Verpackungstechnik
Zwei Roboter perfekt im Takt
Für eine der modernsten Feinkost-Produktionsanlagen der Kühne Gruppe im Werk Hagenow war eine schnelle und hochflexible Endverpackungslinie gefragt. Heute teilen sich zwei hängend montierte Roboter in einer Pickerzelle die anspruchsvolle Aufgabe und verpacken Saucenbeutel unter harten Taktzeitkriterien prozesssicher in Kartons.
Der eingesetzte 6-Achs-Roboter ist aufgrund seiner kompakten Bauweise optimal für die Integration in eine Doppel-Pickerzelle geeignet.
© Ralf HögelKühne betreibt in Hagenow eines der größten Essigwerke Europas. Gleichzeitig dient das Werk als Logistikzentrum, das die Versorgung des gesamten nord- und osteuropäischen Raums übernimmt. Im Januar 2012 ging dort im Zuge eines größeren Werkausbaus eine neue hochmoderne Feinkostlinie in Betrieb. Die Mischanlage produziert Saucen und Mayonnaisen für Großverbraucher und Quick-Service-Restaurants. Der Output liegt bei mehreren Millionen Schlauchbeuteln jährlich.
Aktuell laufen sechs unterschiedliche Produkte in verschiedenen Varianten über die Anlage. Da in Hagenow noch einiges in Sachen Feinkost „am Köcheln“ ist, wird sich die Produkt- und Variantenanzahl in den kommenden Jahren drastisch erhöhen. Dabei ist man bestrebt, Umrüstvorgänge auf ein Minimum zu reduzieren. „In der Nahrungsmittelproduktion gelten strengste Hygienevorschriften und die Umstellung auf eine andere Variante erfolgt nach einem aufwendigen Procedere, das mehrere Stunden in Anspruch nimmt. Deshalb stellen wir pro Woche möglichst selten auf eine andere Variante um“, so Dieter Behrens, Betriebsleiter des Werkes Hagenow.
Der eingesetzte 6-Achs-Roboter ist aufgrund seiner kompakten Bauweise optimal für die Integration in eine Doppel-Pickerzelle geeignet.
© Ralf HögelUm die gewaltigen Mengen ohne Zwischenpufferung abpacken zu können, setzt Kühne auf eine Endverpackungslinie, die direkt mit der Produktion verkettet ist. Aufgabe der Verpackungslinie ist es, die aus der Produktion kommenden Schlauchbeutel in Kartons zu verpacken. Dieter Behrens bringt die besonderen Anforderungen an die Anlage auf den Punkt: „Eine direkt verkettete Endverpackungsanlage muss in erster Linie hundertprozentig zuverlässig arbeiten, ansonsten sind massive Produktionsstörungen die Folge. Weitere Hürden sind die sehr kurzen Taktzeiten sowie ein Höchstmaß an Flexibilität, um die hohe Variantenzahl bewältigen zu können.“
Für die Konzeption und Realisierung der geplanten Anlage holten die Kühne-Verantwortlichen mit der ETT-Verpackungstechnik aus Moringen einen erfahrenen Systemintegrator ins Boot. In engem Schulterschluss entstand schließlich eine Endverpackungslinie basierend auf zwei 6-Achsrobotern des Typs Motoman-MH5 von Yaskawa. Bei bis zu 35 Takten in der Minute wurde die Anlage konsequent auf Verfügbarkeit getrimmt. Je nach vorgeschalteter Abfülltechnik lässt sich ihre Performance auf maximal 60 Takte in der Minute steigern.
Die Verpackungsanlage im Überblick
Im Detail sieht der Ablauf wie folgt aus: Die direkt aus der Produktion kommenden Schlauchbeutel erreichen die Verpackungsanlage über ein Förderband. Dabei durchlaufen sie zuerst ein Bildverarbeitungssystem, das die exakte Lage der Beutel auf dem Band ermittelt und die Koordinaten an die Robotersteuerung weitergibt. Nur so können die beiden Roboter in der nachfolgenden Doppel-Pickerzelle die Saucenbeutel im Line-Tracking-Verfahren sicher abgreifen und lagerichtig in die auf einem Parallelband bereitstehenden Kartons ablegen. Die Befüllung der Kartons folgt einem definierten Packmuster, dessen strikte Einhaltung zwingende Voraussetzung für ein erfolgreiches Endverpacken ist. Liegen die Schlauchbeutel nicht präzise, lässt sich der Karton später nicht verschließen.
„Eine große Herausforderung war das sichere Greifen der Schlauchbeutel“, erinnert sich Nils Böhlcke, Vertriebsingenieur bei ETT: „Standardmäßig setzen wir dafür Vakuumgreifer ein, was bei dieser Applikation jedoch nicht möglich war. Durch die Oberflächenstruktur der leicht genarbten Beutel sowie eine Siegelnaht ließ sich kein prozesssicheres Vakuum erzeugen. Eine ausgeklügelte Greiferkonstruktion brachte letztendlich eine optimale Lösung für die schwierige Aufgabenstellung.“
An der Wägestation wird das exakte Gewicht des Kartons ermittelt, um festzustellen, ob er vollständig bepackt ist.
© Ralf HögelBeide Sechsachser verfügen über die gleichen mechanischen Vier-Finger-Greifer. Um ein sicheres und gleichzeitig schonendes Aufnehmen der Schlauchbeutel zu gewährleisten, sind die einzelnen Greiferfinger tropfenförmig ausgeführt. Dennoch muss eine bestimmte Haltekraft erzeugt werden, um die Beutel bei der schnellen Fahrt nicht zu verlieren. „Hier profitieren wir von der erstklassigen Verschweißungsqualität und Folienstärke der Beutel, die ein mechanisches Greifen mit entsprechenden Kräften zulassen, ohne eine Beschädigung oder gar ein Aufplatzen der befüllten Schlauchbeutel zu riskieren“, erklärt Böhlcke.
Mit einer Traglast von 5 kg, einer Reichweite von über 700 mm und der kompakten Bauweise sind die verwendeten Sechsachser für die Aufgabenstellung perfekt dimensioniert. Hochdynamisch, präzise und unermüdlich erledigen sie ihren Job im Schichtbetrieb rund um die Uhr. Sobald ein Karton komplett mit Schlauchbeuteln bepackt ist, setzt dieser seine Fahrt auf dem Förderband fort. Der nächste Halt ist an der Wägestation programmiert. Hier wird das Gewicht des Kartons ermittelt. Das exakte Wiegen ist Teil der Qualitätssicherung, lässt sich doch durch das Gewicht des Kartons eindeutig feststellen, ob die richtige Anzahl an Beuteln vorhanden ist.
Nach dem Wiegen erreichen die noch offenen Kartons die vorletzte Station, an der das automatische Verschließen erfolgt.
© Ralf HögelNach dem Wiegen erreichen die noch offenen Kartons die vorletzte Station, an der das automatische Verschließen erfolgt. Am Ende der Linie wartet ein Bediener auf die fertigen Kartons, greift sie mit einem pneumatischen Handlinggerät und legt sie auf die Palette ab – fertig. Die Frage nach der eigentlichen Besonderheit der Anlage beantwortet Wolfgang Westphal, technischer Einkäufer bei Kühne in Hamburg hanseatisch knapp: „Sie funktioniert absolut zuverlässig Tag für Tag im Schichtbetrieb. Und: Mit den beiden Robotern erreichen wir die benötigten Taktzeiten problemlos.“
Tatsächlich ist der absolut prozesssichere Betrieb der Anlage ein entscheidendes Kriterium. Da die Nahrungsmittelherstellung nicht auf Knopfdruck zu unterbrechen ist, würde der Ausfall der Verpackungslinie dazu führen, dass die eben produzierten Produkte aufgrund geringer Puffermöglichkeiten alsbald wieder entsorgt werden müssten – ein Szenario, das es unbedingt zu vermeiden gilt.














