Das Unternehmen Debatin fertigt Kunststofftaschen für die verschiedensten Branchen und Anwendungen, angefangen von den typischen Versandtaschen und Selbstklebetaschen für Lieferscheine und Rechnungen über Luftpolstertaschen und Druckverschlussbeutel bis hin zu speziellen Sicherheitstaschen für Geldund Werttransporte mit eindeutigen Barcodes oder integrierten Transponder- Chips. Pro Jahr werden auf diversen Fertigungslinien rund 4400 Tonnen Kunststofffolie, Klebstoff und Papier zu Taschen verarbeitet.

Das auf Rollen angelieferte Material wird entsprechend den allgemeinen Standards - zum Beispiel für Versandtaschen - oder nach individuellen Kundenvorgaben mit Barcodes, Logos oder anderen (Werbe-) Aufdrucken in der hauseigenen Druckerei versehen. Anschließend erfolgt die Fertigung der verschiedenen Taschen auf mehreren Linien. Insgesamt stellt Debatin über alle Varianten hinweg jährlich rund eine Milliarde Taschen in vielen unterschiedlichen Formaten her. Das Unternehmen setzt den zweiarmigen Roboter Motoman SDA 10 an einer Fertigungslinie für Selbstklebetaschen ein. Dort nimmt der Roboter am Linienende die gestapelten Taschen auf und packt sie in Kartons ab.

Prinzipiell wäre das eine Aufgabe für Standard-Roboter: Zwei Stapel aufnehmen und in Kartons verpacken. Allerdings werden aus einer Folienbahn formatabhängig mehrere Taschen nebeneinander produziert - im konkreten Fall sind es zwei Taschen mit bis zu 300 mm Länge und 200 mm Breite, die an einer Seite zusammenhängen. Die als Bahnware produzierten Taschen werden in zwei partiell zusammenhängenden Paketen abgelegt. Der Roboter nimmt die Pakete auf und trennt dies. Erst danach sind die Taschen für das Verpacken in die aufgerichteten Kartons bereit.

Nach dem Einlegen der Taschen-Pakete drückt der Roboter die Taschen im Karton mit einem seiner Greifer nieder, damit der Karton problemlos verschlossen werden kann. Insgesamt sind die Platzverhältnisse recht eng, weshalb eine Lösung mit zwei Standard- Robotern ausschied.

Schneller Programmwechsel wichtig (mit Video)

„Bislang erledigten unsere Mitarbeiterinnen diese monotone Arbeit und waren aufgrund des Maschinentakts gewissermaßen an die Maschine gefesselt", erklärt Helmut Roth, Projektverantwortlicher bei Debatin in Bruchsal. Für andere Aufgaben blieb keine Zeit mehr. Daher wurde zusammen mit den Kollegen nach Alternativen gesucht. Anfang 2009 begannen die konkreten Planungen, das Abpacken der Folientaschen an einer neuen Fertigungslinie in robuste Roboterarme zu legen.

Im Dezember 2009 erfolgte die Montage der von ETT Verpackungstechnik konzipierten Verpackstation inklusive Kartonaufrichtung und Etikettierung, die seit Januar 2010 in Betrieb ist. Bei den vielen unterschiedlichen Formaten sind eine einfache Programmierung und die Möglichkeit schneller Programmänderungen wichtig.

Der Verpackungsroboter in Aktion (ohne Ton)

Abhängig vom Taschentyp und den Kundenwünschen müssen beispielsweise unterschiedliche Greiferpositionen und Ablagepunkte einzustellen sein. Teilweise sind die Taschen-Pakete vor dem Verpacken zusätzlich mit einem Gummiband zu umreifen. „Dann müssen die Arme über die Schulter greifen und die Päckchen nacheinander in eine Gummierungsmaschine halten", zeigt Helmut Roth die Flexibilität des Roboters auf. Erst danach kann er die Pakete in den Karton ablegen. Außerdem hat fast jeder Kunde seine eigenen Vorstellungen, wie das Ablage-Schema aussehen soll.

Roboter als Kollege akzeptiert

Programmierung und Änderungen erfolgen per Teach-In-Verfahren. „Den Maschinenbedienern und mir hat eine dreitägige Schulung gereicht, um den Roboter schnell und ohne Probleme einrichten zu können", betont Roth, „und wir alle sind keine Steuerungsprogrammierer." Im Schnitt dauern kleinere Änderungen etwa 15 Minuten, das „Einteachen" eines kompletten Bewegungsablaufs etwa zwei Stunden. Von Vorteil dabei ist, dass die Programmstruktur modular aufgebaut ist. Daher können typische Bewegungsmuster immer wieder kopiert, modifiziert und neu zusammengefügt werden.

Als problematisch erwiesen sich anfangs die zwei Roboterarme: „Mitunter haben wir beim Programmieren die Greifer vertauscht", erzählt der Projektverantwortliche. Aus diesem Grund gab es die ein oder andere kleine Rempelei, die im Lack auch ihre Spuren hinterlassen hat. Roth dazu: „Im Grunde sind es zwei Roboter, die sehr eng zusammenstehen." Da sich die Arbeitsbereiche der beiden Arme zwangsläufig überlappen müssen, um die Beweglichkeit und das Handling eines Menschen möglichst gut nachbilden zu können, ist hier erhöhte Aufmerksamkeit vom Maschineneinrichter gefordert.

Insgesamt 15 Achsen des Doppelarm-Roboters werden über Umrichter der Firma Yaskawa und Motoren von Omron angetrieben; die Robotersteuerung kommt wiederum von Motoman. Über ein Touchpanel von Siemens kann der Maschinenbediener den Roboter kontrollieren und die verschiedenen Programmvarianten aktivieren. Nach rund zehn Monaten Betrieb zieht Roth eine positive Bilanz: „Anfangs waren die Mitarbeiter in der Produktion skeptisch. Mittlerweile ist der Roboter als Kollege akzeptiert, weil er ohne Murren die monotone Arbeit erledigt." Auch für Debatin lohnt der Invest von rund 400 000 € in das Roboter-Projekt. „Wir können unser Wachstum mit der gleichen Mitarbeiterzahl stemmen", so Roth.