Servoantriebe für die Lachsverarbeitung

Leistungsfähiges Antriebskonzept

Bei der maschinellen Lachsschlachtung müssen Aspekte, wie erhöhte Hygiene und Reinigungsfreundlichkeit berücksichtigt werden. Die Lachsschlachtmaschine Baader 144 erfüllt diese und weitere Anforderungen, z.B. gesteigerte Flexibilität sowie Wartungsfreiheit. Dafür sind die Maschinen mit hochdynamischen, kompakten, spielarmen TPM+-Servoaktuatoren von Wittenstein Alpha ausgestattet, die eine hohe Leistungsdichte bieten.


Food Processing Machinery - dies ist seit fast 100 Jahren das Kerngeschäft der Nordischer Maschinenbau Rud. Baader GmbH + Co. KG in Lübeck - kurz Baader. "Unser Unternehmen fokussiert sich heute auf ganzheitliche Lösungen, um in allen Phasen der Verarbeitung von Fisch, Geflügel und Fleisch hohe Prozess- und damit Produktqualität zu gewährleisten", erläutert Andreas Dann, Entwicklungsingenieur bei Baader. "Daher nutzt jede neue Maschinengeneration aktuelle Technologien, um die Effizienz in allen Verarbeitungsprozessen zu verbessern." Ein Beispiel dafür ist die neue Lachsschlachtmaschine Baader 144 mit ihrem servotechnischen Antriebskonzept.

Erhöhung des Maschinendurchsatzes

War Lachs früher eine rare Delikatesse, so ist es heute ein Massenprodukt, das jedoch immer noch ein Gefühl von Luxus transportiert. Zudem gilt Lachs als gesund, weil er reich an Omega-3-Fettsäuren ist. Der Appetit auf Lachs, der bereits heute zu etwa 90 Prozent in Fischfarmen gezüchtet wird, dürfte also weiter steigen. "Ein Trend, der seit langem absehbar ist", meint Carsten Paulsohn, Entwicklungsingenieur bei Baader. Daher hat sich das Unternehmen bereits frühzeitig mit der Produktivitäts- und Effizienzverbesserung von Lachsschlachtmaschinen beschäftigt. Die Entwicklungsziele waren ehrgeizig formuliert: Erhöhung des Maschinendurchsatz von 12 bis 16 Fischen pro Minute je nach Größe auf 25 Lachse pro Minute in einem variablen Größenspektrum von 2 bis 11kg ohne Vorsortierung, Möglichkeit zur Steuerung komplexer Bewegungsabläufe, Verbesserung der Hygiene durch ein Antriebskonzept mit erhöhtem Korrosionsschutz sowie Reduzierung des Reinigungs- und Wartungsaufwandes in der gesamten Maschine - und all dies in den Abmessungen der Baader 142. "Um die Anforderungen an Geschwindigkeit und Flexibilität in Bezug auf die Größe der zu verarbeitenden Lachse erfüllen zu können, war es erforderlich, die bisherigen Schrittmotoren mit Riemenvorgelege durch leistungsfähigere Servomotoren zu ersetzen", erklärt Paulsohn. "Die TPM+ von Wittenstein ermöglichen es, die Werkzeuge entsprechend der Lachskontur dynamisch in der Höhe zu verfahren und gleichzeitig den Sauger und Kratzer während des Vorschubes des Fisches durch die Maschine mitfahren zu lassen."

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Servoantrieb in allen Achsen

Zentrierung, Schlitzmesser, Sauger, Kratzer A, Kratzer B und Kratzer C - in jedem Prozessmodul kommen ein oder teilweise zwei TPM+ Dynamic in Baugröße 025 zum Einsatz. Der elfte Servoaktuator in der Maschine ist der Hauptantrieb, der die Kette antreibt, mit der die Lachse durch die Maschine transportiert werden. Ein Simotion-Automatisierungssystem steuert die Antriebe und synchronisiert ihre teils komplexen Bewegungen. Montiert sind die Antriebe auf einer Maschinenplatte, die die Aktuatoren und die Verkabelung mit einer dichten Wellendurchführung von der Prozessseite der Maschine trennt, auf der die Lachse geschlachtet werden. "Auch wenn wir durch das Abdichten der rückseitigen Maschinentür den Verschmutzungsgrad nochmal reduziert haben, war es uns wichtig, dort Servoantriebe mit erhöhtem Korrosionsschutz einzusetzen", sagt Dann. "Die TPM+ sind mit einem Edelstahlabtrieb ausgerüstet und mit einer speziellen Drei-Komponenten-Lackierung gegen Korrosionsbildung durch Feuchtigkeit oder Verunreinigungen geschützt. Dadurch sind wir auch bei den Reinigungsarbeiten im Nicht-Prozessteil der Maschine auf der sicheren Seite." Aus performancetechnischer Sicht zeichnen sich die TPM+-Dynamic-Servoaktuatoren in dieser Anwendung neben ihrem dynamischen Regelverhalten vor allem durch Kompaktheit, ihr geringes Verdrehspiel und die hohe Kippsteifigkeit aus. "Während man bei anderen Antriebskonzepten schon mal mit bis zu 15mm Spiel der Hebelkinematiken im Leerlauf rechnen muss, lassen sich diese Servoaktuatoren nahezu spielfrei und die Werkzeuge somit präzise bewegen", bestätigt Paulsohn. "So können wir z.B. die beiden Kratzwerkzeuge so synchronisieren, dass sie sich im Betrieb kollisionsfrei auf wenige Millimeter annähern. Das spart Platz und verbessert den gesamten Prozessablauf."

Prozesszeit pro Lachs: 2,4 Sekunden

Der Prozess, bei dem pro Minute bis zu 25 Lachse maschinell geschlachtet werden, beginnt nach dem Vorwählen der Lachssorte in der Maschinensteuerung mit dem vereinzelten Einlauf der Fischkörper in die Maschine. Zunächst werden die Lachse mechanisch vermessen. Das Messer zum Öffnen der Fische hängt an einer Schwinge, die über den Antrieb in der Höhe verfahren wird. Parallel zu dieser Funktion wird der Fisch durch einen weiteren Servoantrieb auf Mitte zentriert. Pro Reinigungswerkzeug treiben je zwei TPM+ eine Parallelkinematik an, die die Werkzeuge mit dem Fisch mitfahren lässt und aufgrund der ermittelten Kurvenvorgabe den Fisch reinigt. Aufgrund der mitfahrenden Werkzeuge bleibt deren Relativgeschwindigkeit im Fisch gering. "Das führt zu einem zumeist vollständigen Entfernen aller Eingeweide und Organe", sagt Dann. "Die Qualität des Schlachtergebnisses wird durch ein Kamerasystem beurteilt und dokumentiert, sodass nur noch ein Bruchteil ausgeschleust und manuell nachkontrolliert werden muss." Der Einsatz der Servoaktuatoren hat die Produktivität der Maschinen quantitativ und qualitativ erhöht. Hinzu kommen eine Reihe von wirtschaftlichen Effizienzverbesserungen. "Unter dem Strich ergibt sich daraus - bei höherer Leistungsfähigkeit der Maschine - eine Reduzierung der Gesamtkosten", bestätigt Paulsohn. "Zudem vermeidet die Servoantriebstechnik nicht nur den zuvor erforderlichen Wartungsaufwand der mechanischen Antriebskomponenten - sie ist im Falle eines Falles auch leichter zugänglich und per Plug&Play austauschbar." Schließlich war es möglich, mit Hilfe der Strommessung des TPM+ den Hauptantrieb besser in das Sicherheitskonzept der Maschine einzubinden.

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