Produktivitätssteigerung in der Verpackungsindustrie

Neustart für die Sackpalettierung

Vollautomatische Roboter für die Sackpalettierung und Vollpaletten-Verpackungsanlagen ersparen Mitarbeitern schwere körperliche Tätigkeiten und erhöhen die Produktivität in der Verpackungsindustrie. Ein neu konzipiertes System bietet hier zudem hohe Prozesssicherheit und Produktivität, gute Hygienebedingungen und geringen Platzbedarf.
Das österreichische Mühlenunternehmen GoodMills hat in seine Produktion in mehreren Entwicklungsschritten auf ein vollautomatisches System umgestellt. Ing. Werner Benes, als Projektleiter für die Robotersackpalettier- und Vollpaletten-Verpackungsanlage verantwortlich, betont die Vorteile, die aus dem Neustart in der Sackpalettierung resultieren: „Abgesehen vom Wegfall des intensiven kraftzehrenden Einsatzes der Mitarbeiter profitieren wir von mehr Prozesssicherheit und Effizienz.“ Die Entscheidung für eine Automationslösung sei zudem unabdingbar gewesen, um gestiegene Ansprüche zu erfüllen, die sich beispielsweise hinsichtlich der Hygiene stellen. GoodMills produziert viele Sackgrößen mit zum Teil kundenspezifisch abgestimmten Füllmengen. Daraus entstehen Anforderungen, die in kürzester Zeit zu realisieren sind. Vor diesem Hintergrund hat das Unternehmen den Markt nach Automationsmöglichkeiten sondiert. Im Fokus standen dabei Vergleiche von Lagenpalettierern mit Robotern, Wicklern mit Haubenstretchern sowie verschiedene Steuerungs- und EDV-Systeme. Heute nimmt ein Roboter im Wechsel Säcke von zwei Förderstrecken und stapelt diese parallel auf zwei Paletten. Benes dazu: „Das Unternehmen Koch hat es am besten verstanden, den Bedürfnissen entsprechend Ideen zu entwickeln und diese in eine Anlage umzusetzen.“ Dabei seien alle Vorgaben erfüllt und durch den geringen Platzbedarf der Anlage ein zusätzlicher Nutzen geschaffen worden. „Außerdem überzeugt die Wirtschaftlichkeit der Lösung“, so der Projektleiter weiter.

Schonender Umgang mit Produkten

Koch Industrieanlagen aus Dernbach hat die Robotersackpalettier- und Vollpaletten Verpackungsanlage, die Ventilsäcke mit diversen Kleie- und Mehlsorten versandfertig aufbereitet, schlüsselfertig als Generalunternehmer geliefert. Die Säcke laufen von zwei im Obergeschoss installierten Sackabfüllmaschinen für Mehl und Kleie auf Rollenbahnen und über getrennte Zuführbahnen bis zur zentralen Roboterzelle, die sich im Erdgeschoss befindet. Dort führt die Fördertechnik, platzsparend unter der Decke und folglich ohne Behinderungen für den Staplerverkehr, die Säcke über zwei Linien dem Roboter zu. Bevor der Roboter die Säcke greift, durchlaufen sie in beiden Linien ein Pressband, das sie in Form bringt und das Produkt gleichmäßig im Sack verteilt. Um Beschädigungen der Säcke bei der Aufnahme zu vermeiden, sind die Rollenbahnen an ihren Übergabepositionen mit Aussparungen versehen, in die der Roboter mit seinem Schiebegabelgreifer eintaucht. Beim Handling der Säcke verhindert die in den Greifer integrierte Sackklemmung, dass die Gebinde herausrutschen. Der Roboter nimmt einzelne Säcke auf und setzt sie nach den vorgegebenen Lagenbildern, die für jeden Artikel inklusive Feinpositionierung im ERP-System hinterlegt sind, auf die Ladungsträger. Leerpaletten stehen in Spendermagazinen bereit. Rollenbahnen fördern sie zu den Palettierplätzen, auf denen sie automatisch zentriert, ausgerichtet und durch einen Hubtisch raumbedingt um ca. 400mm angehoben werden, um später die letzte Lage sauber zu legen. Ehe der Roboter die untere Lage palettiert, legt er einen Schonbogen, den er mit speziellen Saugmodulen greift, auf den Ladungsträger. Die Stapelhöhe der Anlage reicht bis zu 2.000mm. Die Höhe der Säcke und damit die Anzahl der Lagen hängt vom Produkt ab. GoodMills verwendet überwiegend 30kg-Säcke, die der Roboter in Dreierschlichtung in zehn Lagen stapelt. Benes über das Handling: „Durch den schonenden Umgang des Roboters mit unseren Erzeugnissen werden die Waren beim Palettieren nicht beschädigt. Das ermöglicht uns auch für die Zukunft weiteres Potenzial, um den Bedarf an Verpackungsmaterial zu verbessern. Außerdem wirkt sich das sanfte Handling positiv auf die Sauberkeit der Anlage und auf das Äußere der Verpackungen aus, die dadurch auch nach ihrer Auslieferung noch ansprechend aussehen.“ Die Roboterzelle erzielt je Stunde eine Palettierleistung von maximal 320 Säcken in der Mehl- und 160 in der Kleielinie. Das entspricht etwa 18 Paletten. Fertig palettierte Ladungsträger schleust die Zelle auf die Fördertechnik aus, die sie zum Stretch-Wickler transportiert.

Beutelpalettierer ergänzt Roboterzelle

Ergänzend zur Roboterzelle setzt das Unternehmen einen Beutelpalettierer ein. Die von dort auf eine Rollenbahn geleiteten Ladungsträger, beladen mit einzelnen oder in Paketen verpackten Beuteln, transportiert ein Querverschiebewagen zur Zuführstrecke des Stretchwicklers. Da die Antriebe des Wagens frequenzgeregelt arbeiten, sind sanfte Starts und Stopps gewährleistet. Die Beutelpalettierung ist für eine Stundenleistung von 14 Europaletten oder 28 Düsseldorfer Paletten, die sie paarweise palettiert, ausgelegt. Düsseldorfer Paletten, die halben Europaletten entsprechen, übernimmt auch der Verschiebewagen als Paar und übergibt sie so an die Zuführung zum Stretch-Wickler. Hier treffen sie mit den Ladungsträgern aus der Roboterzelle zusammen. Halbpaletten werden vor dem Wickeln vereinzelt und danach paarweise über einen Bypass erneut zum Wickler transportiert. Durch produktabhängige Parameter, die die Master-SPS an die SPS des Stretch-Wicklers sendet, sind unterschiedliche Wickelzyklen einstellbar, beispielsweise für Sack- und Halbpaletten sowie für Paketpaletten aus der Handaufgabestation, die mit einer Leistung von vier Ladungsträgern in der Stunde arbeitet. Nach dem Wickler, der für maximal 64 Paletten je Stunde konzipiert ist, etikettiert die Anlage die fertig verpackten Paletten. Die Ladungsträger laufen auf ein Stauband, das als Puffer vor dem Lagerbereich dient, von dem sich die Waren entnehmen lassen. Fertigungsaufträge starten die Produktionsabteilungen über das ERP-System des Unternehmens, das mit der SPS der Roboterzelle kommuniziert. Aufgrund dieser Vernetzung ist das System in der Lage, Lagereingänge zu buchen und zu verwalten. „Der Umgang mit der Roboterzelle ist übersichtlich“, sagt Benes zum Bedienpanel der Anlage. „Um unbeabsichtigten Änderungen und Fehlbedienungen vorzubeugen, haben wir den Zugriff des Personals auf die verschiedenen Ebenen durch Passwörter gesichert.“

Für Jahre gut aufgestellt

Ziel der Investition in die Robotersackpalettier- und Vollpaletten-Verpackungsanlage beziehungsweise in das Gesamtprojekt seien laut GoodMills nicht Einsparungen gewesen. Das Unternehmen hatte vor, veraltete Methoden zu ersetzen und gegenüber den Mitanbietern in möglichst vielen Bereichen einen Vorsprung anzustreben. Zudem habe es als Unternehmen in einer traditionellen Branche versucht, den heutigen Anforderungen der Kunden gerecht zu werden. Ein Vorsatz, der sich durch die Modernisierung habe realisieren lassen. Die Verfügbarkeit der Anlage habe bereits wenige Monate nach der Inbetriebnahme im Juni 2015 über 95 Prozent gelegen. Wegen der Komplexität des Systems hat das Unternehmen die Prozesssicherheit zusätzlich durch eine Fernwartung und eine Rufbereitschaft erhöht, um während der Produktionszeiten zuzugreifen. Benes zeigt sich zufrieden: „Wir gehen davon aus, dass wir aufgrund des reibungsfreien, wartungsarmen Betriebes der Anlage während der nächsten 20 Jahre gut aufgestellt sind.