Preiswerte Mikroprozessoren, intelligente Sensortechnik, leistungsfähige Vision- systeme und flexible Industrieroboter ermöglichen immer effizientere und kompaktere Verpackungslinien. Dabei stellt die Technik selbst oft nur die halbe Miete dar, wie der Systemintegrator Robomotion am Beispiel einer Verpackungsanlage für den Lebensmittelhersteller Schafft zeigt.
Schafft aus dem fränkischen Ansbach stellt neben diversen Produkten auch die beliebten Bifi-Würstchen her. Im Jahr 2010 entschied sich das Management des Unternehmens, das zum Unilever-Konzern gehört, für eine Modernisierung einer bestehenden Verpackungsstraße, die mit mechanischer Automation versehen war. Kern war hier, die Zahl der Kundenreklamationen signifikant zu senken und Störungen der Produktion zu minimieren. Auch die Flexibilität der Produktion hinsichtlich Produktvielfalt sollte gesteigert werden. Des Weiteren sollten die Umrüstzeiten auf die Werkzeugwechselzeiten bei den Tiefziehmaschinen reduziert werden.
Die 2006 erfolgte Umstellung auf Roboterbeschickung der Tiefzieh- und Versiegelungs-anlage bringt viele Vorteile. Kam es früher bei der mechanischen Beschickung mit Produkten immer wieder zu Staus im Materialstrom, gehören diese Probleme heute der Vergangenheit an. Zudem erzielen die Roboter dank vorgeschalteter Kameraerfassung und Bildauswertung eine deutlich höhere Einlegequalität. So greifen sie nur Salamis mit den richtigen Abmessungen vom Zufuhrband, während sie zu kleine oder zu große Produkte zur Ausschleusung durchlassen. Weiter sorgt das präzise Platzieren der Würste durch die Roboter dafür, dass praktisch keine Produkte mehr auf den Siegelnähten liegen, wodurch sich der Anteil an Gutteilen signifikant erhöht. Außerdem ist bei Produktwechseln eine Umstellung der Maschinen bequem per Knopfdruck möglich. Lediglich die Verpackungsmaschine ist auf das neue Format umzustellen.
Bevor die auf der Tiefziehfolie liegenden Bifis in die Versiegelungsmaschine gelangen, passieren sie die von Robomotion entwickelte Kontrolleinheit Robo Control. Sie überprüft nochmals alle kritischen Qualitätsmerkmale, die Kunden als Mängel ansehen könnten. So kontrolliert Robo Control, ob die Siegelnaht Verunreinigungen aufweist. Selbst ein für das menschliche Auge durchsichtiger Wurstdarm bleibt dabei nicht unentdeckt.
Produktdaten mit Zeitstempel
Das Wichtigste aber ist, dass Robo Control bei jedem Vorzug des Förderbandes die Produktdaten mit einem Zeitstempel versieht und gemeinsam mit dem Prüfergebnis auf einer Festplatte speichert. Diese Daten sind der Schlüssel für das spätere Ausschleusen defekter Packungen und Produkte auf der Endverpackungsseite. Darüber hinaus können die Daten bei Kundenreklamationen zur genauen Rückverfolgung herangezogen werden. Zur schnellen Information der Mitarbeiter wiederum visualisiert die Kontrolleinheit die detektierten Fehler auf einem Monitor. Alle an der Linie erfassten Daten und Kamerabilder lassen sich in einem nächsten Schritt zusammenführen. So ergibt sich eine lückenlose Verfolgung der Produkte durch die Verpackungsstraße.
Modernisierung der Kartonierer
Die bereits bestehende Automationslösung für das Kartonieren auf der Endverpackungsseite konnte lediglich sieben unterschiedliche Kartonformate verarbeiten. Außerdem ließ sich ein automatisches Ausschleusen fehlerhafter Produkte nicht mehr in das System integrieren.
Deshalb entwickelte Robomotion hierfür eine individuelle Verpackungslösung bestehend aus Produktwende- und Ausschleusungsstation auf Basis von Standardkomponenten. Der Prozess läuft wie folgt ab: Ein Förderband transportiert die versiegelten und bedruckten Packungen auf dem Rücken liegend zur Ausschleuse- und Produktwendestation. Diese nimmt nur die auf Basis der Robo-Control-Daten für gut befundenen Produkte vom Band und dreht sie um 180° in die Verpackungsposition. Ein Chargierroboter übernimmt die Produkte von der Wendestation. Wichtig: Es werden nur die für gut befundenen Produkte gewendet. Produkte mit Fehlern bleiben auf dem Auslaufband der Verpackungsmaschine liegen; sie müssen zum Ausschleusen nicht in eine Spur gebracht werden. Das spart Platz. Allerdings muss die Kartonierung mit Lücken im Materialstrom fertig werden. Dieses Problem mussten die Robomotion-Ingenieure im anschließenden Kartonierprojekt lösen.
Da die durchgeschleusten, fehlerhaften Produkte Lücken im Lagemuster hinterlassen, nimmt ein Chargiergreifer die von der Ausschleuse-Station nach oben gebrachten Produkte auf und fügt sie auf dem Band zu lückenlosen Lagemustern zusammen. Wie der Roboter die Produkte aufnehmen und ablegen muss, damit wieder ein geschlossener Produktteppich entsteht – dafür ist die Software zuständig.
So kann der nachgeschaltete Packroboter immer vollständige Lagen abgreifen und in die Kartons packen. Die fehlerbehafteten Produkte dagegen bleiben auf dem unteren Förderband der Ausschleusestation liegen.
Durch die Modernisierung des Kartoniersystems lassen sich nun zusätzlich zu den sieben verschiedenen Kartonagen auch unterschiedliche Produkte fahren. Das bedeutet beispielsweise, dass die Bifi ohne Probleme als 5er- oder als 1er-Pack in Kartonagen abgepackt werden können. Für diese Umstellung ist lediglich ein Formatteil am Greifer zu wechseln und das neue Programm aufzurufen.
Die von Robomotion entwickelte Lösung für das Kartonieren verbraucht erheblich weniger Platz als die alte Automationslösung und erzielt aufgrund ihrer geringeren Störanfälligkeit eine deutlich höhere Ausbringung. Zudem bietet sie noch eine lückenlose Dokumentation und zentrale Datensammlung aller Verpackungsschritte. So ist jederzeit ein vollständiges, packungsbezogenes Rückverfolgen möglich. In einem weiteren Schritt soll die zentrale Datenerfassung auch die Ergebnisse der Metalldetektoren und Röntgengeräte aus dem der Verpackung vorgeschalteten Schneideraum einbeziehen. Diese erweiterte Datenerfassung erlaubt dann nicht nur ein umfassendes Verpackungsmonitoring, sondern auch das Optimieren der vorgelagerten Prozesse.
Enge Abstimmung als Erfolgsfaktor
Bei beiden Projekten setzte Robomotion auf enge Abstimmung mit dem Anwender. Nicht die Maschine steht im Vordergrund sondern die von ihm benötigte Lösung für seine Produktionsaufgaben. Gestartet war man mit der Aufgabenstellung zur Qualitätssicherung bei der Produktion. Alleine die Möglichkeit 450 Produkte in der Minute nicht mehr alleine einer manuellen Kontrolle überlassen zu müssen, war dank Robo Control ein gelungener und zugleich wichtiger Schritt. An dieser Stelle kann auch bei manuell beschickten oder entladenen Verpackungsmaschinen begonnen werden. So lässt sich eine Datenbasis schaffen und die Qualität der ausgelieferten Ware steigern.
Die Möglichkeit, die Handhabung auch noch zu automatisieren, rechnet sich nicht in jedem Fall. Es kann aber für die Zukunft bereits vorausgedacht werden. Module wie die Beschickung (ICON) oder die Endverpackung (INCON), lassen sich in der Regel auch nachrüsten. Die bei Schafft verwendete Tiefziehmaschine ist eine der ersten Rollenmaschinen in diesem Produktionswerk gewesen und schon weit über 20 Jahre alt. Mit den von Robomotion integrierten Lösungen von der Qualitätssicherung bis zum flexiblen Handling wurde aus der alten Maschine eine hochmoderne Verpackungsstraße.
prozesstechnik-online.de/dei0814401
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