Automatisch besser: Robotergestütztes Palettieren mit Vakuum-Greifsystem
Ein namhafter Kücheneinbaugeräte-Hersteller setzt zum flexiblen und wirtschaftlichen Handhaben und Palettieren von verpackten Dunstabzugshauben einen Roboter mit Vakuum-Greifsystem ein. Während andere Branchen durch das Krisenjahr 2009 massiv betroffen waren, hat die Weißware in Deutschland alle Erwartungen übertroffen. Dabei kam der Branche insbesondere der Trend zu umweltschonenden und energiesparenden Produkten zu Gute. Aber auch das Qualitätsversprechen „Made in Germany“ hat in der Käufergunst noch immer Gewicht. Schließlich verbindet man damit hochwertige Produkte und innovative Technologien. Letztere sind auch im Herstellungsprozess der Weißware entscheidend. Eine gleichbleibend hohe Qualität wird unter anderem durch die optimale Gestaltung der Produktions- und Materialflusseinrichtungen erreicht. Dabei spielt die Automatisierung immer mehr eine tragende Rolle. Das folgende Beispiel zeigt, wie ein namhafter Hersteller von Einbaugeräten durch zwei identische robotergestützte Palletieranlagen das Handling verpackter Dunstabzugshauben rationalisiert. Palettiersystem für Dunstabzugshauben mit unterschiedlicher Packungsgröße gesucht Nach der Endmontage kommen die Dunstabzugshauben komplett in Kartons verpackt in die Kommissionier- und Versandzone. Je nach Größe und Ausführung hat eine solche verpackte Dunstabzugshaube Abmessungen von min. 320 x 450 x 150 mm bis max. 1000 x 1000 x 1500 mm und wiegt bis zu 70 kg. Pro Stunde werden je Roboter bis zu 240 verpackte Dunstabzugshauben aufgenommen und zur Palettierstation befördert. Dort werden sie reproduzierbar exakt auf einer Gliederbandförderanlage palettenlos positioniert und gestapelt. Was früher personal- und kraftaufwändig von Hand geschah, führt heute ein integriertes Materialfluss- und Robotersystem durch. Durch die Einrichtung des automatisierten Palettierzentrums konnte nachweislich die Produktivität und damit die Wirtschaftlichkeit gesteigert werden. Außerdem wird erstmals eine kontinuierliche Palettierqualität erzielt. Dadurch leistet das automatisierte Paletten-Handling einen wichtigen Beitrag zur Vermeidung von Transportbeschädigungen und daraus hervorgehenden Reklamationen. Ein weiterer positiver Effekt des Robotersystems ist die Erleichterung des Arbeitsumfelds der Mitarbeiter, da der mühevolle Transport schwerer Lasten per Hand entfällt. Das Projekt wurde in enger Zusammenarbeit der Partner Aberle Automation und J. Schmalz GmbH realisiert, wobei die Firma Aberle Automation als Generalunternehmer fungierte. Nach eingehender Bedarfsanalyse entschied man sich beim Kücheneinbaugeräte-Hersteller für zwei identische Roboteranlagen, bestehend aus je einem 4-Achsen-Roboter plus Linearschienensystem (5. Achse) zum Verfahren und Positionieren des Roboters an mehreren Palettierstationen mit Förderbändern und Rollenbahnen. Für den Transport vom Förderband zur Rollenbahn wurde an den Roboter ein Vakuum-Greifsystem mit einer Vielzahl einzelner Vakuum-Sauggreifer montiert. Eine Herausforderung war dabei nicht nur die unterschiedliche Größe der Dunstabzugshauben bzw. Packungen, sondern vor allen Dingen deren Umreifung mit Spannbändern. Aus beiden Umständen ergeben sich Einschränkungen bei der Positionierung der Sauggreifer. Da das manuelle Verstellen und Positionieren in automatisierten Prozessen nicht praktikabel ist, wurde das Vakuum-System von Schmalz so ausgelegt, dass stets eine ausreichende Anzahl an Sauggreifern direkt auf dem Karton aufsitzen. Hierdurch wird sichergestellt, dass die erforderliche Saugkraft erreicht wird. Alle Sauggreifer sind mittels speziellen Strömungswiderständen abgesichert. Durch nicht belegte Sauggreifer wird das System-Vakuum daher nicht beeinträchtigt. Die Lösung: Roboter mit Vakuum-Saugspinne für flexibles Greifen Die Vakuumtechnik-Spezialisten von Schmalz konnten eine universell-flexible Lösung offerieren, indem aus mehreren Traversen aus Alustrangpressprofil sowie Sauggreifern der Baureihe FSGA eine multifunktionale Vakuum-Saugspinne konzipiert wurde. Im Detail besteht dieses Greifsystem aus den Traversen MO-PROF 80×40 und 40×40 aus Alustrangpressprofil, 44 Sauggreifer vom Typ FSGA 63 NK, einer Trockenläufer-Vakuumpumpe EVE-TR 80, einem Digital-Vakuumschalter sowie jeweils vier Manometern und Elektromagnetventilen. Außer der Vakuum-Erzeugung sind sämtliche Komponenten an der Vakuum-Saugspinne installiert, sodass die betriebsbereite Greifeinheit nur noch an den Roboterflansch anzudocken und die Vakuum-Schläuche zu verbinden sind. Das Alustrangpressprofil der Längstraversen dient als stabiler Träger für die sechs Quertraversen, die Sauggreifer mit Aufnahmen und alle weiteren Bauteile. Kürzeste Verbindungen zur Vakuum-Versorgung gewährleisten die schnelle Verfügbarkeit des Vakuums und damit kurze Ansaugzeiten bzw. kurze Zykluszeiten. Die Sauggreifer sind mit Strömungswiderständen versehen und somit gegen ein Abfallen des Vakuums bei Nichtbelegung gesichert. Zudem sorgt gezieltes Abschalten bei Nichtbelegung einerseits für den schnellen Aufbau des Vakuums und andererseits für den energieeffizienten, weil bedarfsgesteuerten Einsatz des Vakuum-Systems. Eventuelle Unebenheiten bei den Packungen werden über den Aufbau der Sauggreifer mit 1,5 Falten und den anpassungsfähigen sowie sehr gut abdichtenden Saugerwerkstoff Naturkautschuk (NK) kompensiert. Die Trockenläufer-Vakuum-Pumpe erzeugt ein Saugvermögen von max. 67 m3/h. Somit wird pro Sauger ein Saugvermögen von 1,5 m3/h zur Verfügung gestellt. Das entspricht einer optimalen Auslegung für die Handhabung von Kartonagen und bietet auch bei porösen Packungen genügend Saug- und damit Sicherheitsreserven. Der digitale Vakuum-Schalter überwacht zudem permanent das Vakuum-Niveau. Die Funktionen Saugen Ein/Aus sowie Abblasen Ein/Aus werden über die Elektromagnetventile gesteuert, die ihrerseits über die Stammdaten des Systems gespeist werden. Produktivitätssteigerung erzielt Nach einem Jahr Betriebsdauer fällt das Resümee der Verantwortlichen rundum positiv aus. Mit dem universellen Vakuum-Greifsystem aus Standard-Komponenten können alle Packungen flexibel und ohne Umrüstungen gehandhabt werden. Die Roboteranlage erübrigt manuelles Handling der sperrigen und schweren Pakete. Der auf einer zusätzlichen Linearschiene verfahrende Roboter ist in der Lage, gleich mehrere Palettierplätze zu versorgen. Die Roboteranlage arbeitet bei Bedarf im Ein-, Zwei- oder Dreischichtbetrieb aufeinanderfolgend Kommissionieraufträge ab. Besondere Aufmerksamkeit kommt der technischen Verfügbarkeit der Roboteranlage und damit auch dem Vakuum-Greifsystem zu. Die Abführung der gepackten Fertigprodukte sowie die Beladung der LKW muss kontinuierlich erfolgen, um Betriebsunterbrechungen und Belieferungsstörungen zu vermeiden. Auch unter diesem Aspekt ist festzuhalten, dass das automatisierte Packungs-Handling problemlos vonstatten geht und die Anlage sich somit nach Plan amortisiert. Quelle: J. Schmalz GmbH |
