Die Firma Gerhard Schubert aus Crailsheim hat sich nicht nur mit ihren roboterbasierten Top-Loading-Verpackungsmaschinen einen Namen gemacht, sondern auch mit ihrer Innovationskultur, mit der sie seit über 50 Jahren immer wieder eigenständige technologische Wege beschreitet, z.B. mit eigenen Roboterkinematiken und eigenen Maschinensteuerungen, mit selbst entwickelter Bildverarbeitung oder dem Schubert-spezifischen Digital Twin. Und so ist es wenig verwunderlich, dass der Maschinenbauer auch beim Stichwort Cobots sein eigenes Ding mit dem Namen Tog.519 macht.
Mit seinem außergewöhnlichen Cobot-Ansatz zielt Schubert weniger auf direkte Zusammenarbeit mit dem Menschen ab, als vielmehr auf besonders smarte und leistungsstarke Robotereinsätze samt integrietem Vision-System und KI. Dadurch sollen Anwender ganz neue Wege beschreiten und manuelle Prozesse außerhalb von hochvolumigen Maschinenabläufen automatisieren – so wie bei markttypischen Cobots: ohne spezielle Programmierkenntnisse und schnell anpassbar. Denn dann lässt sich bei Verpackungsanwendungen ausgesprochen flexibel auf veränderte Marktsituationen und Anforderungen reagieren. Ein Kern-Feature des tog.519 ist seine hohe Arbeitsgeschwindigkeit. Um diese durchgängig zu gewährleisten, ist für beengte Platzverhältnisse eine Schutzzelle verfügbar. Allerdings gewährleistet der Roboter auch ohne Käfig hohe Sicherheit. „Dafür haben wir dem Cobot mit unserer eigenen Bildverarbeitung das Sehen beigebracht“, erklärt Ralf Schubert. „So reduziert er seine Geschwindigkeit bei einer Annäherung durch Mitarbeiter stufenweise bis zum Stillstand.“ Zudem wird erst durch das Vision-System die schnelle Taktzahl beim Griff in die Unordnung und auch die einfache Adaption an neue Aufgaben möglich.
KI als Technologietreiber
Die Voraussetzungen dafür liefert ein von Schubert selbst entwickeltes KI Vision-System, dessen neuronale Netze auf die Branchenanforderungen bezüglich Prozesssicherheit, Geschwindigkeit und Programmierung abgestimmt wurde. Es ist so umfassend trainiert, dass die Roboter neue Waren aus derselben Produktgruppe umgehend verarbeiten können, z.B. Pouches in verschiedenen Größen oder Flaschen in unterschiedlichen Formen. Die Toleranz der KI ist so ausgelegt, dass variable Größen, Materialien, Oberflächen oder Dicken innerhalb einer Produktgruppe akzeptiert werden. Zudem können die Produkte anhand ihrer visuellen Merkmale wie z.B. des Druckbildes oder der Geometrie klassifiziert, und so voneinander unterschieden werden. Damit ist praktisch kein Einlern- oder Anfahrprozess mehr notwendig. Nur das Werkzeug muss zum Produkt passen.
Die tiefe Integration der smarten Steuerung und Robot Vision macht tog.519 nicht nur autark sondern auch mobil. Folglich lassen sich Automatisierungslücken an wechselnden Stellen in der Produktion schließen. Die Roboter können frei stehen, innerhalb einer Schutzzelle oder auch zusammengefügt zu einer ganzen Cobot-Linie. Die Einsatzmöglichkeiten sind sehr vielfältig: tog.519 kann etwa die Zuführketten einer Schlauchbeutelmaschine bestücken, Flaschen für die Abfüllung vom Band aufnehmen oder x-beliebige Bauteile absortieren.
Verpackung ohne Vorsortierung
Dass der Schubert-Cobot in der Praxis die beschriebenen Vorteile bietet, belegen seit 2023 verschiedene Pilot- und Serienanwendungen, so etwa beim Verpackungsdienstleister MultiPac. Nicht immer verpacken Unternehmen ihre eigenen Produkte selbst. In vielen Fällen lagern sie diesen Schritt an Lohnverpacker aus. Über das Outsourcing können sie auf ein umfangreiches Portfolio moderner Maschinen zugreifen – und sparen so Zeit und Kosten. Die im baden-württembergischen Ellwangen ansässige Firma MultiPac hat sich auf Dienstleistungen für Konsumgütermarken spezialisiert und verpackt diverse Produkte in mittleren und großen Stückzahlen, unter anderem in Faltschachteln, Blister, Trays, Schrumpffolie oder Kartons.
Entsprechend umfassend ist der firmeneigene Maschinenpark, zu dem seit letztem Jahr auch zwei Roboter vom Typ tog.519 gehören. Aufgrund einer steigenden Produkt- und Variantenvielfalt sowie zunehmenden Lohn- und Standortkosten benötigte das Unternehmen eine effiziente wie flexible Lösung für Verpackungsprozesse, die bis dahin manuell erfolgten. Die Herausforderung bestand darin, verschiedene unsortierte Produkte wie Tuben, Klebestifte oder Lufterfrischer vom Band aufzunehmen und in vorbereitete Trays zu setzen.
60 Picks pro Minute und mehr
MultiPac suchte nach einer modernen Automatisierungslösung, die bis zu 60 Picks pro Minute ermöglicht. „Als die Verantwortlichen bei MultiPac an uns dachten, hatten sie zunächst unsere Toploading-Systeme im Sinn“, erinnert sich Achraf Ben Salem, Leiter Cobot-Entwicklung bei Schubert. „Doch solche ließen sich in diesem Fall nicht an eine vorhandene Verpackungsanlage anschließen. Außerdem hätte die Lösung mehr Platz benötigt, als vorhanden war. Glücklicherweise bot unser tog.519 eine überzeugende Alternative.“
Im Einsatz bei MultiPac greift der Roboter bis zu 70 Produkte einzeln aus der Unordnung und legt sie zielsicher am vorgesehenen Platz ab. Dafür sorgt die von Schubert entwickelte KI-gestützte Bildverarbeitung. Sie erkennt die Produkte beim Aufnehmen und auch die Umgebung, in der sie platziert werden sollen. MultiPac kann so auf eine aufwendige Vorvereinzelung der Artikel verzichten. Darüber hinaus sammelt der Roboter, sobald er ein Produkt aufgenommen hat, laufend Informationen über dessen Zustand, prüft sie und passt seine Arbeitsschritte daraufhin an. Müssen etwa Artikel so in Trays abgelegt werden, dass die Produktöffnung in eine bestimmte Richtung zeigt, hält sie der tog.519 kurz vor eine Kamera, durch die er die Öffnung erkennt. Je nachdem, wo diese sich befindet, legt er das Produkt ab oder wendet es zunächst.
Formatwechsel sind mit dem Roboter denkbar einfach: Ein Handgriff genügt, um das Pick&Place-Werkzeug auszutauschen. Ben Salem erklärt: „Auf 6m² Produktionsfläche bieten wir MultiPac einen kompakten Hochleistungs-Cobot, der eine effiziente, flexible und sichere Produktion ermöglicht. Das Beispiel zeigt, dass wir nicht nur große Markenhersteller, sondern auch kleinere Unternehmen mit hoher Variantenvielfalt bedarfsgerecht mit unseren Lösungen unterstützen.“
Live in Aktion zu erleben ist der tog.519 übrigens auch auf der Automatica 2025 in München. Was genau auf dem Messestand von Schubert 530 in Halle B5 gezeigt wird, darüber berichtet die nächste Ausgabe von ROBOTIK UND PRODUKTION.
Aus der Redaktion: Mathis Bayerdorfer
Chefredakteur ROBOTIK UND PRODUKTION. Egal wie gut es sich im Text versteckt: Kein doppeltes Leerzeichen ist vor ihm sicher.
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