Materialflusslösungen

Optimaler Materialfluss

Robotergestützte Automation für mehr Effizienz, Qualität und Flexibilität
Am Auslauf der Beuteleinschweiß-Station sorgt der integrierte Etikettierer vor dem Weitertransport zum Lagentisch noch für die korrekte Beschriftung der eingeschweißten Waren. (Fotos: ABB)
Die innerbetriebliche Logistik und das Produkt-Handling bieten viele Möglichkeiten, um Prozesse zu optimieren und Kosten einzusparen. Deshalb rücken aufeinander abgestimmte Systeme zum Lagern, Fördern, Kommissionieren, Sortieren und Verpacken zunehmend in den Fokus von Automationsmaßnahmen.

Neben erheblichen Einsparungen an Zeit und Kosten geht es auch um eine deutliche Steigerung der Flexibilität hinsichtlich des Produktwechsels oder sich stetig ändernder Produktsortimente. Mit innovativen Lösungen lassen sich Marktvorteile erzielen – zum Beispiel an einer robotergestützten, vollautomatischen Beutelschweißanlage von de Man Industrie-Automation für Nölke. Mit bekannten Marken zählt das im ostwestfälischen Versmold ansässige Familienunternehmen zu den führenden Wurst- und Fleischproduzenten in Deutschland. Aufgrund der stetig steigenden Nachfrage entschloss sich das Unternehmen zur Automation zeitintensiver manueller Arbeitsschritte. Analysen der Arbeitsabläufe und Produktströme zeigten, dass beim Verschweißen, Sortieren und Palettieren loser, primärverpackter Wurst- und Fleischwaren das größte Potenzial liegt. Im Fokus der Automationsziele standen die bisher manuell durchgeführten Arbeiten.

Das auf ganzheitliche Automationslösungen spezialisierte Unternehmen de Man bietet ein breites Leistungsspektrum – von automatischen Lagersystemen über Fördertechnik, Roboteranlagen bis hin zu Ident-Systemen auf Barcode- und RFID-Basis. Bei der für den Wurstfabrikanten konzipierten Anlage handelt es sich indes um ein technisches Novum: Es galt, ein hochflexibles Beuteleinschweißsystem für verschiedene Produkte in wechselnden Zusammenstellungen und unterschiedlichen Lagenanordnungen zu realisieren – bei einem Durchsatz von 420 Beuteln pro Stunde. Mit der Zeit reifte die Idee einer robotergestützten Beuteleinschweißmaschine. Die schließlich installierte Lösung besteht aus einer komplexen, vollautomatischen Beutelschweißanlage mit mehreren Förderstrecken, Robotern, einer Kamera und der Einschweißstation. Wesentliches Element dieser neuen Logistik- und Verarbeitungskette ist der IRB 340 FlexPicker von ABB mit seiner innovativen Robotersteuerung IRC5. Dieser Robotertyp ist geeignet für die geforderten hohen Durchsatzleistungen und die Anzahl der notwendigen Pick-&-Place-Operationen. Es kam dabei vor allem auf die Synchronisation des Roboters mit den unterschiedlichen Transportsystemen und Handhabungsprozessen an.

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Zunächst legen die Mitarbeiter frisch produzierte und in Folie eingeschweißte Wurst- und Fleischwaren von Hand in bereitgestellte E2-Satten. Diese 400 mal 600 Millimeter großen Transportbehältnisse mit einer Tiefe von 200 Millimetern nehmen je nach Wurstsorte unterschiedlich viele Wurstlagen auf. Über Förderbänder gelangen die Satten anschließend zur Kommissionierstation, wo andere Mitarbeiter die Würste lagenweise entnehmen, in Beutel einlegen, verschweißen und für den Versand palettieren. Hier lag der Engpass: Der vermehrte Warendurchsatz ließ sich nicht mehr realisieren. Das Automatisieren dieser für Menschen an sich einfachen manuellen Arbeitsschritte ist eine große Herausforderung an die Anlagen- und Robotertechnik. So können sich zum Beispiel lose platzierte Würste in den Satten während des Transports zwischen den Arbeitsstationen verschieben oder übereinanderlegen. Soll ein Roboter die Wurstware sicher entnehmen und lagengerecht für das Kommissionieren stapeln oder zusammenpacken, muss er deren exakte Position, Lage und Orientierung in den Satten kennen. Zur Lösung dieses Problems modifizierte de Man die Abläufe und konzipierte ein System zum Vereinzeln der Ware mit integriertem Vision-System zur Lageerkennung der Produkte.

Wichtig beim Einsatz des FlexPickers IRB 340 ist das optimale Zusammenspiel zwischen Objekterkennung, der Synchronisation des FlexPickers mit den Transportsystemen und die Steuerung seines Greifers für das geforderte schnelle und zielsichere Pick-&-Place. Diese komplexe Aufgabe erledigt das Herzstück des Robotersystems, die Steuerung IRC5 mit ihren vielen intelligenten Funktionen zur Bahnsteuerung und Bewegungskontrolle (Motion Control). Dazu zählen vor allem die Steuerungsmodule TrueMove und QuickMove. Sie ermöglichen es dem FlexPicker, in Verbindung mit der ausgereiften Bandfolgesteuerung (Conveyor Tracking), schnell laufenden Förderbändern mit hoher Genauigkeit zu folgen und so bis zu 150 Pick-&-Place-Zyklen pro Minute zu realisieren. pb

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