Mit Industrierobotern verbindet man vor allem Kraft. Doch sie haben noch weitere Stärken: Präzision und Ausdauer. Aufgaben immer und immer wieder mit der gleichen Genauigkeit ausführen, ohne davon zu ermüden − kein Problem! Warum also nicht die mühselige und monotone, gleichzeitig aber enorm wichtige exakte Etikettierung von Produkten durch einen Roboter erledigen lassen? Das dachte sich auch die Stockmeier Chemie, die zu den größten Chemiedistributoren in Europa gehört. Das Unternehmen bietet ein umfassendes Sortiment an Industrie- und Spezialchemikalien für zahlreiche Branchen und Anwendungen und hat sich zudem auf die Entwicklung, Herstellung und den Vertrieb von Reinigungsmitteln für den industriellen und gewerblichen Einsatz spezialisiert.
Roboterzelle für Stockmeier Chemie
Am Hauptstandort in Bielefeld sollten Kanister verschiedener Größen von der vorgelagerten Abfüllanlage übernommen und – je nach Typ – auf bis zu vier Seiten mit unterschiedlichen Etiketten beklebt werden. Seit einiger Zeit wird diese Aufgabe nun von zwei der kompakten, modularen Etikettierzellen MEZ von de Man erledigt. Da beide Zellen absolut identisch sind, wird im Folgenden nur auf eine Zelle näher eingegangen. Die MEZ besteht aus einem Gehäuse mit gepulvertem Stahlrahmen und Glasscheiben und beinhaltet einen über Kopf montierten Roboter, ein Saugmodul für die Etiketten, ausziehbare Schubladen mit Platz für bis zu insgesamt acht Drucker und Etikettenspender, Abnahmevorrichtungen für die Etiketten, die Leichtfördertechnik für die Produktzu-/-abführung (Höhe 800 mm, mit Drive-Rollen), Spannvorrichtungen für die Kanister sowie natürlich die gesamte Steuerungstechnik samt Bedienterminal. Die Drucker wurden von Stockmeier Chemie gestellt. Die gesamte Zelle misst inklusive ausgezogener Schubladen und der Signalampel nur circa 3300 x 2160 x 2480 mm (L x B x H) und eignet sich damit ideal auch für beengte Platzverhältnisse bzw. zur Integration in bestehende Verpackungsstraßen.
Vereinzelt und fixiert
Die verschlossenen Kanister werden direkt von der Abfüllanlage in die Zelle gefördert. Es gibt vier verschiedene Typen, die sich in Größe (250 bis 460 mm Höhe) und Gewicht (5 bis 30 kg) deutlich unterscheiden. Um einen Etikettierauftrag zu starten, wählt der Anlagenbediener am HMI-PC zunächst den zu etikettierenden Artikel aus. Einer Artikelnummer sind stets ein Kanister und die zugehörigen Etiketten zugeordnet. In dem Etikettierschema ist rezeptartig die Klebereihenfolge der einzelnen Etiketten hinterlegt. Nach der Auswahl der Artikelnummer laufen die Kanister auf der Fördertechnik in die Zelle ein und werden dabei so vereinzelt, dass der Roboter alle vier Seiten problemlos erreichen kann. An der Bearbeitungsposition wird der Kanister durch bewegliche Anschläge fixiert, um ein sauberes Ergebnis beim Aufbringen der Etiketten zu erzielen. Der Roboter – eingesetzt wurde ein Kawasaki RS 007L – entnimmt nun gemäß dem angewählten Programm mit einem Unterdrucksauger die einzelnen Etiketten von den Abnahmevorrichtungen und klebt diese an den zuvor definierten Stellen auf. Sind alle Etiketten angebracht, wird die Fixierung gelöst und der Kanister aus der Zelle gefördert. Gleichzeitig läuft der nächste in Position und wird fixiert. Die Zykluszeit ist unabhängig von den verschiedenen Kanistertypen und liegt bei circa vier bis fünf Sekunden pro Etikett. Die Etikettenspender sind auf Schubladen festgeschraubt, um einen schnellen Zugriff und einfachen Austausch der Rollen zu gewährleisten. Aus Sicherheitsgründen werden die Schubladen abgefragt, um einen Eingriff in den Gefahrenbereich durch eine ausgezogene Schublade zu verhindern.
Etikettierschemen anlegen
Als zentrale Steuerung kommt eine S7 1510SP-F zum Einsatz. Sie kontrolliert das Feldbussystem (Profinet) und versorgt die Robotersteuerung mit Daten. Die SPS bekommt ihrerseits Produktdaten und Steuerdaten von der HMI, einem PC mit einem SQL-Server als Datenbank. Bedient wird die Zelle durch einen großen Touch-Bildschirm, als Oberfläche wurde die bewährte und übersichtliche de-Man-Visualisierung eingesetzt. Alle relevanten Bedienelemente befinden sich direkt auf dem Hauptschirm, der Nutzer kann sich hier anhand einer schematischen Darstellung einen schnellen Überblick über den Status aller Anlagenteile verschaffen und komplexe Komponenten detaillierter anzeigen lassen. Die Bedienung erfolgt intuitiv und wie von Smartphones gewohnt per Klick. Die Anlage wird mit vier vorinstallierten Etikettierprogrammen ausgeliefert. Weitere Programme können nach einer separaten Schulung vom Anwender dank des de-Man-Etikettierschemengenerators selbstständig angelegt werden. Er ermöglicht mit seinem einfachen Aufbau und der intuitiven Nutzerführung auch Laien das Anlegen und Optimieren von Etikettierschemen. Eine Schnittstelle besteht zur Produktzuführung der vorgelagerten Abfüllmaschine. Die Übernahme der Kanister wird mittels potenzialfreien Kontaktes realisiert. Die Zelle sendet eine Freigabe an die Vormaschine, diese gibt ihrerseits eine Anforderung, wenn ein Kanister übergeben werden soll. Netzwerkschnittstellen zu einem ERP-System existieren nicht. Für die Fernwartung wird der PC in das Firmennetz integriert, der Zugang erfolgt über ein VPN per VNC. So kann jederzeit ein schneller Support bei auftretenden Störungen gewährleistet werden. Die Schutzschiebetüren aus Glas gestatten sowohl den direkten Einblick in als auch den schnellen Zugriff auf die Etikettierzelle. Sie können erst geöffnet werden, wenn die gefahrbringenden Bewegungen sicher gestoppt sind. Eine Signalampel signalisiert in der Produktionshalle weithin sichtbar den Betriebszustand der Zelle.
Standard und trotzdem individuell
Die eingesetzte modulare Etikettierzelle MEZ ist Teil der M-Serie von de Man. Der Automatisierungsspezialist bietet eine Reihe vorgeplanter modularer Roboterzellen für verschiedene Anwendungen: den MKA für das Aufrichten von Kartons, die MPZ für das Packen von Waren in Kartons, die MRZ für die Palettierung sowie die MEZ für die Etikettierung. Alle Zellen werden gesteuert vom Materialflussrechner MFR. Die M-Serie zeichnet sich aus durch eine kompakte Grundfläche, starke Flexibilität sowie hohe Präzision und Geschwindigkeit. Alle Zellen können individuell an die spezifischen Anforderungen angepasst und durch Optionen wie Kameratechnik oder zusätzliche Förderstrecken erweitert werden. Ebenso lassen sich alle Produkte der Serie miteinander zu einer kompletten Verpackungsstraße kombinieren. Die Vorteile der Standardzellen liegen auf der Hand: Nutzer profitieren von einer schnelleren Planungsphase und Lieferzeit sowie geringeren Kosten gegenüber Individuallösungen.
de Man Automation + Service GmbH & Co. KG, Borgholzhausen
Autorin: Sandra Friedlein
Marketing-Managerin,
de Man Automation +
Service
