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Rund vierzig Sekunden benötigt eine neue, vollautomatisierte Anlage für das Entbeinen des Hüftknochens und Steißbeins einer Schweinekeule. Die Hauptarbeit erledigen drei hygienegerechte Stäubli Roboter. Zwei halten die Keule fest, der dritte führt das Messer.
Schweinefleisch in Handarbeit zu entbeinen, zählt zu den anstrengenden und gesundheitlich belastenden Tätigkeiten. Doch bislang gab es für diese anspruchsvolle Aufgabe keine automatisierte Alternative. Jetzt sieht die Sache anders aus: Der japanische Anlagenbauer Mayekawa hat eine vollautomatisierte Roboterzelle gebaut, die dank Bildverarbeitung und KI die perfekte Lösung bietet.
Dem Menschen Arbeit abnehmen, die anstrengend oder ungesund ist: Das ist eine zentrale Aufgabe der Robotik. In vielen Anwendungsbereichen, z.B. in industriellen Montageprozessen, klappt das gut. In anderen noch nicht so gut - zum Beispiel in Schlachthöfen. Hier sind die Umgebungsbedingungen für das Personal ungünstig (Kälte, Feuchtigkeit, großer Kraftaufwand beim Zerlegen) und die Arbeit ist extrem anstrengend und hochgradig repetitiv. Bislang ließ sie sich aber nicht automatisieren: Jedes Tier ist eben anders, die Hand-Auge-Koordination des Fachpersonals war beim Zerlegen der Tiere unverzichtbar.
Die Roboterzelle CELLDAS schlägt hier ein neues Kapitel auf: Zum Einsatz kommen drei Stäubli Sechsachsroboter der Typen TX2-60 HE und TX2-90 HE. Während zwei der Roboter für die Handhabung und Positionierung der Schweinefleischstücke zuständig sind, übernimmt der dritte Sechsachser, ausgestattet mit einem Messer, das Entbeinen.
Dabei „weiß“ der Roboter genau, wo er die Schnitte setzt und wo sich die Knochen befinden. Was beim manuellen Zerlegen das menschliche Auge erledigt und auch das ´taktile Feedback´, wenn das Personal auf Widerstand im Fleisch stößt, erledigt hier eine Kombination aus Bildverarbeitung und Künstlicher Intelligenz. Auf der Förderstrecke zur Roboterzelle wird das zu entbeinende Fleischstück mit einem 3D-Scanner abgetastet und einem Röntgengerät durchleuchtet.
Aus der Analyse der Scans und Röntgenbilder erstellt die Steuerung einen Plan für das Zerlegen mit den optimalen Schneidewegen und nutzt dabei Künstliche Intelligenz. Sie wertet die Daten der Bildverarbeitung aus, um den Schneidpfad zu optimieren. Rund vierzig Sekunden benötigt die neue, vollautomatisierte Anlage für das Entbeinen des Hüftknochens und Steißbeins einer Schweinekeule.
Dass sich die Mayekawa-Ingenieure für Stäubli Roboter entschieden haben, hat im Wesentlichen drei Gründe: In der HE-Version sind die Sechsachsroboter von Grund auf darauf ausgelegt, bei Feuchte und Nässe zu arbeiten. So widerstehen sie problemlos den intensiven Reinigungsläufen in der Lebensmittelindustrie.
Das zweite große Plus bei den Stäubli Robotern ist die Verwendung von lebensmittelverträglichem Öl der Klasse NSF-H1.
Die dritte wichtige Anforderung ergibt sich aus der Tatsache, dass die Bewegungsabläufe und Kräfte beim Entbeinen nie exakt voraussehbar sind. Das Messer am Roboterarm kann unerwartet auf Knochen im Fleisch treffen, es kann sich im Knochen verklemmen und plötzlich wieder lösen. Das heißt: Auf den Antriebsstrang wirken starke und unregelmäßige Momente. Diesen Momenten müssen insbesondere die Getriebe standhalten können. Bei Stäubli Robotern ist das der Fall, denn die in Eigenregie entwickelte und patentierte JCS-Antriebstechnik bietet in jeder Situation ausreichende Reserven.
Und: Die CELLDAS-Zelle entlastet Metzger von dieser anstrengenden Tätigkeit, die oftmals mit Berufskrankheiten wie Sehnenentzündungen und weiteren Gesundheitsbelastungen durch Kälte und Feuchtigkeit einhergeht.
