TLM-Verpackungsautomatisierung

Lagenweise allererste Sahne

Durch das systematische Einsetzen von Kaffeeportionspackungen mit Schubert-Verpackungsmaschinen lässt sich der Platzbedarf in Endverpackungen optimal nutzen. 

Die Anlage zum platzsparenden Verpacken von Portionspackungen besteht aus sieben Teilmaschinen. (Foto: Schubert)

Portionspackungen sorgen bei empfindlichen Lebensmitteln dafür, dass ihr Inhalt bedarfsgerecht und frisch zur Verfügung steht. Ob am Frühstücksbüffet, für den Coffee-to-go oder bei längeren Autofahrten greifen Verbraucher gern auf Kaffeesahneportionen zurück. Diese praktischen Verpackungsformate erfordern allerdings möglichst effiziente Abläufe im Produktionsprozess, um die Portionen zu marktgerechten Preisen anbieten zu können. Auch einer der größten Produzenten von Portions-Kaffeesahne in Europa wollte seine Produktion effizienter gestalten. Besonders bei der Endverpackung ergaben sich interessante Optimierungsmöglichkeiten. Bisher wurden hier die Portionspackungen für den Versand in Kartons geschüttet – das ging schnell und erforderte keinen großen Aufwand. Die Kehrseite ist beim Blick in die Kartons offensichtlich: Es ist viel Luft in der Verpackung, und jede Menge Platz bleibt ungenutzt. Bei einer derart hohen Produktmenge summieren sich unnötige Kosten: Sind in den einzelnen Kartons weniger Produkte enthalten als möglich, so setzt sich dies über die Palette bis hin zum ganzen Lager fort. Insgesamt führt das zu höheren Lager-, Transport- und Verpackungskosten.

Schubert schlug hier das geordnete Einsetzen der Becher als Alternative zum Schütten vor. Das Einsparpotenzial überzeugte den Kaffeesahnehersteller, der sich für eine neue Toploading-Maschine (TLM) entschied. Die Anlage besteht aus sieben Modulen und ist ausgestattet mit fünf F2-Robotern, einem F4-Roboter sowie zwei Transmodulstrecken. Die Portionspackungen werden nun lagenweise in die Kartons gestapelt. Bei der Umsetzung des Projekts galt es, unterschiedliche Höhen und Gewichte der Portionspackungen bei der Formateinstellung zu berücksichtigen. Die einzelnen Portionspackungen werden der Schubert-Anlage von der Vormaschine mittels Taktkette zugeführt.

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Handhabungsroboter stapeln Sahnekapseln
In der ersten Teilmaschine entnimmt ein F2-Roboter die Portionspackungen in Gruppen zu 16 Reihen à zehn Becher aus der Taktkette und setzt diese auf den Formatplatten des Transmoduls ab. Dieser schienenbasierte Transportroboter befördert sie dann weiter zur Gruppierung durch einen F2-Roboter mit wechselbarem Formatwerkzeug. Entsprechend der jeweiligen Vorgaben greift der Roboter dann Gruppen von acht mal fünf oder vier mal fünf Portionspackungen und platziert sie in Dreier-, Sechser- oder Achterlagen in der Endverpackung. Die Kapseln werden orientiert und geschuppt eingesetzt, wobei die Orientierung der Kapseln bereits von der Vormaschine bestimmt wird. Die Roboterwerkzeuge wurden speziell für den Einsatz beim Kunden angefertigt. In Kombination mit dem Transmodul ermöglicht sie eine Hand-in-Hand-Übergabe: Ein einmal gegriffenes Produkt wird bis zur Platzierung im Karton nicht mehr losgelassen.

Ein F2-Roboter übernimmt die Portionen von der Vormaschine und übergibt sie an die Formatplatten des Transmoduls. Die verstellbaren Roboterwerkzeuge werden im 3D-Druckverfahren speziell für die Handhabung der Milch-Portionspackungen angefertigt. (Foto: Schubert)

TLM-Roboter packen die Kartons
Die flachliegenden Kartonzuschnitte werden mithilfe eines TLM-F3-Roboters aus dem Magazin entstapelt und zur Übernahme präsentiert. Ein F2-Roboter übernimmt den Zuschnitt, führt ihn in einer definierten Bewegung an Leimdüsen vorbei, drückt ihn durch einen Faltrahmen und platziert den aufgerichteten Karton auf einem bereit gestellten Transmodul. Vakuumsauger auf den Formatplatten sorgen für einen sicheren Halt der Kartons beim Transport zur Befüllstation. Ein weiterer F2-Roboter verschließt in der letzten Teilmaschine die Kartons und gibt je zwei Kartons pro Arbeitsschritt an das Wiegeband weiter, welches kontrolliert, ob ein Becher fehlt. Wenn das Gewicht des Kartons korrekt ist, wird dieser zum Elevator befördert.

Für den Molkereibetrieb war es wichtig, dass die Maschine eine Aus- und Einschleus-Station hat, damit Becher für Qualitätskontrollen aus dem Gesamtsystem entnommen und anschließend wieder eingebracht werden können. Hierfür ist die TLM-Anlage mit einem weiteren Transportband ausgestattet, mit dem sich Portionsbecher in den laufenden Verpackungsprozess manuell einschleusen lassen. Ein F4-Pick-and-Place-Roboter übernimmt diese Gruppen und platziert sie anschließend auf den Transportschlitten der Transmodulstrecke, bevor sie der Endverpackung zugeführt werden.

Kleinere Kartons, weniger Lagerplatz
Insgesamt bestückt die Anlage 15 verschiedene Kartonformate mit 60, 120, 240, 320 oder 360 Packungen pro Karton und mit Portionspackungen mit einem Inhalt von fünf bis 15 Gramm. Je nach Inhalt bewältigt die Anlage so fünf bis 28 Kartons in der Minute bei einer konstanten Leistung von 1.600 Bechern pro Minute. Die wirtschaftlichen Vorteile durch die effiziente Anordnung drücken sich für den Kunden in deutlichen Zahlen aus. Da das Unternehmen nun kleinere Kartons einsetzen kann, finden etwa 35 Prozent mehr Kartons auf einer Palette Platz; der Kunde konnte den Bedarf an Verpackungsmaterial um 17 Prozent reduzieren. Dadurch benötigt das Unternehmen bis zu einen Drittel weniger Lagerkapazität für die gleiche Produktmenge.

pb

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