Cobots: Eine neue Roboter-Generation vor dem Durchbruch in der Lebensmittelindustrie?

Eine neue Robotergeneration steht vor dem Durchbruch in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie: die Cobots. Ausgestattet mit kollaborierenden Armen, feinfühliger Sensorik und modernster Sicherheitstechnik arbeiten die autonomen Leichtbauroboter künftig Hand in Hand mit den Mitarbeitern. Welche Möglichkeiten sich durch diese Mensch-Maschine-Interaktion in Produktion und Logistik ergeben, darüber informiert die Anuga Foodtec vom 20.–23. März 2018 in Köln sowohl anhand der Aussteller-Neuheiten als auch im Eventprogramm. Vom superschnellen Kartonierer mit integriertem Delta-Picker bis zum Knickarmroboter mit einer Tonne Traglast – auch sonst bieten die vor Ort gezeigten Lösungen alles, um die Produktivität zu steigern und die Automatisierung weiter in Richtung Industrie 4.0 zu treiben.

Zudem greifen u. a. spezielle Guided Tours und das Forum Ressourceneffizienz den Themenbereich Automation und Robotik auf. Das komplette Eventprogramm der Anuga Foodtec 2018 steht für die Messe-Besucher unter www.anugafoodtec.de/events.

 
Roboter sind eine Schlüsselkomponente der vierten industriellen Revolution und als zentrales Element der Automatisierung nicht wegzudenken. Bis 2020 erhöht sich der weltweite Bestand an Industrie-Robotern von rund 1,8 Mio. Einheiten im Jahr 2016 auf über drei Millionen, Tendenz steigend – so die jüngste Prognose der International Federation of Robotics (IFR). „Das rasant wachsende Modellangebot erweitert die Einsatzmöglichkeiten für Industrieroboter und gibt Betrieben aller Unternehmensgrößen die Chance, flexibel zu automatisieren“, sagt IFR-Präsident Joe Gemma – gute Wachstumsaussichten für eine Branche, die mit intelligenten Technologien versucht, den klassischen Industrierobotern zunehmend kognitive Fähigkeiten einzuhauchen.

Mensch trifft auf Maschine
Viele der auf der Anuga Foodtec ausstellenden Unternehmen arbeiten an der Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK). Zum Einsatz kommen dabei gelenkige Leichtbauroboter mit bis zu sieben Achsen, die Lasten bis 15 kg bewegen können. Mit ihrer geringeren Eigenmasse und oftmals langsameren Bewegungsabläufen sind sie weniger gefährlich. Sie sollen ihre menschlichen Kollegen bei monotonen und ergonomisch ungünstigen Arbeiten entlasten, bei denen keine Fehler gemacht werden dürfen. Typische Einsatzgebiete sind Pick-and-Place-Applikationen, das Handling zwischen verschiedenen Produktionsschritten oder Follow-the-Line-Anwendungen, bei denen der Roboter eine vorgegebene Bewegungsbahn exakt ausführen muss, bspw. beim Schneiden und Portionieren von Fleisch oder dem Dekorieren von Torten.

Die Herausforderung für Lebensmittelproduzenten besteht vor allem darin, die maschinellen Helfer optimal in die Produktionsabläufe einzubinden. Ermöglicht wird dies durch Automatisierungsplattformen, die hochpräzise Mechanik, Sensorik sowie komplexe Steuerungs- und Messtechnik auf engstem Raum vereinen.

Mehr Sicherheit dank Sensorhaut
Zentrales Unterscheidungsmerkmal zwischen den klassischen, umhausten Roboterapplikationen und der MRK ist, dass mögliche Kollisionen Teil des realen Szenarios sind. Je intensiver Mensch und Maschine zusammenarbeiten, desto strenger sind die Sicherheitsregeln. Um den hohen Anforderungen zu genügen, verfügen Cobots über komplexe Safety-Pakete. Drehmomentensensoren in allen Achsen sorgen dafür, dass die Roboter sensitiv sind. So können sie Personen und Hindernisse im Umfeld erkennen und in Echtzeit darauf reagieren. Zusätzlich sind Cobots mit kapazitiven, optischen und taktilen Sensoren ausgestattet. Nähert sich ein Mensch dem Roboter, reduziert dieser automatisch seine Geschwindigkeit – bis hin zum Safe Stop. Stellvertretend für diesen Typus steht der TX2 Touch von Stäubli. Bei ihm sorgt eine berührungssensitive Oberfläche dafür, dass der Sechsachser durch bloßes Antippen stoppt.

Bionische Greifer mit Feingefühl
Cobots sollen Aufgaben übernehmen, die sonst nur der bislang leistungsfähigste Greifer überhaupt beherrscht: die menschliche Hand. Die Ingenieure von Festo haben sich von der Natur inspirieren lassen und einen Greifer nach dem Vorbild eines Tentakels entwickelt. Der Octopus Gripper besteht aus weichem Silikon, das sich pneumatisch ansteuern lässt. Wie beim Vorbild sind an der Innenseite des Tentakels zwei Reihen von aktiv und passiv geregelten Saugnäpfen angebracht. Wird der Greifer mit Druckluft beaufschlagt, krümmt er sich nach innen und legt sich formschlüssig und sanft um das jeweilige Objekt. Die Anwendung solch flexibler Greifer ist dort denkbar, wo eine Vielzahl an Getränkeflaschen oder Lebensmittel gehandhabt werden – etwa in Anlagen, in denen unterschiedliche Losgrößen innerhalb kürzester Zeit gefertigt werden müssen.

Robotik im Live-Einsatz
Bis sich die Cobots flächendeckend durchsetzen, profitieren Lebensmittelproduzenten vor allem von etablierten Lösungen, wie sie auf der Anuga Foodtec zu sehen sind. Roboterfirmen, Systemintegratoren und Anbieter von Greiftechnik und Sensorik – sie alle zeigen auf dem Kölner Messegelände Flagge. Aber auch Lösungen für effiziente Industrie 4.0-Prozesse und Smart Factory-Szenarien stehen im Brennpunkt der Leitmesse für die internationale Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Bestes Beispiel für die Zusammenarbeit hochkarätiger Technologiepartner aus unterschiedlichen Disziplinen ist die Sonderschau Robotik-Pack-Line. Unter dem Motto „Robotik digital“ übernimmt die automatische Linie vor Ort mit 80 Takten pro Minute den kompletten Verpackungsvorgang, von der Primär- über die Sekundärverpackung bis zur Palettierung – inklusive Inline-Dichtigkeitsprüfung und Fremdkörperkontrolle. Das Thema Roboter in der Lebensmittelproduktion wird am ersten Messetag im Rahmen des Forums Ressourceneffizienz aufgegriffen (13:00 –15:00 Uhr).