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Innovative Sekundärverpackungslinie für Augentropfen

Gesamtperformance im Blick

Zwei Yaskawa Deltakinematiken erledigen ihre anspruchsvolle Handhabungsaufgabe an der Pickerlinie schnell, präzise und zuverlässig. (Fotos: Ralf Högel)
Zwei Yaskawa Deltakinematiken erledigen ihre anspruchsvolle Handhabungsaufgabe an der Pickerlinie schnell, präzise und zuverlässig. (Fotos: Ralf Högel)
 

Die Holopack Verpackungstechnik GmbH füllt nicht nur im Kundenauftrag pharmazeutische wie kosmetische Produkte ab, sondern übernimmt auch die Primär- und Sekundärverpackung der Produkte. Das Unternehmen hat sich auf die wegweisende Lohnabfüllung in diesen Bereichen spezialisiert, verfügt über alle notwendigen Zertifizierungen und ist seit Jahren Partner namhafter Unternehmen in aller Welt. Erfolgreiche FDA-Inspektionen belegen den hohen Qualitätsstandard.

Am Standort Sulzbach-Laufen betreibt Holopack ein modernes Werk für die Lohnabfüllung und Verpackung von flüssigen und halbfesten Arzneimitteln, Medizin- und Kosmetikprodukten. Für ein weltweit stark nachgefragtes Produkt, Augentropfen eines renommierten Anbieters, konnte die Sekundärverpackungslinie dem steigenden Output nicht länger gerecht werden: „Der Anteil der manuellen Tätigkeiten an der Linie war zu hoch. Das hatte für uns zwei entscheidende Nachteile: Erstens waren die Taktzeiten für das Verpacken zu lang, zweitens war Personal mit monotonen Tätigkeiten gebunden, das wir anderenorts dringend für anspruchsvollere Tätigkeiten benötigten. Was lag da näher, als die komplette Linie nach neuesten Erkenntnissen zu automatisieren“, so Marc Hofmann, Produktionsleiter bei Holopack.

Mit dieser anspruchsvollen Aufgabe betraute Holopack die Autech Automationstechnologie GmbH. Deren Geschäftsführer Rainer Wolf und Ralf Sauter stellten sich mit einem erfahrenen Team der Herausforderung: „Schnell zeigte sich die Komplexität der Aufgabenstellung. Als Generalunternehmer mussten wir eine Komplettlösung für die Automatisierung der bestehenden Schlauchbeutelmaschine und des Kartonierers schlüsselfertig in nur 20 Wochen liefern. Sportliche Taktzeitenvorgaben von 40 Fertigpackungen pro Minute bei maximaler Prozesssicherheit sowie ein begrenztes Platzangebot erforderten eine ausgeklügelte Lösung für die Automatisierung und Verkettung der beiden Maschinen.“

Bei der Realisierung der Anlage nutzte Autech auch die Kompetenz von Yaskawa. Als Systempartner des japanischen Roboterherstellers konnte die Autech-Mannschaft jederzeit auf Simulationstools und Machbarkeitsanalysen der Yaskawa Niederlassung in Allershausen vertrauen. Nur durch partnerschaftliches Miteinander von Auftraggeber, Roboterhersteller und Anlagenbauer konnte die Lösung in so kurzer Zeit realisiert werden. Die kürzlich in Betrieb genommene Sekundärverpackungslinie im platzsparenden U-förmigen Layout überzeugt mit herausragender Gesamtperformance als Resultat feinsäuberlich aufeinander abgestimmter Prozesse.

Die Sekundärverpackung im Detail Die Augentropfen erreichen die Anlage nach der Primärverpackung in Kartons mit 700 Einheiten. Jede Einheit besteht aus fünf aneinandergereihten PE-Ampullen. Die generelle Aufgabe der Anlage besteht darin, jeweils vier dieser Fünferblöcke in einer Schlauchbeutelverpackung zusammenzufassen und diese mit allen relevanten Daten zu bedrucken. Anschließend stehen die kameragestützten Prüfungen des Aufdrucks sowie das Wiegen des Inhalts auf dem Programm. Der letzte Arbeitsschritt besteht in der Verpackung der Beutel samt Beipackzettel in Faltschachteln.

Im ersten Schritt übergeben die Anlagenbediener die Verpackungseinheiten als Schüttgut an einen Singulator, der für die Vereinzelung der Produkte sorgt. Nach ihrer Reise durch Bunker, Steigförderer und Schikanen gelangen die Einheiten automatisch auf eine Bandstrecke, die der Schlauchbeutelmaschine vorgeschaltet ist. Meister dieses Zuführbandes sind zwei Motoman Deltaroboter MPP3, die über ein stationäres Bildverarbeitungssystem die Koordinaten der Verpackungseinheiten erhalten, diese in Rekordzeit abgreifen und in eine Zuführbecherkette ablegen.

Alle Komponenten aus einer Hand Das komplette Management dieser Pickerlinie inklusive einer gleichmäßigen Auslastung der Roboter, der Koordination von Kamerasystemen, Pickern und Fördertechnik bis hin zur Vollständigkeitskontrolle im Becher übernimmt die Software Moto-Pick von Yaskawa. „Ohne diese geniale Software wäre der Aufwand für die Integration der Visionsysteme sowie für die Programmierung einer solchen Applikation zu komplex. Darüber hinaus kann der Anlagenbetreiber mit dieser Lösung neue Formate ohne Programmierkenntnisse schnell und einfach selbst einlernen“, so Ralf Sauter. Weiterer Vorteil: Selbst die übergeordnete SPS-Steuerung kommt von Yaskawa, genauer gesagt vom Tochterunternehmen Vipa aus Herzogenaurach. Somit konnte Autech die komplette Anlage durchgängig mit Komponenten aus dem ganzheitlichen Sortiment des Komplettanbieters Yaskawa realisieren.

Zurück zur Pickerlinie: Die Deltaroboter müssen die Fünferblöcke schnell und präzise abgreifen, einlegen und dabei einem vorgegebenen Packmuster folgen. Dazu sind jeweils vier Fünferblöcke in einem Winkel von 180 Grad zueinander platzsparend in einem Becher zu positionieren. Dazu Rainer Wolf: „Diese Aufgabenstellung ist im Vergleich zu einem Standardzyklus, bei dem ein Motoman MPP3 über 200 Picks pro Minute absolviert, deutlich anspruchsvoller. Bei einer Geschwindigkeit des Zuführbandes von 60 Metern pro Minute und einer komplexen Handhabungsaufgabe wird die Handhabung von 160 Einheiten pro Minute für die beiden Deltaroboter zur Herausforderung. Entscheidend für die Taktzeit ist neben der Performance der Roboter insbesondere die Rechengeschwindigkeit der Bildverarbeitung. Um Wartezeiten zu vermeiden, führen wir stets mehr Produkte über das Zuführband zu als die Roboter greifen können.“ Nicht gegriffene Einheiten werden per Rückführband der Anlage erneut zur Verfügung gestellt.

Diese Lösung mit zwei in Reihe geschalteten Deltakinematiken stellt eine kontinuierliche Versorgung der nachgeschalteten Schlauchbeutelmaschine sicher. Die Maschine fasst die jeweils vier Fünferblöcke eines Bechers in einer Schlauchbeutelverpackung zusammen. Nach dieser Station steht das vollautomatische Wiegen auf dem Programm. Die Einhaltung der definierten Gewichtsvorgabe garantiert eine vollständige Bestückung der Schlauchbeutel.

Nach dem Wiegen geht es erneut über eine Bandstrecke zur letzten Roboterstation, an der ein Motoman-Sechsachser des Typs MH5L mit langem Arm jeweils zwei Schlauchbeutel mit seinem Vakuumgreifer aufnimmt und in die Becherkette der Kartoniermaschine einlegt. Hier erfolgt die Endverpackung in die Faltschachtel samt Einleger und Bedruckung. Integrierte sensorische Abfragen gewährleisten dabei eine hundertprozentig prozesssichere Endverpackung. Am Ende der Linie nehmen zwei Mitarbeiter die fertigen Faltschachteln in Empfang und legen sie in Kartons ab.

„Früher arbeiteten sechs Mitarbeiter an der Verpackungslinie und mussten mit monotonen Arbeitsinhalten zurechtkommen. Nach der Automatisierung der Anlage managen zwei Fachkräfte die komplette Linie. Das Resultat kann sich sehen lassen. Wir haben vier Mitarbeiter frei für wichtigere Aufgaben und konnten den Output der Anlage um 35 Prozent steigern. Auch in allen anderen Punkten wie Platzbedarf, Prozesssicherheit und Servicefreundlichkeit übertrifft die Anlage unsere Erwartungen“, so Marc Hofmann.
Das U-förmige Anlagenlayout ist übersichtlich und kommt mit minimalem Platzbedarf aus. (Foto: Ralf Högel)
Das U-förmige Anlagenlayout ist übersichtlich und kommt mit minimalem Platzbedarf aus. (Foto: Ralf Högel)
Ein Singulator sorgt für die Vereinzelung der Produkte.
(Foto: Ralf Högel)
Ein Singulator sorgt für die Vereinzelung der Produkte. (Foto: Ralf Högel)
Ralf Sauter, Marc Hofmann und Rainer Wolf (v.l.n.r.) sind von der Gesamtperformance der Anlage begeistert. (Foto: Ralf Högel)
Ralf Sauter, Marc Hofmann und Rainer Wolf (v.l.n.r.) sind von der Gesamtperformance der Anlage begeistert. (Foto: Ralf Högel)
Die Umsetzung der Schlauchbeutelverpackungen übernimmt ein Motoman MH5L. (Foto: Ralf Högel)
Die Umsetzung der Schlauchbeutelverpackungen übernimmt ein Motoman MH5L. (Foto: Ralf Högel)
Über die Firma
YASKAWA Europe GmbH
Allershausen
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