Das Verpacken in Folie vakuumverschweißter Käseblöcke stellt eine große Herausforderung für die Prozessautomatisierung dar. Der Maschinen- und Anlagenbauer TGW Robotics hat mit Hilfe von Piab’s Pigrip konfigurierbaren Saugnäpfen und leistungsstarken Vakuum­ejektoren einen Greifer entwickelt, der einen stabilen Prozess gewährleistet. Mitarbeiter in der Käseverpackung werden ergonomisch entlastet und gleichzeitig steigt die Arbeitssicherheit, denn niemand muss mehr in den maschinell gesteuerten Ablauf von außen eingreifen.

Wenn die Scheibe Käse morgens auf dem Frühstücksbrötchen liegt, hat sie schon eine beachtliche Anzahl an Prozessschritten hinter sich gebracht. Einer davon ist die Verpackung der verkaufsfertigen Käseblöcke in der Molkerei für den Groß- und Einzelhandel. Die TGW Robotics, eine Tochterfirma der TGW Logistics Group mit Hauptsitz in Wels, Österreich, hat sich auf den Bau von Fördertechnik, Palettier- und Depalettier­anlagen spezialisiert. Mit 100 Mitarbeitern in Stephanskirchen bei Rosenheim werden neben Anlagen für die Logistikzentren der Muttergesellschaft auch externe Kunden bedient.
Bei den kundenspezifisch entwickelten Anlagen für das Käsehandling wird der ausgereifte Käseblock von bis zu 25 kg in einer Reifekiste auf Palette über ein Rollenband an die Anlage gebracht. Die Kiste wird mit einem mechanischen Greifer abgenommen. Entsprechend dem weiteren Prozessablauf beim Kunden wird der Käse mittels Vakuumgreifer von Holz- auf Kunststoffpaletten umgestapelt, um ihn für weitere Schritte in einem Rein- bzw. Weißraum vorzubereiten in denen der Käse z. B. in Scheiben geschnitten wird. Andere Kunden nutzen diesen Schritt, um bspw. verschiedene Käsesorten direkt in der gewünschten Mengenmischung der Reibekäseproduktion zuzuführen.

Der Käse ist in Folie eingeschweißt und vakuumverpackt. Abhängig davon, ob die Folie gerade aufvakuumiert wurde oder dieser Prozessschritt schon etwas zurückliegt, die Folie Falten wirft, oder die Folie nicht vollständig vakuumiert wurde, bestehen große Herausforderungen beim automatischen Handling. In allen Fällen besteht die Gefahr, dass entweder der Käseblock aufgrund von Fehlluft abfällt oder der Greifer ihn nicht richtig heben kann.
Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Saugnäpfe und die Vakuumerzeugung. Nur mit einem hohem Volumenstrom kann die notwendige Leistung erzielt und ein reibungsloser, kontinuierlicher Prozess gewährleistet werden. Gleichzeitig müssen die Baugröße und das Gewicht der Vakuumejektoren gering sein, da diese direkt auf dem Greifer integriert sind. Ein möglichst geringer Energiebedarf ist heute eine selbstverständliche Anforderung und wird bestens mit Piabs energiearmer Dreistufen Coax Technologie erfüllt.

TGW hat für einen sicheren Prozess eine vorherige Verifizierung integriert. Im ersten Schritt findet eine Luftziehkontrolle statt. Dabei prüft ein Kenos Flächengreifer, ob die Folie richtig an dem Käseblock sitzt. Neben der beschriebenen Herausforderung beim automatisierten Handling, bedeutet eine fehlerhafte Vakuumierung auch eine Verpackungsbeschädigung, die zum Verderb des Produkts führen kann. Bei diesem Kontrollschritt wird der Käse mittels des Kenos Greifers von Piab, der auf der Unterseite aus einer vollflächigen Lage aus technischem Schaum mit entsprechenden Aussparungen für die Vakuumerzeugung besteht, angehoben. Geschieht dies problemlos kann eine Lichtschranke ein Signal unter dem Käseblock durch senden. Wenn dem so ist, wird der Käseblock in den weiteren Prozess eingebracht und kann mittels der TGW Greifer palettiert werden. Kann der Käseblock nicht von Kenos angehoben werden und geht dem entsprechend kein Lichtsignal unter dem Käse durch, wird er automatisch als Ausschuss aussortiert.

Die von TGW entwickelten Greifer bestehen u. a. aus konfigurierbaren Pigrip Saugnäpfen mit einer Lippe, die ursprünglich für das Handling von Beuteln wie Chipstüten, entwickelt wurden und einer Hochleistungs-Vakuumpumpe auf Basis von Piab’s patentierter Coax Technologie für Mehrstufenejektoren.
Maximilian Schaletzky, Konstruktionsingenieur bei TGW erklärt: „Die Pigrip Saugnäpfe sind für unser Anwendung fantastisch, weil sich die weiche Lippe um jede Verwölbung der Folie legen kann. Deshalb können Sie die Käseblöcke sicher halten. Wir haben uns für die Zusammenarbeit mit Piab entschieden, weil sie aus ihrem breiten Portfolio genau die Sauggreifer und Vakuumsysteme zusammenstellen konnten, die sämtliche Aufgaben und Anforderungen erfüllen. Entsprechend können wir unseren Kunden eine hervorragende Anlage zum automatisierten Handling von Käseblöcken liefern.“
 Sebastian Liebetrau, Teamleiter Robotic Gripping Vertrieb und der Fachmann von Piab bei TGW vor Ort erklärt: „in solch komplexen Fällen treffen wir als Experten auf dem Gebiet Greifen und Heben eine Vorauswahl aus unserem umfangreichen Portfolio und führen dann beim Kunden vor Ort Versuche durch, um die bestmögliche Lösung zu finden.“

Abgerundet wird der Greifer durch die Ergänzung von zusätzlichen Saugnäpfen an Federelementen am Rand, die im Zuge der Verpackung entsprechende Papierzwischenlagen zwischen die einzelnen Lagen an Käseblöcken legen. Dies erspart dem Mitarbeiter einen Arbeitsschritt und das körperlich auf die Dauer belastende Bücken. Außerdem muss niemand mehr in den maschinell gesteuerten Ablauf von außen eingreifen.

DIE UNTERNEHMEN
Piab entwickelt intelligente Lösungen für die Fertigungsautomatisierung. Tausende von Endkunden und Maschinenbauern aus der E-Commerce-Logistik, aus der Lebensmittel-, Pharma- und Automobilbranche sowie aus anderen Zweigen der Fertigungsindustrie erzielen mit diesen Lösungen mehr Energieeffizienz und Produktivität und verbessern ihr Arbeitsumfeld. Piab ist ein weltweit agierendes Unternehmen mit über 650 Beschäftigten, einem Umsatz in Höhe von 1,5 Mrd. SEK (2019) und Tochtergesellschaften sowie Vertriebspartnern in fast 100 Ländern.

Die TGW Logistics Group ist ein international führender Anbieter von Intralogistik-Lösungen. Seit 50 Jahren realisiert der österreichische Spezialist automatisierte Anlagen für seine internationalen Kunden. Als Systemintegrator übernimmt TGW dabei Planung, Produktion und Realisierung von komplexen Logistikzentren – von Mechatronik über Robotik bis hin zu Steuerung und Software. Die TGW Logistics Group hat Niederlassungen in Europa, China und den USA und beschäftigt weltweit mehr als 3.500 Mitarbeiter. Im Wirtschaftsjahr 2018/2019 erzielte das Unternehmen einen Gesamtumsatz von 719 Mio. €.