität und Senkung der Kosten ist. Im Ganzen sind die Roboter überaus beliebt bei den Mitarbeitern, die nicht mehr diese als lästige empfundene Verpackungsaufgabe durchführen müssen.
Christiaan kommt zu dem Schluss: „ viele der integrierten Systeme haben einen positiven Einfluss auf unsere Produktivität, aber an den Robotern schätzen wir am meisten, dass wir ständig neue Funktion und Möglichkeiten dazu lernen.“