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Arbeitssicherheit

Automatisierung: Öffnen von Kartons mit Robotertechnik

Im Schnitt verarbeitet Ralawise täglich 3.000 Kartons.
Im Schnitt verarbeitet Ralawise täglich 3.000 Kartons.
(Bild: TM Robotics)

Für Unfälle am Arbeitsplatz können verschiedenste Faktoren verantwortlich sein. Doch einige Branchen sind einer höheren Unfallgefahr ausgesetzt als andere. Lagerhaltung ist ein Paradebeispiel hierfür. In diesem Sektor wird alles unternommen, um die Wahrscheinlichkeit großer Unfälle zu vermeiden, wie einstürzende Palettenregale oder Zusammenstöße mit dem Gabelstapler. Allerdings ist es ebenso wichtig, auch die Ursachen für kleinere Verletzungen in diesen Umgebungen zu vermeiden.

Schnitt- und Platzwunden machen über eine Million Krankenhausbesuche im Jahr aus – und viele davon haben sich die Geschädigten am Arbeitsplatz zugezogen. Verletzungen können unterschiedlich schwer ausfallen, von einem kleinen Riss, für den ein Pflaster ausreicht, bis hin zu ernsten Schnitten, die Krankenhausaufenthalte erfordern, genäht werden müssen und zu Arbeitsausfällen führen. Noch schlimmer sind Verletzungen, die eine dauerhafte Schädigung des Mitarbeiters zur Folge haben, der nicht zur Arbeit zurückkehren kann.

Solche Verletzungen werden in der Regel von Schnittwerkzeugen verursacht, wie sie in Lagern zum Einsatz kommen, um Kartons zu öffnen und Verpackungen zu entfernen. In dem Bestreben, die Wahrscheinlichkeit solcher Unfälle zu minimieren und die Gesundheit und Sicherheit seiner Mitarbeiter zu verbessern, begann der Textilgroßhändler Ralawise, der durschnittlich pro Tag 3.000 Kartons verarbeitet, sich mit Möglichkeiten zu beschäftigen, die Nutzung von Messern im Lagerbetrieb zu reduzieren – ohne den Durchsatz zu beeinträchtigen.

Die Kartons sind häufig mit einem Nylon-Branding versehen und in mehrere Schichten Stretchfolie eingewickelt. Um diese Kartons effektiv abzuwickeln, setzt Ralawise ein Team von Lagermitarbeitern ein, die sie schnell aufschneiden, von der Folie befreien und auspacken, bevor sie zum nächsten Abschnitt des Distributionsprozesses übergehen.

Kartons automatisiert öffnen

Es wurden bereits Schritte zur Steigerung der Mitarbeitersicherheit unternommen. So kommen einziehbare Klingen zum Einsatz, und es wurde in qualitativ hochwertige Universalmesser investiert. Doch auch wenn Mitarbeiter stets darauf hingewiesen werden, mit Bedacht vorzugehen – und für den Umgang mit dieser Ausrüstung entsprechend geschult werden –, stellt der manuelle Gebrauch einer Klinge immer ein Verletzungsrisiko dar.

Doch das Aufschneiden von Kartons geht nicht ohne Messer. Deshalb suchte Ralawise nach Methoden, bei denen sich Menschen nicht verletzen konnten, also nach einer automatisierten Lösung zum Öffnen von Kartons.

Roboter werden schon lange eingesetzt, um Menschen aus gefährlichen Bereichen in einer Fabrik oder einem Lager herauszuhalten – man denke beispielsweise an den verbreiteten Sechs-Achs-Roboter. Durch die Einführung dieser Maschinen in den Fertigungsstätten der 1960er konnten Hersteller ihre Mitarbeiter von den Gefahren schwerer und schneller Verfahren fernhalten. Dementsprechend können Öffnungsroboter im kleineren Bereich vermeiden, dass Mitarbeiter Klingen verwenden müssen.

Leider ist die Verbreitung von Öffnungsrobotern nicht so groß wie die von traditionellen Sechs-Achs- oder Scara-Robotern. Bei seiner Suche nach einem Roboter, der diese Aufgabe effektiv ausführen kann, wandte sich Ralawise an TM Robotics, dem Distributor von Toshiba-Machine-Industrierobotern in Europa und Nord- und Südamerika.

Bevor sich die Verantwortlichen von Ralawise für die Investition entschieden, besuchten sie den Casi-Standort in den USA.
Bevor sich die Verantwortlichen von Ralawise für die Investition entschieden, besuchten sie den Casi-Standort in den USA.
(Bild: TM Robotics)

Passende Automatisierungslösungen

TM Robotics ist zwar auf den Vertrieb von Toshiba-Machine-Robotern spezialisiert, empfiehlt jedoch auch die passende Automatisierung für jede Anwendung. In diesem Fall schlug TM Robotics das Intelligent Box Opening Device (Ibod) vor, den einzigen patentierten automatisierten Kartonöffner auf dem Markt.

Das Ibod ist eine Kartonschneid- und -entleerungsmaschine von Casi, einem Maschinenhersteller von Automatisierungssystemen für Fulfilment-Prozesse. Das Ibod wurde speziell als Öffnungsgerät für durchlaufende Kartons entwickelt. Mithilfe von integrierter Intelligenz kann die Maschine die Größe von jedem ankommenden Karton messen, um die programmierten Schnittlinien darauf zu finden. Da die Maschine die Zuführung und Ausrichtung über ein Förderband automatisch durchführt, ist kein Mitarbeiter für das Handling der Kartons oder Klingen erforderlich.

Allerdings kann sich der Übergang von einem manuellen Öffnen von Kartons zu einem automatisierten Verfahren als eine große Veränderung in einer Verteilungseinrichtung erweisen. Von der Integration der Maschine mit vorhandener Technologie bis hin zur Berücksichtigung kultureller Erwartungen von Mitarbeitern im Werk gibt es viel zu beachten. Bevor Ralawise seine Investition tätigen wollte, wurde es zu einem Besuch der Casi-Einrichtung in Frisco, Texas, USA, eingeladen, um die Maschine in Aktion zu erleben.

„Die Verbesserung des Arbeitsschutzes war ein wichtiger Aspekt bei der Suche nach einem Kartonöffnungsroboter“, erklärt Gary Clibery, Anlagen- und Projektmanager bei Ralawise. „Nachdem wir jedoch die Maschine bei unserem Besuch von Casi in den USA im Einsatz gesehen hatten, wurde uns schnell klar, dass die Investition auch eine deutliche Steigerung der Produktivität, der Qualität und des Durchsatzes in diesem Teil des Betriebs bringen würde.“

Einer der unerwarteten Vorteile war die Verringerung von Schäden an Produkten. Neben Unfällen und Verletzungen kann beim manuellen Aufschneiden von Kartons nämlich auch der Inhalt beschädigt werden, was die Ware unverkäuflich macht. Da die Maschine automatisch arbeitet, werden die Kartons präzise und auf kontrollierte Weise geöffnet, was die Wahrscheinlichkeit einer versehentlichen Beschädigung reduziert.

Seit der Installation des Ibod hat Ralawise 135.000 Kartons in seiner Einrichtung in Flintshire aufgeschnitten. Darunter gab es nur einen einzigen Fall, bei dem der Inhalt beschädigt wurde – das ist eine beträchtliche Verbesserung im Vergleich zu den Zeiten der manuellen Kartonöffnung.

Das Ibod kann auch mit einem automatischen Klingenwechsler ausgestattet werden.
Das Ibod kann auch mit einem automatischen Klingenwechsler ausgestattet werden.
(Bild: TM Robotics)

Bis zu 750 Kartons pro Stunde

Das Ibod gibt es in zwei Varianten, je nach Lagerhaltungsanwendung. Das kleinere der beiden Modelle, Ibod One, kann die oberen Abdeckun-gen der Kartons mit einer Geschwindigkeit von 450 Kartons pro Stunde aufschneiden, während Ibod Duo 750 Kartons in einer Stunde schafft. Ralawise entschied sich für Ibod One für seine Kartonöffnungsprozesse.

Mithilfe optischer und linearer Verschiebungen misst das Ibod die Abmessungen jedes Kartons, bevor dieser zum Schneiden positioniert wird. Anhand eines programmierbaren Bewegungsgeräts schneidet der Roboter dann anhand softwaregesteuerter Automatisierung die Kartons gemäß den genauen Vorgaben auf, die vom Kunden definiert wurden.

Für Ralawise musste der Roboter die Deckel von eingehenden Kartons im Verteilzentrum entfernen. Durch Automatisierung dieses Prozesses mit dem Ibod vermied das Unternehmen Schnitte und Beanspruchungen, die häufig mit dem manuellen Aufschneiden von Kartons einhergehen. Doch das Unternehmen profitierte aufgrund der hohen Geschwindigkeit des Ibod auch von einer höheren Produktivität. Durch die Automati-sierung hatten Mitarbeiter Zeit, sich mit komplexeren Aufgaben zu beschäftigen als mit dem einfachen Öffnen von Kartons.

„Das Ibod kann weitaus mehr als nur das Risiko von Schnitten und anderen Verletzungen von Mitarbeitern reduzieren“, erklärt Nigel Smith, Geschäftsleiter von TM Robotics. „Bei einer Verarbeitungsrate von 750 Kartons pro Stunde können Lager deutliche Durchsatzsteigerungen von der Maschine erwarten. Das Ibod kann auch mit einem Automatic Blade Changer (ABC; automatischer Klingenwechsler) ausgestattet werden, um Ausfallzeiten aufgrund des Wechsels stumpfer Klingen zu minimieren. Das Ibod verfügt über eine Klingenverschleißüberwachung, die den Zustand von Klingen verfolgt und automatisch das Klingenmodul in wenigen Sekunden austauscht, wenn die Klinge das Ende seines Lebenszyklus erreicht hat.

Die automatisierte Kartonleerung ist eine weitere arbeitssparende Funktion des Ibod. Dieses Zusatzmodul entfernt die Deckel von Kartons und leert den Inhalt des Kartons in Container oder auf ein separates Förderband. Dies verhindert das Aufkommen von Abfall im Arbeitsbereich und ermöglicht Arbeitern, sich auf andere Aufgaben zu konzentrieren.

Über den Autor
Über die Firma
TM Robotics (Europe) Ltd
Martinfield, Welwyn Ga. City Herts
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