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Die Anforderungen, die heute an moderne Automatisierungslösungen im Rahmen der industriellen Produktion gestellt werden, nehmen radikal zu. Das gilt insbesondere auch für Verpackungsprozesse, speziell am Ende der Prozesskette bei der Endverpackung und Palettierung.

Einlegen von Produkten mittels Deltaroboter in eine Zuführkette (Fotos: Transnova Ruf)

Einlegen von Produkten mittels Deltaroboter in eine Zuführkette
(Fotos: Transnova Ruf)

 

Die Leistungsfähigkeit moderner Produktionslinien wird immer weiter gesteigert, was natürlich auch entsprechende Performanceanforderungen an den Verpackungsprozess stellt.  Zudem steigen jedoch auch stetig Anforderungen an die Produktionsflexibilität – größere Variantenvielfalt im Produktangebot führt zu einer Vermehrung der Anzahl an unterschiedlichen Formaten und nicht selten größere Formatbereiche. Damit sinken  häufig zugleich die Losgrößen und steigt die Zahl an Formatumstellungen pro Schicht. Damit dies alles wirtschaftlich bleibt, muss eine moderne Verpackungsanlage diese „Built-In-Flexibility“ besitzen und das bei minimalen Formatumstellzeiten. Natürlich dürfen damit auch keine Kompromisse in Sachen technischer Anlagenverfügbarkeit verbunden sein. Nicht selten wird im praktischen Alltag bei der Anlagenplanung die Lösungsfindung durch die Platzgegebenheiten in den über Jahre gewachsenen Produktionsstrukturen verkompliziert. Und nicht zuletzt erschweren die immerzu knappen Planungs-Ressourcen die Lösung dieser komplexen Optimierungsaufgabe.

Der Traum eines jeden Planungsingenieurs ist hier eine schlüsselfertige, integrierte Anlage aus einer kompetenten Hand, welche nach der Primärverpackung den gesamten Prozess bis zur lager- beziehungsweise versandfertigen Palette abdeckt und welche exakt die jeweiligen spezifischen Anforderungen optimal erfüllt  – nicht zu viel (weil sonst zu teuer) und nicht zu wenig – eben quasi auf den Leib zugeschnitten.

Folgende typischen Eigenschaften oder KPI´s (Key Performance Indicators) sind elementar, um die Wirtschaftlichkeit einer Anlage und damit die Realisierung der Investition zu ermöglichen:

Leistung: Primärverpackungsanlagen erhöhen dank genialer Ingenieursleistung die Taktfrequenz immer weiter. So ist ein Output von 400-500 Primärverpackungseinheiten pro Minute heute keine Seltenheit mehr. Sekundärverpackungsanlagen müssen sogar mit einer Leistungsreserve diese Einheiten in Faltkisten, Tray-Deckel-Kartons oder Wraparoundkartons verpacken. Dies führt heute zu Kartonleistungen von 50-75 Kartons pro Minute.

Qualität: Natürlich ist dabei der Ausschuss im Ein-Promille-Bereich einzuhalten. Produktbeschädigung oder unförmige Kartons sind nahezu unzulässig.

Formatbereich: Heute sind Anlagen teilweise nur zu 30 % ausgelastet, da Restriktionen aus technisch begrenzten Formatbereichen vorliegen. Ziel muss es daher sein, alle erforderlichen Formatbereiche mit einer Plattform abzudecken. So kann die gewünschte Bandbreite liegen beispielsweise zwischen 150 x 80 x 80 mm (L x B x H) für den Minimalkarton und einer viertel US-Palette mit 600 x 520 x 300 mm als Maximalgröße.

Formatumstellung: Der Einzelhandel fordert immer größere Flexibilität in Form kleinerer Verpackungseinheiten bei größerer Variantenvielfalt. Dies führt folglich zu kleineren Losgrößen und häufigeren Formatumstellungen in der Produktion, zum Teil mehrmals täglich. Um dies wirtschaftlich zu gestalten, muss heute der Formatumstellungsprozess automatisiert werden. So können Formatumstellzeiten von ca. 40 Minuten bei manueller Umstellung auf unter acht Minuten bei automatischer Umstellung der formatabhängigen Positionen mittels Stellantriebe erreicht werden. Roboter können dabei automatisch ihre Werkzeuge wechseln, wobei sich die Werkzeugparkplätze  in der Maschine im Arbeitsbereich des Roboters befinden.

Maschinenbedienung: Möglichst wenig qualifiziertes Personal muss in der Lage sein können, die Anlage zu bedienen. Dies wird erreicht durch intuitive Bedienerführung an der HMI (Human-Machine-Interface). So erlaubt die grafisch unterstütze Anzeige von Störungen mit Angabe der relevanten Betriebsmittelkennzeichnung und Bedienerinstruktionen eine schnelle Störungsbeseitigung ohne Programmiergerät. Flexible Anlagenkonzepte ermöglichen zudem das Anlagenlayout hinsichtlich der Weglängen und der Bewegungsfrequenzen der Bediener zu optimieren, sodass der Operator-Ressourceneinsatz minimiert werden kann.

Flächenbedarf: Sehr häufig sind die Produktionsflächen „eingefroren“, das heißt flächenmäßige Expansionsmöglichkeiten schlicht nicht gegeben. Gebäudeerweiterungen stellen eine zusätzliche Investitionshürde dar. Demzufolge müssen moderne Anlagen sehr kompakt konzipiert werden. Es gilt den KPI Produktionseinheiten pro qm zu maximieren. Dies kann erreicht werden durch hängend installierte Roboter oder Platzierung der Schaltschränke auf den Anlagen.

Energieverbrauch: Den Nachhaltigkeitsgedanken im Maschinenbau umzusetzen, bedeutet zunächst einmal die bewegten Massen zu reduzieren. Hier sind die mechanischen Konstrukteure gefordert, etwa die mittels leichte, faserverstärkte Werkstoffe, leichtgängige Führungen und energieeffiziente Antriebe den Energieverbrauch der Maschine zu minimieren.

Robot-Flex-Line-Zelle: Die Funktionen Karton vereinzeln, aufrichten und befüllen sowie Ausschub aus der Beladestation werden alle durch einen Roboter wahrgenommen.

Robot-Flex-Line-Zelle: Die Funktionen Karton vereinzeln, aufrichten und befüllen sowie Ausschub aus der Beladestation werden alle durch einen Roboter wahrgenommen.

Roboter-Anlage zum Be- und Entladen von Sterilisationsgestellen mit Beutel sowie dem Palettieren und Depalettieren von Sterilisationsladungsträgern.

Roboter-Anlage zum Be- und Entladen von Sterilisationsgestellen mit Beutel sowie dem Palettieren und Depalettieren von Sterilisationsladungsträgern.

 

Die Transnova-Ruf Verpackungs- und Palettiertechnik GmbH bietet solche Lösungen „Designed-to-Order“. Ein über viele Jahre entwickelter Modulbaukasten erlaubt es, aus einer Vielfalt von erprobten Funktionselementen ein passendes Konzept zu konfigurieren. Die Funktionselemente werden dann auf die jeweilige Anwendung angepasst, bezüglich Leistungs- und Formatbereiche up- oder downgescaled und je nach Platzgegebenheiten in einem geeigneten Maschinenlayout angeordnet. Ein zentraler Erfolgsfaktor hierzu ist der extensive Einsatz von moderner Robotertechnologie.

Pick-&-Place-Applikationen
Hochleistungsverpackungsprozesse bei gleichzeitig hoher Flexibilität und kurzer Formatumstellzeiten lassen sich mit den Robot-Unipicker RV-450 realisieren. Mittels Vision-System werden die Produkte detektiert und mit Pick-&-Place-Delta-Robotern mit einem Saug- oder Greifwerkzeug mit bis zu 120 Takten je Roboter in Verpackungen gepackt. So hat Transnova-Ruf kürzlich eine High-Speed-Verpackungslinie mit insgesamt neun Pick-&-Place-Robotern bei einem namhaften Pharmakunden in die Produktion übergeben. Diese Linie verpackt bis zu 500 Produkte pro Minute, die mittels Deltaroboter zunächst in Schlauchbeutelmaschinen eingelegt werden und anschließend in bis zu 120 Faltschachteln pro Minute verpackt werden. Die Zugabe von Gebrauchsinformationen und die anschließende Sammelverpackung der Falschschachteln erfolgt ebenfalls robotisch.

Roboter-Zelle zum Palettieren und Depalettieren im Pharmabereich in Clean Design.

Roboter-Zelle zum Palettieren und Depalettieren im Pharmabereich in Clean Design.

 

Robot-Flexline-Konzept
Neue Flexibilitäts-Dimensionen für das störungsfreie Vereinzeln und Aufrichten von Kartons  ermöglicht der Robot-Erector RV-350. Ob ein Karton aus einem flachen Zuschnitt oder eine klassische Faltkiste in Varianten mit Selbstklebeband- oder Heißleimverschluss – das System erreicht eine Leistung von bis zu 30 Kartons/Minute, als Duplex-Maschine mit bis zu 50 Kartons/Minute. Die hohe Flexibilität der Sechs-Achs-Robotertechnik ermöglicht dabei die Realisierung einer vollautomatischen Formatverstellung.

Diese hohe Bewegungsflexibilität kommt auch dem Verpackungsprozess der Robot-Flex-Line RV-400 zugute. Ob elegante Einfädelungsbewegungen zum Top-Loading ganz ohne Einführtrichter, produktschonende Packgutaufnahme durch den Roboter im Tracking oder der sehr kostengünstig realisierbare, vollautomatische Werkzeugwechsel – der Einsatz der Knickarm-Robotertechnologie bietet im Verpackungsumfeld viele Vorteile. Denkt man den Prozess konsequent robotisch, dann kann man durch eine innovative Roboter-Werkzeuggestaltung mehrere Funktionen auf einzelne Roboter konzentrieren und so sehr wirtschaftlich und platzsparend auch komplexe Prozesslösungen darstellen.

Robot-Palletizing-Konzept
Die Robot-Palletizer-Systeme von Transnova-Ruf wurden inzwischen mehrere hundert Male gebaut und sind stark modularisiert. Mit kompakten Kombinationswerkzeugen können sogar Kartons, Säcke, Eimer, Leerpaletten und  Zwischenlagen gleichzeitig manipuliert werden. Ein Software-Tool mit Namen Simplo versetzt den Betreiber in die Lage, ohne Programmierkenntnisse innerhalb einer Minute neue Palettierschemata zu programmieren. Dieses Konzept ist geeignet für kostengünstige Einplatzanlagen bis hin zu Zentral-Palettiersystemen mit bis zu 30 Palettierplätzen und mehr.

Diese Groß-Roboter-Systeme sind ebenso geeignet für logistisches Materialhandling wie etwa dem auftragsorientierten Erzeugen von Mischverpackungen. Paletten können artikelbezogen aus dem Hochregallager abgerufen werden, durch Roboter depalettiert werden und einer Mix-Packanlage zugeführt werden. Die Leergebinde werden dann vom gleichen Roboter wieder palettiert und der sortenreinen Befüllung zugeführt.

 

Für Sie entscheidend
Über Transnova-Ruf
Die Transnova-Ruf GmbH aus dem fränkischen Ansbach entwickelt und baut seit 1993 mit rund 260 Mitarbeitern Verpackungsmaschinen in den Bereichen Toploading und Sideloading, Picking-Systeme, sowie Kommissionier- und Palettieranlagen. Sie gehört zu den führenden Anbietern von Endverpackungs-, Palettier- und Robotanlagen für Anwendungsbereiche mit hohen Leistungen oder schwierig zu handhabenden Produkten. Durch die Integration verschiedener Maschinen (zum Beispiel Trayaufrichter, Verpackungsroboter, Deckler und Palettierroboter) werden komplette schlüsselfertige Verpackungsanlagen erstellt. Bereits mehr als 2.000 Maschinen befinden sich weltweit bei namhaften Unternehmen im Einsatz. Hauptabnehmer sind Lebensmittel-, Pharma-, Kosmetik-, Non-Food- und chemische Industrie. Dabei steht der europäische Markt im Mittelpunkt.
Transnova-Ruf befindet sich seit der Gründung in permanentem Wachstum. Mitte 2014 wird der vierte Erweiterungsbau in Form einer weiteren Montagehalle fertiggestellt.

Unternehmen

Transnova Ruf GmbH Verpackungs- und Palettiertechnik

Rudolf-Diesel-Strasse 12
91522 Ansbach
Deutschland

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