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End-of-Line-Packaging

Flexibilität ist gefragt

Maximale Flexibilität im Formatbereich und beim Packschema mit dem Transnova-Ruf-Robot-Flexline-Konzept. (Foto: Transnova-Ruf)
Maximale Flexibilität im Formatbereich und beim Packschema mit dem Transnova-Ruf-Robot-Flexline-Konzept. (Foto: Transnova-Ruf)

Traditionell stehen die Maschinenanforderungen, welche sich auf die klassischen Output- und Input-bezogenen Größen konzentrieren, unter besonderem Innovationsdruck. Die Output-bezogenen Anforderungen richten sich im Wesentlichen an Maschinenleistung und Wirkungsgrad, aber auch an Produktqualität. Durch stetige Innovation wird die Ausbringung von Herstellungs- und Primärverpackungsanlagen immer weiter erhöht, sodass heute Taktraten von 400 bis 500 Primärverpackungseinheiten pro Minute keine Seltenheit mehr darstellen. Für den Endverpackungsprozess bedeutet das nicht selten, dass für das Sammelpacken Leistungen von 50-75 Kartons pro Minute für das Verpacken in Faltkisten, Tray-Deckel-Kartons oder Wrap-around-Kartons gefordert werden. Hierbei ist die technische Anlagenverfügbarkeit weiter zu maximieren und bei der Produktqualität dürfen keine  Kompromisse gemacht werden. Der Ausschuss ist im Ein-Promille-Bereich zu halten, Produktbeschädigung oder unförmige Kartons sind unzulässig.

Auf der Seite des Inputs stehen vor allem die Themen Energieeffizienz, Wartungsintensität und Maschinenbedienbarkeit im Fokus. Moderne Verpackungsanlagen müssen energieeffizient ausgeführt sein. So werden in den Maschinen von Transnova-Ruf standardmäßig nur Energieeffizienzantriebe eingesetzt. Zudem verfügen die Maschinen über Netzrückspeisungen, sodass etwa die Bremsenergie von Servo-Antrieben wieder in das System zurückgespeist wird. Alle Antriebe werden außerdem steuerungstechnisch so geregelt, dass bei Stopp des Produktflusses, die Anlage in einen Energiesparmodus (zum Beispiel Antriebe auf Stopp, Herunterregeln der Heißleimtemperatur) übergeht. Hinsichtlich Maschinenbedienung ist das Bedienkonzept so zu gestalten, dass bei aller Komplexität moderner Maschinen deren Bedienung mit möglichst wenig Personal auch niedriger Qualifizierung möglich ist. Intuitive Bedienerführung an der HMI (Human-Machine-Interface) und eine grafisch unterstütze Anzeige von Störungen mit Angabe der relevanten Betriebsmittelkennzeichnung und Bedienerinstruktionen  machen dies möglich.

Zukünftig wird die Maschinen-Flexibilität entscheidend

In jüngerer Vergangenheit rückten jedoch zunehmend Anforderungen an die Flexibilität von Endverpackungsanlagen als kritische Eigenschaft in den Vordergrund und werden als Differenzierungsmerkmal für den Maschinenbauer entscheidend. Treiber hinter dieser Entwicklung sind insbesondere die sich mit zunehmender Geschwindigkeit und Intensität verändernden Kundenbedürfnisse. Die Anforderungen an die Flexibilität sind dabei vielschichtig. Diese wird nachfolgend genauer beleuchtet.


Zunächst kann die Anforderung an die Formatbereichsflexibilität von Endverpackungsmaschinen angeführt werden. Heute sind Anlagenauslastungen von teilweise nur 30 Prozent aufgrund von Restriktionen in technisch begrenzten Formatbereichen nicht mehr tragbar. Ziel muss es daher sein, alle erforderlichen Formatbereiche mit einer Plattform abzudecken, und das gilt sowohl beim Produkt als auch bei der Verpackung. So kann eine kürzlich gelieferte Anlage von Transnova-Ruf eine gewünschte Bandbreite zwischen 150 x 80 x 80 mm (L x B x H) für den Minimalkarton bis hin zu einer Viertel-US-Palette mit 600 x 520 x 400 mm als Maximalgröße abdecken.

Casepacking mit 50 Takten pro Minute. (Foto: Transnova-Ruf)
Casepacking mit 50 Takten pro Minute. (Foto: Transnova-Ruf)


Als weitere bedeutsame Flexibilitätsdimension ist die Flexibilität beim Packschema zu nennen. Die Produktorientierung und -gruppierung in der Verpackung (zum Beispiel Produkt-Facing stehend oder liegend) muss heute frei konfigurierbar sein und die Verpackungsmaschine ohne große Formatumrüstungen in der Lage sein, diese auf Knopfdruck zu erzeugen. Nicht zuletzt die Möglichkeit zur Erzeugung von Mischverpackungen aus mehreren Produktsorten wird zunehmend gewünscht. Hier hat Transnova-Ruf mit dem Robot-Flexline-Konzept einzigartige Lösungen anzubieten. Zum Beispiel kann beim Einsetzen des Produktes durch die Verwendung von zwei  Sechs-Achs-Robotern jede Seite beliebig in das Displayfenster des Kartons gestellt werden. Ebenso können Reihen- und Lagenbildung frei konfiguriert werden – und das alles ohne Programmiergerät. Möglich wird dies durch das von Transnova-Ruf entwickelte Softwaretool Pack-Simplo. Analog gibt es dieses Produkt auch für das freie Konfigurieren von Paletten-Packschemen. 

Eine entscheidende Bedeutung kommt vermehrt der Flexibilität bei der Formatumstellung zu. 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 pro Schicht. Um dies wirtschaftlich zu gestalten, muss heute der Formatumstellungsprozess automatisiert werden. Und zwar so, dass die Maschine am Ende noch bezahlbar bleibt.

Flexibilität bei der Formatumstellung – automatischer Roboter-Werkzeugwechsel. (Foto: Transnova-Ruf)
Flexibilität bei der Formatumstellung – automatischer Roboter-Werkzeugwechsel. (Foto: Transnova-Ruf)


So können Formatumstellzeiten von circa 40 Minuten bei manueller Umstellung auf sechs 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.

Den nächsten Innovationsschritt in diese Richtung geht jetzt Transnova-Ruf, indem die Vielseitigkeit des Roboters für die vollautomatische Umstellung der Verstell-Achsen genutzt wird. Der Roboter verstellt die Stationen, indem er den Verstell-Schlitten mit seinem Werkzeug auf den in der Rezeptur hinterlegten Formatparameter verschiebt. Das Roboterwerkzeug ist hierfür mit einer speziellen Kupplung ausgerüstet – der Verstell-Schlitten verfügt über eine mechanische Klemmbuchse. Auf diese Weise wird die verfügbare Roboter-Kapazität während der Stillstandszeit beim Formatwechsel dazu genutzt, um die herkömmlichen elektrischen Stellantriebe, Gewindespindeln und Übertragungselemente zu substituieren. So werden Komponenten eingespart und die Maschine vereinfacht. Das ist auch auf dem Messestand von Transnova-Ruf auf der Fachpack 2016 zu sehen.   

Letztlich steht der Fabrikplaner häufig vor dem Problem suboptimaler Platzgegebenheiten in den über Jahre gewachsenen Produktionsstrukturen. Die Maschinen müssen sich hier anpassen lassen – maximale Anlagenlayout-Flexibilität. Gerade hier entfaltet der von Transnova-Ruf praktizierte Design-To-Order-Ansatz seine ganzen Vorteile. Auf der Basis standardisierter Mikromodule werden die Lösungen exakt auf die jeweiligen spezifischen Anforderungen optimal zusammengestellt  – nicht zu viel (weil sonst zu teuer) und nicht zu wenig – eben quasi auf den Leib geschnitten.

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Über Transnova-Ruf Verpackungs- und Palettiertechnik
Die Transnova-Ruf GmbH aus Ansbach entwickelt und baut mit rund 260 Mitarbeitern Maschinen für die Automatisierung von End-of-Line Verpackungs- und Palettierprozessen. Von der einzelnen Kompaktmaschine für das Top- und Side-Loading, über Pickersysteme für schnelle Pick-&-Place-Applikationen, sowie Robotersysteme für Kommissionier-, Palettier- und Depalettieraufgaben bis hin zu kompletten Endverpackungslinien – Transnova-Ruf bietet auf der Basis eines Modulbaukastens maßgeschneiderte Lösungen „Design-to-Order“. Auf dem Gebiet der Robotertechnik mit jährlich über 150 integrierten Industrierobotern für höchste Flexibilität bei geringem Platzbedarf ist Transnova-Ruf im Endverpackungsbereich einer der weltweit führenden Hersteller. Dies dokumentieren vielfache Referenzen in der Food-, Pharma-, Kosmetik- und Non-Food-Industrie.

Über die Firma
Transnova Ruf GmbH Verpackungs- und Palettiertechnik
Ansbach
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