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Special Automatisierung/Robotik

Roboter-Palettiersystem bei Kapselhersteller

Der ABB-Industrieroboter des Typs IRB 6700 hebt fertig verpackte Kapselbehälter für ihren Transport zur Beladestelle auf eine bereitstehende Palette.
Der ABB-Industrieroboter des Typs IRB 6700 hebt fertig verpackte Kapselbehälter für ihren Transport zur Beladestelle auf eine bereitstehende Palette.
(Bild: ABB/Capsugel)

Seit mehr als drei Jahrzehnten ist Capsugel, eine chinesische Tochtergesellschaft der Lonza Group, führend in der Konzeption, Entwicklung und Herstellung von Hartkapseln sowie anderen oralen Darreichungsformen für die biopharmazeutische Industrie und die Konsumgüterindustrie.

Heute stellt Capsugel am Standort Suzhou jährlich rund 37 Mrd. Kapseln im Wert von 600 Mio. Yuan (rund 84,2 Mio. US-Dollar) her. Hand in Hand mit der steigenden Nachfrage im Markt ging ein wachsender Qualitätsanspruch sowie ein Anstieg der High-Mix/Low-Volume-Fertigung einher. Das heißt, Kunden fordern zunehmend kleinere Chargen mit gleichzeitig individuellerer Zusammenstellung.

Eine Herausforderung, der der bestehende Produktionsprozess von Capsugel am Standort in Suzhou nicht länger gewachsen war. Immer wieder traten hier Engpässe auf. Grund dafür waren – das zeigte eine eingehende Analyse – vor allem die nach wie vor manuell getätigten Verpackungsvorgänge im internen Lager. Um die Verpackungsanlage zu modernisieren, wand sich das Unternehmen an ABB.

Monotone Tätigkeiten an Roboter übergeben

Automatisierungslösungen helfen, manuelle und repetitive Tätigkeiten von Menschen zu übernehmen, damit diese anspruchsvollere Aufgaben übernehmen können. Zudem beschleunigen sie den Warenumschlag und die Abfertigung deutlich. Bislang wurden Roboter jedoch hauptsächlich zur Verarbeitung großer Standardaufträge eingesetzt. Neue Entwicklungen und eine immer intelligentere Technik machen sie aber auch zunehmend für Unternehmen interessant, deren Geschäftsmodelle das Handling individueller Kleinserien voraussetzen. Roboter müssen hierzu eine hohe Komplexität und Aufgabenvarianz meistern.

Eine der Aufgaben, die bei Capsugel in Suzhou automatisiert werden sollte, war das Palettieren, zu dem auch das wiederholte Anheben und Bewegen von Kisten und Behältern gehört. Roboter arbeiten bei solchen monotonen Aufgaben, die aber nichtsdestotrotz stets mit höchster Genauigkeit ausgeführt werden müssen, nicht nur schneller und präziser als menschliche Mitarbeiter. Ihr Einsatz verhindert darüber hinaus Ermüdungserscheinungen sowie Erkrankungen und Verletzungen, die häufig bei einseitiger körperlicher Belastung auftreten.

Das Palettieren der fertigen Kapseln ist ein zentraler Schritt innerhalb der gesamten Verpackungslinie von Suzhou Capsugel. Sind die Kapseln produziert, werden sie verpackt und in Kisten verstaut, die zunächst im internen Lager und später dann in ein externes Lager weitertransportiert werden. Obwohl die Behälter nicht sehr groß sind, ist es für die Arbeiter dennoch mühsam, sie zu bewegen. Das gilt besonders dann, wenn eine große Menge der Kisten in kurzer Zeit verarbeitet werden muss.

„Weil die traditionellen – zumeist manuellen – Verfahren im Verpackungsprozess den steigenden Anforderungen des Marktes nicht mehr gerecht waren, haben wir in den vergangenen Jahren stetig neue Automatisierungslösungen eingeführt. Das Roboter-Palettiersystem ist dabei ein zentraler Bestandteil der automatisierten Verpackungslinie, die wir erst kürzlich implementiert haben. Sie ist das Herzstück unseres internen Lagers“, erklärt Chenggang Yuan, Betriebsleiter des Produktionsstandortes bei Suzhou Capsugel.

Verpackungsanlage
Suzhou Capsugel stellt jährlich rund 37 Mrd. Kapseln her. Mit einer neuen automatisierten Verpackungsanlage kann der Hersteller die steigende Nachfrage befriedigen.
(Bild: ABB/Capsugel)

Roboter-Palettiersystem für reibungslosen Ablauf

Während der Entwicklung der robotergestützten Palettierlösung arbeitete Suzhou Capsugel eng mit ABB zusammen. Durch die gemeinschaftliche Anstrengung lassen sich nun jedes Jahr Milliarden Kapseln mühelos palettieren.

Auf der Verpackungslinie von Suzhou Capsugel schließt jeder zehnte Behälter einen Auftrag ab. Sind die zehn Behälter gestapelt, werden sie von einem ABB-Industrieroboter des Typs IRB 6700 für ihren Transport zur Beladestelle auf eine bereitstehende Palette gehoben. Besteht die Bestellung aus mehr Kisten, wird dies vom Robotersystem selbstständig erkannt. In diesem Fall wartet es auf die ausstehenden Behälter, um sie auf derselben Palette zu stapeln wie die anderen Teile der Bestellung.

Die Großroboter der IRB-6700-Serie von ABB sind leistungsfähig bei niedrigen Gesamtbetriebskosten. Konzipiert für den Einsatz in rauen Arbeitsumgebungen ist die Roboterfamilie in zahlreichen Varianten mit Handhabungskapazitäten von 150 bis 300 kg und Reichweiten von 2,6 bis 3,2 m verfügbar und lässt sich – ganz nach Bedarf und Umgebungsbedingungen – sowohl am Boden als auch hängend montieren. Die gesamte Produktserie verfügt über zuverlässige Motoren und kompakte Getriebe. Die Roboterstruktur zeichnet sich zudem durch eine hohe Steifigkeit aus, woraus eine größere Genauigkeit, kürzere Zykluszeiten sowie ein verbesserter Schutz resultieren.

„Mit dem Roboter-Palettiersystem von ABB haben wir einen hoch automatisierten Prozess geschaffen, der unsere Mitarbeiter von der eintönigen, körperlich beschwerlichen Palettierarbeit befreit und sie für anspruchsvollere Aufgaben verfügbar macht“, erklärt Yuan. Von dem Robotereinsatz profitieren aber nicht nur die Mitarbeiter am Produktionsstandort. Durch den neuen Palettierprozess konnte auch die Produktqualität verbessert werden. Manuelle Fehler oder gemischte Chargen gehören dank der Automatisierungslösung der Vergangenheit an.

Bestens gerüstet für die Zukunft

Heute verarbeitet der Hersteller von Hartkapseln bereits rund 1.000 Behälter pro Tag – und in Zukunft soll die Produktionskapazität weiter steigen. Der Plan: Schon bald sollen bei Suzhou Capsugel täglich bis zu 1.500 Kisten mit fertigen Kapseln für die biopharmazeutische Industrie sowie die Gesundheits- und Ernährungsindustrie vom Band laufen. Die Roboterzelle wird diesen Ambitionen nicht im Weg stehen. Ganz im Gegenteil. Ihre Kapazitätsgrenze ist längst nicht erreicht.

„Dieses Projekt ist ein wichtiger Meilenstein für uns. Dank der schnellen und erfolgreichen Umsetzung nutzen wir die gesamte Fläche im internen Lager heute so effektiv wie niemals zuvor“, fasst Yuan zusammen. „Durch die Einführung des intelligenten, robotergestützten Palettiersystems waren wir außerdem in der Lage, im gesamten Werk problematische Engpässe innerhalb der automatisierten Logistik aufzulösen. Das lässt uns zuversichtlich in die Zukunft blicken. Schon bald werden wir unsere Produktionskapazitäten weiter erhöhen. Auch die nächsten Automatisierungsschritte sind bereits in Planung.“

Über die Autorin
Autorenbild
Bettina Miegel

Marketing, ABB Automation

Über die Firma
ABB Automation GmbH Unternehmensbereich Robotics
Friedberg
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