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Roboter sichert Nachwuchs

Automatisieren | Das Biotechnologie-Unternehmen Minitüb hat sich dafür entschieden, die Verpackung seiner Produkte für die Reproduktion von Nutztieren zu automatisieren. Mit der Unterstützung des Systemintegrators WMV Robotics wurde ein Leichtbauroboter von Universal Robots in die laufende Produktion integriert und der Verpackungsprozess standardisiert.

Die Minitüb GmbH ist ein weltweit führender Systemlieferant für Fortpflanzungstechnik bei Nutztieren. Gegründet im Jahr 1970, beliefert das Unternehmen mit Hauptsitz im niederbayerischen Tiefenbach heute Kunden auf der ganzen Welt. Bei Minitüb steht die hohe Qualität seiner Produkte an erster Stelle. Kernprodukte wie etwa Verdünnungsmittel für Ebersamen werden daher nur mit modernsten Produktionsanlagen hergestellt. Bei der Verpackung seiner Produkte stand das Unternehmen vor der Herausforderung, einen bisher manuellen Ablauf zu automatisieren und so für einen standardisierten Prozess zu sorgen.

Mehrere Produkte von Minitüb werden mit Hilfe einer vertikalen Schlauchbeutelmaschine in unterschiedlich große Plastikbeutel abgefüllt. Am Ende der Maschine fielen diese bisher ungeordnet auf ein Förderband, wo ein Mitarbeiter die Beutel abfing, um sie in Kartons zu verpacken. Diese Tätigkeit ist nicht nur sehr monoton, sondern dauerhaft auch nicht in gleichbleibender Geschwindigkeit durchführbar. Zudem ist es schwierig, die Beutel vom Förderband in die Kartons zu transportieren und schließlich die vollen Kartons zur Seite zu stellen, ohne den Ablauf unterbrechen zu müssen.Georg Wippenbeck, Entwicklungs- und Serviceingenieur bei Minitüb, war daher bereits seit längerem auf der Suche nach einer Komplettanlage zur Verpackung der Beutel: „Wir benötigten eine Lösung, die das Verpacken der abgefüllten Beutel automatisiert, so dass wir unsere Mitarbeiter mit anspruchsvolleren Aufgaben betrauen und zugleich durch standardisierte Prozesse Kosten einsparen können. Angeboten wurden uns jedoch meist lediglich Gruppieranlagen, die noch zu viel Handarbeit erforderten oder Komplettlösungen, die unser Budget um ein Vielfaches überstiegen."

Über einen Besuch auf der Fachmesse Automatica entstand der Kontakt zu Torsten Woyke, Geschäftsführer der Firma WMV Robotics, einem Systemintegrator und Vertriebspartner von Universal Robots. „Minitüb suchte nach einer Automatisierungslösung, die ohne großen Wartungs- und Programmieraufwand umzusetzen sein musste", beschreibt Woyke die Ausgangssituation. Hinzu kommt, dass die Schlauchbeutelmaschine so in der Produktionshalle platziert ist, dass kein Raum für eine Sicherheitseinhausung zur Verfügung stand und Menschen in nächster Nähe des zu automatisierten Ablaufs arbeiten. „Große, raumfüllende Roboter kamen für uns daher von Vornherein nicht in Frage. Da wir unterschiedlich schwere Produkte zu verschiedenen Stückzahlen über die Schlauchbeutelmaschine abfüllen, brauchten wir zudem eine sehr flexible Lösung, die wir selbst auf die verschiedenen Anforderungen hin programmieren können", erläutert Wippenbeck.

Flexibler Roboterarm mit einzigartigem Schutzkonzept
Mit dem sechsarmigen Leichtbauroboter des dänischen Herstellers Universal Robots hielt WMV Robotics eine einfache, aber wirkungsvolle Lösung bereit. Der Roboter UR5 verfügt über fünf Kilogramm Hebekapazität und bewegt sich in einem Aktionsradius von 85 Zentimetern. Vor allem die intuitive Benutzerführung und der äußerst geringe Platzbedarf überzeugten Minitüb. Den letztendlichen Ausschlag gab aber das einzigartiges Schutzkonzept, über das der Roboter als einziger seiner Klasse verfügt: Der Roboter stoppt sofort den Betrieb, sobald ein Gegendruck von 150 Newton oder mehr ausgeübt wird. Damit darf er ohne zusätzliches Schutzgitter direkt neben Menschen arbeiten. Dieser Sicherheitsmodus wurde nach der europäischen ISO-Norm 10218 vom Dänischen Technologieinstitut zertifiziert. Der günstige Preis von rund 22.000 Euro war ein weiteres positives Argument für die Anschaffung des Roboters von Universal Robots.

Maßgeschneidertes Greifwerkzeug
Im ersten Quartal 2011 wurde der Roboterarm erfolgreich in die laufende Produktion integriert und verpackt dort durchschnittlich 40 Beutel pro Minute. Vor einem Förderband am Ende der Schlauchbeutelmaschine platziert, greift der Roboter die frisch abgefüllten Produkte, die auf das Förderband fallen. Um einen zügigen Arbeitsablauf zu ermöglichen, wurde ein Greifwerkzeug entwickelt, das mit fünf mal zwei Saugnäpfen ausgestattet ist. Diese eignen sich optimal dafür, die Beutel trotz ihrer glatten und weichen Oberfläche anzuheben. Eine zusätzlich konzipierte Ausrichtvorrichtung ermöglicht, dass die Produkte gerade geschichtet hintereinander auf dem Förderband aufliegen. So kann der Sauggreifer zeitgleich fünf Beutel aufnehmen und ordentlich in den bereitstehenden Kartons ablegen. Gesteuert wird die Vorrichtung über digitale Signale, die über das Universal-Robots-System programmiert wurden. Zudem regelt der Roboter den Weitertransport der Kartons. Er registriert, sobald ein Karton voll ist, gibt diesen frei und veranlasst, dass ein neuer, leerer Karton auf einer Rollbahn nachrückt: „Der Roboter zählt die verpackten Beutel. Ist eine bestimmte Anzahl erreicht, weiß er, dass der Karton voll ist und gibt die entsprechenden Anweisungen", erklärt Woyke. Da Minitüb insgesamt fünf Produkte mit unterschiedlichen Stückzahlen und Größen über die Abfüllmaschine verpackt, war die intuitive Benutzerführung des UR5 ein entscheidendes Kriterium.

Über die Firma
Universal Robots ApS
Odense S
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