KHS: Bis ins Detail durchdacht

Bei Hochleistungspack- und Palettiertechnik ist ein ganz besonders exaktes und bis ins allerletzte Detail durchdachtes Zusammenspiel einzelner Komponenten erforderlich, um die gewünschte hohe Ausbringung sicherzustellen. KHS nimmt zur Anlagenplanung zunächst sämtliche Anforderungen auf, denen die neue Anlagentechnik zu genügen hat. Welche Flaschen-, Dosen- oder PET-Formate gelangen zum Einsatz? In welche Umverpackungen sind diese eingebracht? Wie viele Bedienpersonen und welcher Platz stehen für die Anlage zur Verfügung? Auf Basis sämtlicher ermittelter Daten wird ein passgenaues Konzept erarbeitet, das Vor-Ort-Rahmenbedingungen mit einbezieht. Schließlich präsentiert KHS die 3-D-Darstellung. Darstellen lässt sich die 3-D-Betrachtung sowohl am PC als auch an einer Powerwall. Vorteil der Powerwall: Die technische Lösung ist in Stereometrie auf einer Projektionswand dargestellt und mit 3-D-Brillen besonders übersichtlich. Mithilfe eines „Fly Sticks“ kann man sich innerhalb der Linie vollkommen frei bewegen. Die Anlage kann virtuell beispielsweise stehend genauso betrachtet werden wie von einem bestimmten Bedienbereich aus oder beim Überfliegen. Wesentlich ist hierbei, dass sich in diesem Stadium noch umfassende Änderungswünsche einfach in das Konzept einarbeiten lassen. Beispielsweise ist erkennbar, ob Operatoren von Bedienpulten aus auch den geforderten Einblick in die Linie erhalten oder ob die perfekte Zugänglichkeit zu den Maschinen gewährleistet ist.

Häufig ist von Hochleistungspalettiertechnik die Palettierung unterschiedlicher Umverpackungen in verschiedenen Größen gefordert. Beispielsweise kann zur Shrink-Verpackung auch die Verarbeitung der Tray-Shrink-, Pad-Shrink- oder Wrap-Around-Verpackung in deutlich voneinander differierenden Formaten gewünscht sein. Dabei ist es im Vorfeld der Palettierung durchaus denkbar, dass Shrinkpacks oder auch Pad-Shrinkpacks eine weitere Verpackungsmaschine durchlaufen. Ein Beispiel hierzu: Jeweils sechs vom Shrinkpacker gebildete Vierergebinde sind innerhalb eines nachgeordneten Tray-Shrinkpackers in eine 24er-Formation zu überführen. In einem solchen Fall ist zwischen beiden Verpackungsmaschinen üblicherweise eine Manipulation der Gebinde bezüglich der Anzahl der Spuren und deren Orientierung nötig. Beispielsweise kann es vorkommen, dass von einem Längs- auf einen Quertransport und/oder von einer vierbahnigen auf eine dreibahnige Führung umzuschalten ist.

KHS hat speziell für derartige Fälle den Robot Combiner Innopal RC, einen Vierachs-Roboter, der für eine Nutzlast von bis zu 40 kg einsetzbar ist, entwickelt. Er kommt im Anschluss an eine mögliche Inline-Drehvorrichtung, die im Bedarfsfall die Änderung der Gebindeorientierung herbeiführt, zum Einsatz. Angeordnet ist der Innopal RC, dessen verstellbarer Kopf über eine Länge von ca. 800 mm verfügt, auf einer über den Transporteurstrecken angebrachten Tischkonstruktion. Von dort aus hat er direkten Zugriff auf sämtliche auslaufende Verpackungen. Die Aufgabe des Robot Combiners ist es, Shrink-, Pad-Shrink-, Wrap-Around-Verpackungen oder weitere Verpackungsarten entweder einzeln oder in mehreren Einheiten gleichzeitig so zu verschieben, dass die von der nächsten Verpackungsmaschine geforderte Spurenanzahl ebenso erreicht wird, wie der gewünschte Abstand der Gebinde zueinander. Der Einsatz des Robot Combiners macht eine große Anzahl der für diesen Aufgabenbereich bislang eingesetzten Plattenverteiler überflüssig. Die vollautomatische Umstellung des Innopal RC auf unterschiedlichste Formationen ist genauso flexibel machbar wie die vollautomatische Geländerverstellung.

Nach Fertigstellung der Umverpackungen ist oft eine Vielzahl an Gebindeströmen, die meist aus mehreren Verpackungsmaschinen stammen, auf die für die Palettiersysteme jeweils vorgesehenen Bahnen zu verteilen. Auch diese Aufgabe übernehmen Robot Combiner Innopal RC. Die Anzahl der hier verwendeten Systeme entspricht üblicherweise der Anzahl der in der Linie angeordneten Palettierer. Innerhalb einer flexiblen Hochleistungsanlage kommen zwei Palettierer zum Einsatz, folglich sind der Inline-Roboter-Gruppierung auch zwei Robot Combiner vorgeschaltet. Diese verschieben die Produkte auf vorgegebene Bahnen. Durch die Umpositionierung von Verpackungen wird ein äußerst flexibles Palettieren ermöglicht. Jede Verpackungslinie kann individuell einem oder beiden Palettiermaschinen zugeordnet werden. Ebenfalls möglich: die Erstellung von Mischpaletten.

Auf vorgesehenen Bahnen bereitgestellte Verpackungen durchlaufen im Vorfeld des Palettierprozesses die Inline-Roboter-Gruppierung. Verfügt ein Palettierer über zwei Zuläufe, übernehmen für ihn auch zwei Vierachs-Roboter Innopal RK 4 die Lagenvorbereitung. Dadurch ergeben sich weitere Vorteile wie eine besonders schonende Gebindebehandlung, hohe Flexibilität, reduzierter Platzbedarf sowie verringerte Wartungsmaßnahmen. Aufwendige Umrüstarbeiten bei neuen Formationswünschen finden bei Verwendung der Inline-Roboter-Gruppierung ebenso wenig statt, wie die Investition in zusätzliche Manipulationselemente. Unerwünschte Verdrehungen von Gebinden kommen nicht vor.

Roboter vom Typ Innopal RK 4 ermöglichen das millimetergenaue Greifen, Drehen und Verschieben von seitlich geklemmten Gebinden. Bei Robotergruppierstationen und beim Combiner wird aus Sicherheitsgründen der Schwenkwinkel durch mechanische Anschläge begrenzt. Trotz dieser Maßnahme sind sämtliche Positionswünsche machbar. So ergibt sich eine exakte Positionierung der Gebinde jeweils per Schiebebewegung und an die Geschwindigkeit der Kunststoffmattenkette angepasst. Als wahres Multitalent realisiert jeder Innopal RK 4 auch ein Greifen, Drehen und Verschieben von mehreren Gebinden gleichzeitig. Der zwischen 120 und 400 mm verstellbare Kopf lässt dies zu. Positionierte Gebinde fahren gegen einen Anschlag. Es folgt die Zentrierung der gebildeten Formation.

Ein entscheidender gemeinsamer Vorteil von Robot Combiner, Inline-Robotergruppierung und Roboterpalettierung betrifft den Einsatz von identischen Steuerungskonzepten. Jeder Systemsteuerschrank ist modular und steckbar aufgebaut. Mittels PC-Steuerung ist auch eine schnelle Anpassung an neue, produktabhängige Verfahrwege gegeben. Eine Eingabe am Bedienpanel genügt und eine Einrichtung auf ein neues Format ist vorgenommen. Die PC-Steuerung ist mit allen gängigen Bussystemen weltweit kompatibel. So ist die Anbindung des Bereichs Palettiertechnik an vorgelagerte Bearbeitungsstufen sichergestellt.

Bleibt eine Maschine über einen bestimmten Zeitraum stehen, wird die Haltekraft nicht mehr über die elektrische Energie vom Motor, sondern durch eine federbeaufschlagte Haltebremse erzeugt. Eine Maßnahme, die für eine gezielte Reduktion von Energieverbrauchswerten steht.

Als Palettiersystem für die Hochleistungspalettierung besonders vorteilhaft ist der vollautomatische Portalpalettierer Innopal PB 1 HS mit geteiltem Schiebeblech, dessen Leistung bis zu 600 Lagen/h beträgt. Er arbeitet mit Palettenaufzug und realisiert den Gebindeeinlauf von oben. Die Abgabe jeder Lage erfolgt durch ein Auseinanderfahren des geteilten Schiebeblechs direkt auf die Palette. Nach dem Absenken der Palette schließt sich das Schiebeblech wieder. Eine weitere Lage wird im Anschluss daran mittels Lagenschieber auf das Schiebeblech geschoben. Durch die automatische Rundumzentrierung entstehen perfekte Lagenbilder und eine hohe Gesamtstabilität der Palettenladung. Bei der Verarbeitung von Gebinden mit einer besonders geringeren Standfestigkeit besteht die Möglichkeit, eine zusätzliche Zentrierung unterhalb des Abgabeblechs mit in die Maschine zu integrieren. Optional sind zwei Schiebeeinrichtungen pro Palettierer. Sie stehen für einen kontinuierlichen Arbeitsvorgang, entfallen doch die Wartezeiten, die durch die Rückführung eines Schiebesystems üblicherweise vorkommen. Hierdurch lassen sich Leistungen von bis zu 750 Lagen/h realisieren.

Gerade in Hochleistungspalettieranlagen ist häufig die Möglichkeit gefordert, unterschiedliche Palettenformate zu verarbeiten. Ob Voll-, Halb-, oder Viertel-Paletten – oft gelangen sie alle zur Anwendung. Vor der Zuführung in Richtung Palettiersystem steht deren umfassende Kontrolle. Die KHS-Lösung lautet: Einsatz eines weiteren Vierachs-Roboters Innopal RK 4 mit einer Traglast von bis zu 180 kg. Ausgestattet wird dieser Roboter mit einem Kopfsystem, das, weil vollautomatisch verstellbar, äußerst flexibel unterschiedlichste Palettenvarianten greift. Für den Fall, dass von dem Robotersystem aus zwei Palettierer gleichzeitig zu versorgen sind, ist beispielsweise ausschließlich folgendes an Peripherie vorzusehen: Aufgabe- und Abgabestation für die Palettenkontrolle, die Palettenkontrolle selbst sowie pro Palettierer ein Palettenzuführstrang. Auf alle diese Bereiche hat der Innopal RK 4 innerhalb von 360° Zugriff. An vorgegebenen Prioritäten orientiert, arbeitet er seine Aufgabenliste kontinuierlich ab. Auf diese Art und Weise lassen sich bei Nutzung der Roboter-Lösung Transporteure ebenso einsparen wie die bei klassischer Arbeitsweise nötigen Manipulationselemente.

Geht man davon aus, dass eine Palette etwa 300 Zwischenlagen fasst, genügt diese Anzahl bei einer Palettierleistung von 600 Lagen/h gerade einmal eine halbe Stunde. Um hier für längere Zeit vorzusorgen und eine geringe Bedienerbindung zu erreichen, entwickelte KHS auch in diesem Bereich eine vollautomatische Lösung. Zwei Palettentransportsysteme sind hierfür doppelstöckig angeordnet. Auf der oberen Ebene befinden sich mehrere mit Zwischenlagen versehene Paletten, von denen jeweils die in das Magazin eingefahrene abgearbeitet wird. Per Palettenlift werden die Zwischenlagen in den Zugriffsbereich des Zwischenlageneinlegers gefördert und anschließend von einer vierseitigen pneumatischen Zentriereinrichtung exakt positioniert. Ein linear geführter Handling-Roboter greift Zwischenlagen und bringt im Anschluss an jede Formationsabgabe jeweils eine Zwischenlage auf die Produktpalette auf. Ist die Zwischenlagenpalette leergeräumt, wird sie auf den unteren Transportstrang heruntergefahren und aus dem System gefördert. Die nächste Zwischenlagenpalette fährt in das Magazin ein. Der Arbeitsvorgang setzt sich übergangslos fort.

Sollten Probleme innerhalb der Anlage auftreten, kann eine direkte Verbindung zum Remote-Diagnostic-Servicecenter (Redis) geschaffen werden und eine umgehende Fernanalyse stattfinden. Im günstigsten Fall ist ein Maschinenproblem über den Online-Zugriff auf elektronische Anlagenkomponenten zu beheben. Sind mechanische Bereiche betroffen, erhält der Techniker exakte Mitteilungen, welche Maßnahmen durchzuführen sind. Denkbar ist auch die Neuprogrammierung oder die Überspielung eventueller Updates durch Redis.

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