Die Automatisierung beliebiger Prozesse in einem Produktionsablauf kann betriebliche Herausforderungen vereinfachen und Effizienz sowie Qualität steigern. Die Abteilung Yamaha Motor Robotics FA hat Unternehmen in verschiedenen Bereichen der Lebensmittelindustrie dabei geholfen, diese Vorteile durch die Einführung von Robotern für das Verpacken und Etikettieren zu realisieren.

Einer von Yamahas Kunden im Bereich der Lebensmittelproduktion, eine etablierte Marke für Süßgebäck mit einer über 100-jährigen Geschichte, hat kürzlich eine Reihe von SCARA-Robotern installiert, um die Produktionskapazität beim Verpacken des Gebäcks in Schachteln verschiedener Größen zu optimieren.

Bei der herkömmlichen manuellen Verpackung wird je nach Anzahl der bestellten Kartons und der Menge der zu verpackenden Gebäckstücke eine unterschiedliche Anzahl von Mitarbeitern im Produktionsbereich benötigt. Bild 1 zeigt Arbeitsplätze im Produktionsbereich. Die Tabelle zeigt, wie sich, abhängig vom Produktionsziel, die optimale Anzahl der Mitarbeiter ändert. Dies stellt die Manager vor die Aufgabe, dafür zu sorgen, dass täglich nur die optimal erforderliche Anzahl von Arbeitnehmern anwesend ist.

Bild 1: Die herkömmliche manuelle Verpackung kann ineffizient sein, wenn sich mehr als die optimale Anzahl von Mitarbeitern im Produktionsbereich befindet.

„Unser Team analysierte die Arbeitsabläufe im Verpackungsbereich und schlug eine Reihe von acht YK400XE SCARA-Robotern vor, die mit LCMR200-Linearförderern verkettet sind“, erklärt Jumpei Ninomiya, Sales Manager bei Yamaha Motor Europe Robotics Business, Factory Automation Section. „Es wird nur ein Mitarbeiter benötigt, um die Roboter zu überwachen, was die Verwaltung der Personalressourcen erleichtert und die Produktionsleistung stabilisiert, so dass alle Aufträge effizient erfüllt werden können.“

Mit einer Armlänge von 400 mm und einer Nutzlast von 4 kg ist der YK400XE der kleinste Vertreter der leistungsstarken und dabei kostengünstigen YK-XE-Serie. Er ist ideal für Palettier-, Be- und Entlade-, Montage- und Inspektionsaufgaben geeignet und lässt sich einfach an die Yamaha-Steuerung RCX340 anschließen, um das volle Potenzial seiner Funktionen ausschöpfen zu können. Dazu zählen die automatische Optimierung von Beschleunigung und Abbremsung, was die Steuerung verbessert - insbesondere beim Bewegen schwerer Lasten - und gleichzeitig die Zuverlässigkeit optimiert und Vibrationen minimiert.

Als weitere Optimierung der Süßwaren-Verpackungsanwendung ermöglichte die Integration des Bildverarbeitungssystems RCXiVY2+ jedem YK400XE, die Ausrichtung und Position jedes einzelnen zu verpackenden Artikels zu überprüfen. Der modernisierte Produktionsbereich ( Bild 2) kann nun durchgehend 24 Stunden am Tag betrieben werden, wobei das Aufsichtspersonal in drei 8-Stunden-Schichten arbeitet. Die Transportmodule LCMR200 bieten die Flexibilität, die Position des Transportstopps schnell anzupassen, um Kartons unterschiedlicher Größe zu transportieren.

Bild 2: SCARA-Roboter können das Süßgebäck präzise rund um die Uhr mit gleichbleibender Geschwindigkeit verpacken und dabei eine gleichbleibende Produktivität gewährleisten.

Ein Sprecher des Unternehmens fügte hinzu: „Unsere neuen Yamaha-SCARA-Roboter haben nicht nur die erwarteten Arbeits-Einsparungen gebracht, sondern auch die Produktivität erhöht, die Kosten gesenkt, menschliche Fehler verringert und damit die Qualität gesteigert. Sie ermöglichen es uns, unsere Geschichte und Tradition zu bewahren und gleichzeitig unsere Prozesse zu modernisieren. So können wir unseren Kunden noch mehr köstliche Backwaren anbieten.“

Unternehmen, die mit Lebensmitteln wie Fleischerzeugnissen umgehen, stehen vor einer ganz anderen Herausforderung. Die Umgebung, in der das Fleisch bearbeitet wird, muss dauerhaft auf 4 °C gehalten werden. Menschen können unter diesen Bedingungen nicht über einen längeren Zeitraum sicher arbeiten.

Yamahas neuester Kunde aus der Lebensmittelbranche hat die Etikettierung von Frischfleischverpackungen unter kalten Bedingungen mit YK-TW SCARA-Robotern erfolgreich automatisiert. Die Produktionsleiter des Unternehmens hatten zuvor den Einsatz eines Parallel-Roboters überlegt, wie er in vielen Fabriken üblich ist. Sie erkannten, dass es sich dabei in der Regel um große und schwere Maschinen handelt, für die ein stabiles Portal mit Befestigungsankern erforderlich ist. Da sie der Meinung waren, dass die Installation in der Fabrik nicht praktikabel wäre, wandten sie sich an Yamaha, um eine geeignetere Lösung zu finden.

Ihr neuer SCARA-Roboter YK-TW Orbit von Yamaha ist mit einem Bildverarbeitungssystem ausgestattet, um die Verpackungen zu erkennen und die Position für das Aufkleben der Etiketten zu bestimmen ( Bild 3).

Bild 3: Das automatisierte System arbeitet kontinuierlich bei einer Umgebungstemperatur von 4 °C und gewährleistet gleichbleibende Leistung und Genauigkeit.

Der omnidirektionale YK-TW wurde speziell für die Portalmontage entwickelt und beseitigt die Nachteile herkömmlicher Parallel-Roboter. Sein relativ geringes Gewicht und seine niedrige Bauhöhe sorgen für eine wesentlich kleinere Trägheit, so dass kein sperriger Tragrahmen erforderlich ist. Darüber hinaus wird es mit einer optionalen, eigens entwickelten Original-Yamaha-Montagehalterung geliefert, die den mit der Konstruktion eines maßgeschneiderten Portals verbundenen technischen Aufwand erspart.

„Dieses Unternehmen hatte zuvor noch nie Roboter eingesetzt. Deshalb half unser Team bei einer ersten Bewertung des YK-TW-Roboters, die bestätigte, dass er ihren Anforderungen entsprechen würde“, erklärt Jumpei Ninomiya. „Viele Kunden entscheiden sich für den YK-TW, weil er in sehr engen Bauräumen arbeiten kann. Die R-Achse kann vollständig in die Haupteinheit zurückgezogen werden, um den Arbeitsraum darunter voll auszunutzen. Die beweglichen Teile sind optimal ausgewuchtet, um eine effiziente Bewegung bei hoher Geschwindigkeit und gleichbleibender Genauigkeit zu ermöglichen.“.” 

Ein Sprecher des Unternehmens fügte hinzu: „Seit der Installation unserer Yamaha-Roboter ist die Nachfrage nach unseren Kühlprodukten und Tiefkühlkost gestiegen. Dank der Kompaktheit des YK-TW und seiner einfachen Montage sind wir in der Lage, das Fabriklayout problemlos zu ändern und zusätzliche Produktionslinien hinzuzufügen, um die Kapazität zu erhöhen.“

Für die Lebensmittelproduktion sowie für Anwendungen in der Halbleiterfertigung, Medizintechnik und Pharmazie bietet Yamaha auch eine Auswahl an Reinraumrobotern an. Dazu zählen YK-XGC/XC SCARA-, FLIP-XC-Einachs- und XY-XC-Kartesische Roboter. Sie erfüllen international anerkannte Reinheits-Standards wie ISO 14644-1, Klasse 3 und FED-STD-209D, Klasse 10 und verfügen über Merkmale wie eine riemenlose Konstruktion und Luftabsaugung, die eine geringe Partikelemission gewährleisten.

„Unsere Yamaha-SCARA-Roboter haben es beiden Kunden dieser Studie ermöglicht, ihr Hauptziel – die Minimierung der Arbeitskosten – zu erreichen. In beiden Fällen konnten die Unternehmen auch die Qualität und Produktivität verbessern sowie das Management von Produktion und Ressourcen vereinfachen. Darüber hinaus waren sie in der Lage, ihren Produktionsausstoß kurzfristig zu steigern, um neue Marktchancen zu nutzen“, fasst Jumpei Ninomiya zusammen.

Er fügt abschließend hinzu: „Für Unternehmen in der Lebensmittelbranche, aber auch in vielen anderen Produktions- und Verpackungsindustrien, kann dieser erste kleine Schritt in die Automatisierung der Beginn einer Reise sein, die durch kontinuierliche Investitionen steigende Erträge bringt.“

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