Schneller als Menschenhand

Frank-Peter Kirgis, Urs Schwenk

Die Anwendungsfelder von Robotern in der Verpackungstechnik sind vielfältig. Sie erstrecken sich vom Handling der noch nicht verpackten Produkte über das Weiterverpacken bereits verpackter Produkte bis hin zum Palettieren und Transportieren. Die Handhabung unverpackter Produkte wird überwiegend dort von Robotern übernommen, wo in kurzer Zeit eine große Menge kleiner Produkte in Multi- oder Mischpackungen verpackt oder Produkte aus einem ungeordneten Zustand in einen geordneten gebracht werden müssen. Derartige Handhabungsaufgaben übernehmen überwiegend Scara- und Delta-Roboter.

Die patentierte Delta-Robotertechnologie von SIG Pack zeichnet sich durch eine hohe Leistungsfähigkeit aus. Der Delta-Roboter wird von drei miteinander als Parallelstruktur verbundenen Parallelogrammen bewegt. Dabei sind alle Antriebe auf der Grundplatte des Roboters fixiert, wodurch eine sehr leichtgewichtige Maschine entsteht, deren entscheidender Vorteil eine sehr hohe Dynamik ist. Die Anordnung der Antriebe sorgt ferner dafür, dass es keine bewegten Leitungen gibt, die ausfallen können. Der Nutzen für den Anwender: Die SIG-Delta-Roboter arbeiten zuverlässig und wartungsarm. Sie können kleine Produkte mit sehr hoher Geschwindigkeit bewegen, ihre Leistung liegt bei mehr als 100 Produkten pro Minute.

Durch die geringe Masse der Delta-Kinematik und die damit verbundene hohe Leis-tungsfähigkeit, lassen sich auf kleinstem Raum eine große Menge von Produkten in kurzer Zeit, bei geringem Energiebedarf, handhaben. Möglich wird dies, durch ein PC-basiertes Steuerungskonzept, das sich aufgrund seiner offenen Architektur problemlos an die konkreten Anforderungen der Anwender anpassen lässt. Die meisten Applikationen verfügen über eine integrierte Bildverarbeitung. Periphere Komponenten können auf einfache Art und Weise zum System addiert, und über Standardschnittstellen wie Ethernet (TCP/IP) oder Feldbus integriert werden.

Im Bereich der Zweitverpackung ist der Trend, Handarbeit durch flexible und platzsparende Robotersysteme zu ersetzen, nicht aufzuhalten. Bisher werden noch sehr häufig Produkte von Hand oder mit konventionellen und unflexiblen Verfahren wie das Side Loading oder einer Wrap-Around-Lösung weiterverpackt. Die Handarbeit bietet zwar ein Maximum an Flexibilität, ist jedoch aus wirtschaftlicher und ergonomischer Sicht dem Robotereinsatz unterlegen.

Auch die Handhabung von Gebinden wird heute vielfach von Robotern gemeistert. Zum Einsatz kommen hier überwiegend traditionelle Knickarm-Roboter.

Das britische Unternehmen Greggs stellt tiefgefrorene Teigtaschen mit unterschiedlichen Füllungen her. Nach der Herstellung werden die Teigtaschen in Kunststoffbehälter abgelegt. Diese Aufgabe übernimmt ein SIG-Delta-Roboter. Bis zu 26 verschiedene Teigtaschenformate werden von dem Robotersystem verarbeitet. Das System kann problemlos auf neue Formate umgestellt werden. Ausgefallene Formen sind dabei ebenso wenig ein Problem wie unterschiedliche Größen.

Im Delta-Roboter-Produkthandlingssystem werden die gewaschenen Trays nach dem Trocknen gleichmäßig auf zwei Transportsysteme verteilt und mittels Elevatoren von den über Kopf installierten Transportbändern zu den Beladestationen transportiert. In Abhängigkeit von Format und Größe der Behälter werden die Trays mit einer unterschiedlichen Anzahl von Teigtaschen beladen. Um einer Beschädigung der Teigtaschen vorzubeugen, werden automatisch Papierzwischenlagen eingelegt. Elevatoren transportieren die beladenen Trays – wiederum über Kopf – aus dem Produkthandlingsystem und von dort direkt in einen automatischen Stapler. Anschließend gelangen die gestapelten Trays in die Distribution, oder werden zur späteren Verteilung vorerst im Gefrierraum zwischengelagert.