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Flexibel packen und palettieren

: Schunk


Jede Woche eine neue Welt – immer schneller wird eine Produktgeneration von der nächsten abgelöst. Was im Handel für neue Impulse sorgt, ist für den Verpackungsprozess eine echte Herausforderung: Gefragt sind immer häufiger schnelle, prozesssichere und zugleich hochflexible Automatisierungslösungen. Mit ihnen lassen sich die Handlingkosten auch bei wachsender Produktvielfalt unter Kontrolle halten.

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Lagenbildung per Roboter.

Lagenbildung per Roboter.

Längst sind die Zeiten vorbei, in denen über Monate oder gar Jahre hinweg immer die gleichen Produkte gepackt und palettiert wurden. Mit einer fast unendlichen Vielfalt an Produkten, Verpackungen und Gebinden werden die Konsumenten umworben. Dabei spielt eine wirkungsvolle Automatisierung eine immer größere Rolle. Während hochflexibles Kommissionierpersonal in einer 8-Stunden-Schicht bis zu neun Tonnen Ware bewegen kann, schaffen automatisierte Anlagen bis zu 60 Tonnen pro Stunde. Und das bei unterschiedlichsten Verpackungen und flexiblen Lagenmustern. So palettiert eine Hochleistungsanlage mit zwei sogenannten Layerforming- und einem Palettierroboter rund 266.000 Tonnen pro Jahr.

Art der Palettierung

Abhängig von der Branche, der Verpackung, der Stückzahl sowie von Artikelgröße, -gewicht und -beschaffenheit variieren die einzelnen Automatisierungskonzepte. Bei geringen Stückzahlen von zehn bis 15 Einheiten pro Minute werden in der Regel Multifunktionsgreifer eingesetzt, die Paletten, Zwischenlagen und Produkte handhaben. Für Palettennachschub wird per Hubwagen und Gabelstapler oder über ein Palettenzuführsystem gesorgt.

Bei mittleren Volumen zwischen 15 und 40 Einheiten pro Minute lassen sich Multifunktionsgreifer so erweitern, dass sie mehrere Einheiten in verschiedenen Größen aufnehmen können. Verglichen mit den kleineren Anlagen bleibt die Verfahrzeit dabei gleich. Über ein sogenanntes „Multipick“, also die zeitgleiche Aufnahme mehreren Produkte, wird die Leistung gesteigert, ohne dass dafür größere Investitionen
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Adaptive Handlingsysteme machen Pack- und Palettieranlagen flexibel.

Adaptive Handlingsysteme machen Pack- und Palettieranlagen flexibel.

anfallen.

Bei großen Stückzahlen zwischen 40 und 100 Einheiten pro Minute haben sich zwei Alternativen bewährt: Entweder ein Zusammenspiel mehrerer Roboter oder ein Zusammenspiel mehrerer Achssysteme. Meist werden die Produkte zunächst in einem Layerforming-Prozess nach dem „Tetris-Prinzip“ so verschoben und gedreht, dass Reihen mit möglichst geringen Zwischenräumen entstehen. Anschließend werden sie am Ende des Bandes gestaut und als komplette Lage abgegriffen. Vor allem die Getränkeindustrie nutzt derartige Layerforming-Applikationen.

Besonders anspruchsvoll wird das Handling in Verteilzentren, wo vollkommen gemischte Paletten kommissioniert werden. Statt über Stunden sortenrein verschiedene Pakete zu palettieren, müssen sich die Handlingsysteme hier im Sekundentakt an unterschiedliche Formate anpassen. Im Extremfall unterscheidet sich nämlich jeder einzelne Artikel vom nächsten. Hochflexible Greifsysteme in Verbindung mit industrieller Bildverarbeitung und ausgefeilten Softwarelösungen sorgen bei derart komplexen Aufgaben für überzeugende Ergebnisse.

Unterschiedliche Greifprinzipien

Welches Greifprinzip bei so flexiblen Lösungen optimal ist, kann erst anhand der konkreten Anwendung und der Zielvorgaben entschieden werden. Mit Vakuumsaugern, die die Packstücke von oben greifen, lassen sich sehr flexibel unterschiedliche Lagenmuster erzeugen. Als Saugnapf, Saugplatte oder Balgensauger sind sie deshalb gerade bei der Handhabung von in Kartons verpackten Artikeln, von
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Der Verpackungsgreifer LEG von SCHUNK ist ein vielseitiger Verwandlungskünstler.

Der Verpackungsgreifer LEG von SCHUNK ist ein vielseitiger Verwandlungskünstler.

Zwischenlagen sowie bei Artikeln mit glatten Oberflächen weit verbreitet. Abhängig vom Gewicht und der Oberfläche der Artikel werden Art, Anzahl und Lagerung der Sauger und Ejektoren gewählt. So können zum Teil auch Unebenheiten oder schräge Flächen ausgeglichen werden.
Herkömmliche Vakuumsauger stoßen dann an Grenzen, wenn poröse oder unebene Artikel beziehungsweise Verpackungen mit einer speziellen Kontur gehandhabt werden sollen. Auch hohe Beschleunigungen können bei Vakuumsaugern die Prozesssicherheit erheblich mindern. In diesen Fällen bieten mechanische Greiferlösungen deutliche Vorteile. Bei hohem Tempo sind sie Vakuumsaugern überlegen, weil sie die auftretenden Querkräfte deutlich besser aufnehmen.

Moderne mechanische Greifsysteme arbeiten mit sehr dünnen Fingern aus hartverchromten Blechen oder aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen, die je nach Produktgewicht minimale Spaltmaße von 3 bis 10 Millimetern ermöglichen. Werden diese Finger mit einem Vakuumeffekt kombiniert, lassen sich die Spaltmaße noch weiter reduzieren, weil die Greifkraft und Dicke der Finger reduziert werden kann.

Eine besondere Rolle spielen mittlerweile mechatronische Module. Elektrische Antriebe sind in den vergangenen Jahren sehr viel leistungsdichter und Sensoren deutlich kleiner geworden. Beide machen die Handhabungssysteme flexibel und wandlungsfähig. Schnell und einfach lassen sie sich so an neue Aufgaben anpassen. Mittlerweile verwandeln sich mechatronische Komponenten immer häufiger in intelligente
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Getränke, Lebensmittel, Elektrogeräte oder Spielwaren: Mit flexiblen Handlingsystemen können unterschiedlichste Verpackungsprozesse effizient gestaltet werden.

Getränke, Lebensmittel, Elektrogeräte oder Spielwaren: Mit flexiblen Handlingsystemen...

Subsysteme, die sehr schnell und vollkommen flexibel skalierbar sind.

Ein Greifer, so wandelbar wie die Aufgabe

Der servoelektrische Verpackungsgreifers LEG von SCHUNK zeigt, wie eine solche Lösung aussehen kann. Der Spezialist für Toploading- und Palettieraufgaben ermöglicht flexible und effiziente Konzepte beim Packen und Palettieren und lässt sich selbst in bestehende Anlagen einfach integrieren. Das Baukastensystem des LEG kann mit unterschiedlichsten pneumatischen oder elektrischen Antrieben ausgerüstet und sogar als siebte Achse in einen Roboter integriert werden.

Über sein modulares Antriebskonzept ist er zu den verbreiteten Robotersteuerungen kompatibel. Um die Zykluszeit zu reduzieren, kann der Greifer seine neue Position bereits vorregeln, während der Roboter noch seine Zielposition anfährt. Weil Roboter und Greifer über eine einzige Steuerung bzw. ein einziges Tablett bedient werden, lassen sich neue Produkte bzw. neue Verpackungseinheiten und somit veränderte Greifkonzepte und -wege schnell und einfach in der Robotersoftware hinterlegen. Das spart bei jeder Sortiments- oder Produktprogrammänderung Zeit und Kosten und sorgt für eine extrem hohe Flexibilität.

Fazit

Bei der optimalen Gestaltung von Verpackungsprozessen lohnt es sich, die Anforderungen an die Anlage sehr genau zu definieren. Moderne Handhabungslösungen bieten zahlreiche Variationsmöglichkeiten
und sichern zugleich eine hohe Taktrate. Sie machen die Anlage sowohl prozess- als auch zukunftssicher.
Lagenbildung per Roboter.
Adaptive Handlingsysteme machen Pack- und Palettieranlagen flexibel.
Der Verpackungsgreifer LEG von SCHUNK ist ein vielseitiger Verwandlungskünstler.
Getränke, Lebensmittel, Elektrogeräte oder Spielwaren: Mit flexiblen Handlingsystemen können unterschiedlichste Verpackungsprozesse effizient gestaltet werden.
Saugen oder mechanisch greifen – Gewicht, Form und Oberfläche der Artikel entscheiden, welches Greifprinzip am sichersten ist.



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