Müssen unterschiedliche Artikel auf einer Palette gepackt werden, stößt die herkömmliche Fördertechnik schnell an ihre Grenzen. Wer bei der Palettierung zudem saisonale oder aktionsbedingte Änderungen sowie eine wachsende Variantenvielfalt im Basissortiment umsetzen will, braucht dafür Zeit und verursacht zum Teil erhebliche Kosten. Eine Kombination aus Roboter und flexiblem Greifer sorgt nun für Abhilfe. Sie macht Hersteller und Handel beim automatischen Palettieren flexibel, sorgt für hohe Wirtschaftlichkeit und lässt sich selbst in bestehende Anlagen einfach integrieren.
Konventionelle Lagenpalettierer kombinieren Linienverteiler und gedämpfte Hubzy-linder, um Artikel zu positionieren und individuelle Lagenmuster zu erzeugen. Dabei dauert es lange, ein Palettenmuster zu wechseln. Zum Teil sind zusätzlich umfangreiche und kostenintensive Anlagenänderungen erforderlich. Außerdem kommt es bei konventionellen Anlagen durch das Drehen der Artikel zu Reibungen, sodass die Prozesssicherheit vor allem bei eingeschweißten Verpackungen sehr stark von der Verpackungsqualität und von den Umgebungsbedingungen, wie etwa der Luftfeuchtigkeit oder der Raumtemperatur, abhängt.
Kuka Roboter und der Greiftechnikspezialist Schunk haben deshalb gemeinsam ein Anlagenkonzept aus Roboter und formschlüssigem, servogesteuertem Greifer entwickelt, das bei der Palettierung eine deutlich höhere Flexibilität und Schnelligkeit verspricht. Die sogenannte Layerformingzelle kann sowohl in neue als auch in konventionelle Anlagen integriert werden, die bisher nicht in der Lage waren, komplexe Palettenmuster zu erzeugen.
Das roboterbasierte System greift das Produkt mechanisch und bringt es sicher in seine Zielposition. Dabei kann es unterschiedlichste Verpackungen greifen und vielfältige Lagenmuster erzeugen. Die Lösung arbeitet vollkommen unabhängig von der Reibung – ein entscheidender Vorteil gegenüber herkömmlichen Anlagen, bei denen es immer wieder zu einem unkontrollierten Überdrehen der Artikel und damit zu einem Fehler bei der Palettierung kommt. Mit der Layerformingzelle steigt also die Prozesssicherheit der Anlage deutlich. Sie lässt sich zudem schnell und sicher an veränderte Maße, Mengen oder Verpackungsmaterialien anpassen.
Die Lösung eignet sich für alle Anwendungen, bei denen mit hoher Leistung voll automatisiert unterschiedlichste Artikel gemischt palettiert oder depalettiert werden sollen – in der Getränkeindustrie ebenso wie bei Lebensmitteln. Der Roboter handhabt dabei zwischen 40 und 60 Verpackungen pro Minute. Diese Leistung lässt sich noch steigern, indem mehrere Einheiten gleichzeitig verschoben und gegriffen werden. Da die Zelle in der Regel unmittelbar auf dem Boden installiert wird, entfällt bei der Roboterlösung eine aufwendige Bühnen- und Portaltechnik. So ist es möglich, die Installations- und Instandhaltungskosten spürbar zu reduzieren.
Greifer mit integriertem Roboterantrieb
Bei der roboterbasierten Lösung spielt insbesondere das Greifkonzept eine zentrale Rolle. Der Greifer muss unterschiedlichste Verpackungsvarianten unmittelbar hintereinander sicher handhaben. Dazu hat Schunk den multifunktionalen Greiferbaukasten LEG entwickelt, der über einen variablen, extrem weiten Hub von 0 bis 562 mm verfügt und Einheiten bis 20 kg sicher greift.
Das Baukastensystem lässt sich mit unterschiedlichsten Motoren antreiben. So kommen bei der Layerformingzelle Kuka-Motoren zum Einsatz, die direkt über die Robotersteuerung von Kuka als siebte Achse angesteuert werden. Der Greifer kann auf diese Weise pro Backe einen Greifhub von 281 mm, also insgesamt 562 mm, in weniger als 900 ms anfahren. Dabei werden die Greiferfinger sowohl in punkto Präzision als auch in punkto Kraft präzise gesteuert, sodass sie die Produkte sicher und zugleich feinfühlig greifen. Das kompakte und gewichtsoptimierte Greifsystem wiegt inklusive Motor nur 9,4 kg. Je nach Anforderung kann der LEG-Greiferbaukasten auch mit zwei Motoren ausgestattet werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Finger asynchron zu verfahren, um beim direkten Palettieren möglichst kleine Spaltmaße zwischen den Paketen zu erzielen.
Eine Bedienoberfläche für alles
Dr. Christian Wurll, Manager des Robogistics Competence Center von Kuka Robotics USA, weist auf einen weiteren, ganz wesentlichen Punkt hin: „Die von Kuka entwickelte robotergestützte Lösung ist wesentlich bedien- und programmierfreundlicher als andere Anlagen. Da die komplette Zelle, also Roboter und Greifer, über eine einzige Steuerung bzw. ein einziges Panel bedient wird, lassen sich neue Produkte bzw. neue Verpackungseinheiten und somit veränderte Greifkonzepte und -wege von eingewiesenen Mitarbeitern schnell und einfach in der Robotersoftware hinterlegen. Das spart bei jeder Sortiments- oder Produktprogrammänderung Zeit und Kosten und sorgt zudem für eine extrem hohe Flexibilität.“
Das Greifsystem LEG nutzt mit dem integrierten Kuka-Servomotor die Bahnsteue-rung des Roboters. Während der Roboter das Produkt anfährt, regelt der Greifer bereits seine Position vor. Damit wird die Zyklenzeit spürbar reduziert. Dank der Leichtbauweise ist es möglich, kleinere Roboter einzusetzen bzw. höhere Beschleunigungen und damit höhere Zyklenzahlen zu erreichen. Aufgrund der servoelektrischen Antriebe verzichtet das komplette System auf pneumatische Komponenten und damit auf das teure Verbrauchsmedium Druckluft. „Allein beim Greifsystem ergeben sich auf diese Weise Kosteneinsparungen von rund 1000 Euro pro Jahr“, erläutert Thomas Conz, Branchenmanager bei Schunk.
Online-Info www.dei.de/0909409
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