Technik

TLM-Pickerlinie mit integrierter Schlauchbeutelmaschine

Der Digitaldruck wird es in Zukunft noch einfacher machen, Innovationen in kurzer Zeit in den Supermarkt zu bringen. Auch anspruchsvolle Traditionsmarken können sich in Folie ausdrücken, weil diese Verpackungsart neben bunt und poppig auch ästhetisch und edel auftreten kann.
Der Schlauchbeutel als Außen- oder Innenverpackung sorgt für die Haltbarkeit der Süßwaren und ist gleichzeitig ein ebenso simpler wie wirksamer Originalitätsnachweis. Manipulationen sind nicht selten der Neugier eines Konsumenten geschuldet, der mehr vom Inhalt sehen, riechen und fühlen möchte. Als rundum geschlossene Hülle erhöht der Schlauchbeutel die Hemmschwelle, die Packung vor dem Kauf am Regal zu öffnen. Gleichzeitig ist leicht sichtbar, wenn sie nicht mehr unversehrt ist.

Um die Schlauchbeutelverpackung für ihre Produkte zu realisieren, stellen sich Süßwarenhersteller zwei Aufgaben. Sie brauchen eine passende Maschinenlösung und darüber hinaus ein über-
greifendes Linienkonzept, das zu ihren Prozessen passt. In der industriellen Fertigung wird eine Maschine kaum noch isoliert betrachtet. Je besser Maschinen oder Funktionen integriert sind, umso weniger Schnittstellenparameter gibt es. Die Notwendigkeit der Produktübergabe bedeutet beispielsweise zusätzlichen Aufwand, sie drückt die Effizienz, braucht Platz und ist eine Quelle potenzieller Störungen und Fehler.
Zunächst zur Perspektive der Schlauchbeutelmaschine. Es gibt einige Konstruktionsvarianten, die sich je nach Art des Packguts unterscheiden. Das Prinzip ist jedoch gleich: Folie wird von der Rolle über eine Formschulter geführt. Der Formschacht nimmt das zugeführte Packgut auf. Es bewegt sich mit der Folie weiter, die längsseitig versiegelt wird. Die Quersiegelbacken schließen die Verpackung und trennen sie ab.
Süßwarenhersteller können aus der gesamten Bandbreite der Leistungsstufen wählen, vom unteren Leistungsbereich bis zum Highspeed-Angebot der neusten Generation, wie der Fuji Alpha VII mit bis zu 800 Verpackungen/Minute. Die grundlegende Forderung fehlerfreier Verpackungen ist prinzipiell für jede Leistungsstufe gelöst. Das heißt, die Maschinen stellen Schlauchbeutel her, die dichte Siegelungen aufweisen und eine Folienhülle, die weder spannt noch Falten bildet.

Höchster Leistungsstandard

Was die Flexibilität im Formatbereich und die Prozessqualität angeht, unterscheiden sich die Leistungsstufen notwendiger-
weise. Beim mittleren und oberen Marktangebot können die Hersteller erwarten, dass die Maschine verschiedene Folientypen verarbeitet und einen möglichst großen Formatbereich abdeckt. Bei steigendem Output wird das mechatronische Konzept ent-
sprechend anspruchsvoller. Es muss für produktschonende, präzise und störungsfreie Abläufe sorgen, schnelles Umrüsten ermöglichen und den Zugriff über eine bedienfreundliche HMI-Schnittstelle bieten.

Fuji führt bei der 2011 vorgestellten Fuji Alpha VII das Konzept der dezentral gesteuerten Servo-Direktantriebe für die Folienzu-
führung, Folienabwicklung, Längssiegelrollen und Quersiegel-
einheit fort. Das ermöglicht die exakte Handhabung der Produkt-
bewegung und der Folienspannung. Die Bediensoftware erschließt das Prinzip der registrierten und archivierten Zugriffe, das im Pharmabereich Standard ist, für die Süßwarenindustrie. Dem Prinzip der Rückverfolgbarkeit, das immer stärker auch für Lebensmittel greift, entspricht auch die Integration eines eigenen Vision Systems. Die neuste Generation der Fuji Alpha-Serie ist wie ihre Vorgänger mit einer verstellbaren Formschulter ausgestattet. Diese Pionierleistung von Fuji vom Ende der 1960er Jahre bewährt sich bis heute und wird weiterhin gebraucht: Handräder mit Skalierungen erlauben die schnelle Einstellung auf neue Pack-
ungsgrößen ebenso wie die Nachjustierung bei produktions-
bedingten Abweichungen.
Um dem Markt für die Packungsart Schlauchbeutel neue Impulse zu geben, hat die Gerhard Schubert GmbH 2008 eine Idee des Firmenchefs Gerhard Schubert realisiert, nämlich die Integration einer Schlauchbeutelmaschine in eine TLM-Pickerlinie. Als Partner hat Schubert, vermittelt durch die deutsche Vertretung unter Leitung von Kai Wintjen, mit Fuji Packaging in Japan zusammen gearbeitet.

Pickerlinie integriert Schlauchbeutelmaschine
Aus Sicht der Süßwarenindustrie haben sich damit neue Möglichkeiten auf verschiedenster Ebene eröffnet. Die Produktbeschickung und das Schlauchbeuteln sind voll automatisiert in einem kompakten System zusammengefasst. Die integrierte Bauweise reduziert die Stellfläche um bis zu 50 Prozent. Die Funktionen können durch weitere, ebenso kompakte Lösungen der TLM-Technologie erweitert werden, so dass alles, vom Schachtelaufrichten bis zum Palettieren der Sammelpackung, in einer Maschine abläuft. Die Zuführung ist von den Beschränkungen mechanischer Lösungen befreit, weil die Picker alle Arten von Produkten aufnehmen können. Ohne Schieben, Start-Stopp-Bänder und Weichen ist das Handling der Süßwaren produktschonend. Durch das Vision-System der Pickerlinie ist eine ausgereifte Qualitätskontrolle gegeben, die speziell für Verpackungsaufgaben entwickelt wurde.
Für die Integration der Fuji-Partnerkomponente haben die Konstrukteure der beiden Verpackungsmaschinenbauer die Zuführkette des Schlauchbeutelaggregats dicht an das Produktband platziert. Das Fuji-Aggregat wurde dafür so modifiziert, dass die Zugänglichkeit von einer Seite ausreicht. Die Nähe ermöglicht erstens effiziente Bewegungsbahnen für die Roboter. Zweitens können durch die schmale Bauweise auf beiden Seiten des Produktbandes Schlauchbeutelmaschinen platziert werden.
Eine wesentliche Voraussetzung für die gelungene Integration ist, dass die TLM-Roboter einen großen Arbeitsbereich haben. Das macht es möglich, Produkte in Ketten einzulegen, die mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1.000 mm/Sek laufen.

Mehr Möglichkeiten für Schlauchbeutelverpackung
Eine Anlage für den japanischen Markt verdeutlicht, wie sich die Leistungsmöglichkeiten der Schlauchbeutelverpackung durch das Konzept von Schubert erweitern. Die Aufgabe: Je zwei Scheiben einer getoasteten Backware sollen in einen Schlauchbeutel. Innerhalb der Portionspackung soll jedoch die obere Scheibe auf jeden Fall die kleinere sein, so dass der Käufer beim Auspacken keinesfalls das Gefühl hat, über die Produktmenge getäuscht worden zu sein. Das Vision-System von Schubert kann das leisten, obwohl bedingt durch den Herstellprozess keine zwei Scheiben in Form und Größe identisch sind.
Aus dem Kühltunnel laufen pro Minute 240 Brotscheiben in die Pickerlinie ein, die aus zwei Teilmaschinen mit je zwei TLM-F4-Roboteraggregaten besteht. Ein Bildverarbeitungssystem erfasst die Größe und Lage der Produkte. Die Steuerung koordiniert mit Hilfe dieser Daten die Bewegungen der Roboter, die nun passende Produkte aufnehmen und in der richtigen Sortierung - unten groß, oben klein - in die Zuführung der Fuji-Schlauchbeutelmaschine einlegen. An den Roboterarmen befinden sich speziell für die Aufgabe entwickelte, produktschonende Greifer, die das äußert empfindliche Backwerk mit taktiler Intelligenz aufnehmen. Die Qualitätskontrolle ist inbegriffen: Was nicht dem Niveau der Marke entspricht, bleibt auf dem Band liegen.
Die Steuerung gleicht den unregelmäßigen Zufluss der Produkte aus und sorgt für die Koordination mit dem Takt der Schlauchbeutelmaschine. Das von Schubert patentierte Gegenlaufprinzip garantiert hierbei, dass kein einziges Produkt verloren geht und jedes einzelne Flowpack mit der richtigen Anzahl Produkte beladen ist. Ein Video der Anlage findet sich unter www.gerhard-schubert.com/en/packaging_solutions/8.

Ohne aufwändiges Umrüsten
Das Fallbeispiel eines Süßwarenherstellers aus Osteuropa illustriert die Möglichkeiten, ohne aufwändiges Umrüsten unterschiedliche Packarten herzustellen.
Die Produkte sind Kekse in verschiedenen Varianten (Einzelkeks, Doppelkeks vollschokoliert, halbschokoliert, ohne Glasur). Die Anlage stellt Einzelpacks mit einem Keks im Schlauchbeutel sowie Mehrstückverpackungen her, die im Schlauchbeutel ein Tray mit sechs Keksen enthalten. Die Leistungsdaten der Lösung: Bei der Portionsverpackung werden 240 Kekse pro Minute verpackt, beim Trayprogramm sind es 360 Stück, wobei dann das Doppelpickverfahren zum Einsatz kommt. Um die Anlage von Einzel- auf die Mehrstückverpackungen umzurüsten, braucht eine Bedienperson maximal 20 Minuten. Für die Varianten von ganz bis gar nicht schokoliert muss nur eine andere Einstellung am Bedienpanel ausgewählt werden, damit die Bilderkennung das richtige Muster zum Abgleich heranzieht.
Eine Referenzanlage der besonderen Art findet sich beim deutschen Süßwarenhersteller Rübezahl. Hier sind die Fuji-Schlauchbeutelmaschinen nicht integriert worden. Die Kombination und Koordination mit der TLM-Anlage leistet dennoch Außergewöhnliches, nämlich bis zu 1.200 Produkte, die pro Minute in Schlauchbeutel verpackt werden. Ein Video zu der Anlage findet sich unter www.gerhard-schubert.com/en/packaging_solutions/9

 

Über die Firma
Gerhard Schubert GmbH
Crailsheim
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