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Sechsachser im Duett

Roboterbasierte Verpackungslinie für Schlauchbeutel
Sechsachser im Duett

Für eine der modernsten Feinkostproduktionsanlagen der Kühne Gruppe im Werk Hagenow war eine schnelle und hochflexible Endverpackungslinie gefragt. Heute teilen sich zwei hängend montierte Motoman-MH5-Roboter in einer Pickerzelle die anspruchsvolle Aufgabe und verpacken nicht formstabile Saucenbeutel unter harten Taktzeitkriterien prozesssicher in Kartons.

Kühne betreibt in Hagenow eines der größten Essigwerke Europas. Gleichzeitig dient das Werk als Logistikzentrum, das die Versorgung des gesamten nord- und osteuropäischen Raums übernimmt. Nach dem Ausbau des Werkes mit Millionenaufwand nahm im Januar 2012 erstmals in Hagenow eine hochmoderne Feinkostlinie ihren Betrieb auf. Die Mischanlage produziert Saucen und Mayonnaise für Großverbraucher und Quick-Service-Restaurants. Der Output liegt bei mehreren Millionen Schlauchbeuteln jährlich.

Zur Zeit laufen sechs unterschiedliche Produkte in verschiedenen Varianten über die Anlage. Allerdings wird in den nächsten Jahren die Produkt- und Variantenanzahl drastisch steigen. Dabei ist man durch eine entsprechende Organisation der Produktion bestrebt, Umrüstvorgänge auf ein Minimum zu reduzieren.
Verkettete Endverpackungslinie
Um die gewaltigen Produktmengen ohne Zwischenpufferung abpacken zu können, setzt Kühne auf eine Endverpackungslinie, die direkt mit der Produktion verkettet ist. Aufgabe der Verpackungslinie ist es, die aus der Produktion kommenden Schlauchbeutel in Kartons zu verpacken. Die besonderen Anforderungen an die Anlage bringt Dieter Behrens, Betriebsleiter des Werkes Hagenow, auf den Punkt: „Sie muss in erster Linie hundertprozentig zuverlässig arbeiten, ansonsten sind massive Produktionsstörungen die Folge. Mit ihr müssen kurze Taktzeiten realisierbar sein. Und die Anlage muss die Flexibilität bieten, die notwendig ist, um die hohe Variantenzahl bewältigen zu können.“
Die Konzeption und Realisierung der Anlage erfolgte durch die ETT Verpackungstechnik GmbH aus Moringen. Im engen Schulterschluss mit den Kühne-Verantwortlichen hat der Systemintegrator eine Endverpackungslinie auf die Beine gestellt, die mit bis zu 35 Takten in der Minute, hochflexibler Auslegung mit zwei Motoman-MH5-Robotern und konsequent auf Verfügbarkeit getrimmt, exakt dem Anforderungsprofil entspricht. Die Performance der Verpackungsanlage lässt sich je nach vorgeschalteter Abfülltechnik auf maximal 60 Takte in der Minute steigern.
Weg der Produkte durch die Anlage
Die direkt aus der Produktion kommenden Schlauchbeutel erreichen die Verpackungsanlage über ein Förderband. Dabei durchlaufen sie zuerst ein Bildverarbeitungssystem, das die exakte Lage der Beutel auf dem Band ermittelt und die Koordinaten an die Robotersteuerung weitergibt. Nur so können die beiden schnellen Yaskawa-Roboter in der nachfolgenden Doppelpickerzelle die Saucenbeutel im Line-Tracking-Verfahren sicher abgreifen und lagerichtig in die auf einem Parallelband bereitstehenden Kartons ablegen. Die Befüllung der Kartons folgt einem definierten Packmuster, dessen strikte Einhaltung zwingende Voraussetzung für ein erfolgreiches Endverpacken ist. Liegen die Schlauchbeutel nicht präzise, lässt sich der Karton später nicht verschließen.
„Eine große Herausforderung war das sichere Greifen der Schlauchbeutel“, erläutert Nils Böhlcke, Vertriebsingenieur bei ETT: „Standardmäßig setzen wir dafür Vakuumgreifer ein, was bei dieser Applikation nicht möglich war. Durch die Oberflächenstruktur der leicht genarbten Beutel sowie eine Siegelnaht ließ sich kein prozesssicheres Vakuum erzeugen. Eine ausgeklügelte mechanische Greiferkonstruktion brachte letztendlich eine optimale Lösung für die schwierige Aufgabenstellung.“
Beide Motoman-Sechsachser verfügen über die gleichen mechanischen Vierfingergreifer. Um ein sicheres und gleichzeitig schonendes Aufnehmen der Schlauchbeutel zu gewährleisten, sind die einzelnen Greiferfinger tropfenförmig ausgeführt. Dennoch muss eine bestimmte Haltekraft erzeugt werden, um die Beutel bei der schnellen Fahrt nicht zu verlieren. „Hier profitieren wir von der erstklassigen Verschweißungsqualität und Folienstärke der Beutel, die ein mechanisches Greifen mit entsprechenden Kräften zulassen, ohne eine Beschädigung oder gar ein Aufplatzen der Schlauchbeutel zu riskieren“, so Böhlcke.
Dynamisch, präzise, unermüdlich
Die beiden Motomänner sind geradezu prädestiniert für diese Aufgabe. Zuverlässig, hochdynamisch, präzise und unermüdlich erledigen die Arbeitsmaschinen ihren Job im Schichtbetrieb rund um die Uhr. Mit ihrer Traglast von 5 kg, einer Reichweite von über 700 mm und ihrer äußerst kompakten Bauweise sind die Sechsachser für die Aufgabenstellung perfekt dimensioniert. Haben die Roboter ihren Job erledigt und einen Karton komplett mit Schlauchbeuteln bepackt, setzt dieser seine Fahrt auf dem Förderband fort. Der nächste Halt ist an der Wägestation programmiert. Hier wird das Gewicht des Kartons ermittelt. Das exakte Wägen ist Teil der Qualitätssicherung, lässt sich doch durch das Gewicht des Kartons eindeutig feststellen, ob die vorgeschriebene Anzahl an Beuteln vorhanden ist.
Nach dem Wägen erreichen die noch offenen Kartons die vorletzte Station, an der das automatische Verschließen erfolgt. Am Ende der Linie wartet ein Bediener auf die fertigen Kartons, greift sie mit einem pneumatischen Handlinggerät und legt sie auf die Palette ab – fertig.
Prozesssicherheit ist entscheidend
Der absolut prozesssichere Betrieb der Anlage ist ein entscheidendes Kriterium. Da die Nahrungsmittelherstellung nicht auf Knopfdruck zu unterbrechen ist, würde der Ausfall der Verpackungslinie dazu führen, dass die eben produzierten Köstlichkeiten aufgrund geringer Puffermöglichkeiten alsbald wieder entsorgt werden müssten – ein Szenario, das es unbedingt zu vermeiden gilt.
Bis heute gab es keine nennenswerte Störung. „Die Anlage funktioniert absolut zuverlässig Tag für Tag im Schichtbetrieb“ freut sich Wolfgang Westphal, technischer Einkäufer bei Kühne in Hamburg. „Mit den beiden Robotern erreichen wir die geforderten Taktzeiten problemlos.“
Halle 1, Stand 435
prozesstechnik-online.de/dei0913472
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