Futterhersteller Mackle verdoppelt Output mit Robotertechnik

In den vergangenen Jahren ist der Markt für Haustierfutter um bis zu 6,4 % jährlich gewachsen und übertrifft so den traditionellen Lebensmittel- und Getränkemarkt bei weitem. Diese Entwicklung ist auf die wachsende Zahl von Haustieren sowie die starke Nachfrage nach praktischen Einzelportionspackungen mit verschiedenen Geschmacksrichtungen zurückzuführen.

Um diesem Trend zu begegnen, hat sich Mackle Petfoods, ein nordirisches Familienunternehmen mit über 50 Jahren Erfahrung, entschieden, eine neue automatisierte Produktionslinie für Futter-Pouches zu realisieren. Hierbei handelt es sich um leichte, praktische und recycelbare Verpackungen, die das Produkt aufgrund der verbesserten Sterilisation und Lagerung schützen. Durch ihre mehrschichtige, hochflexible Struktur stellen die Beutel produzierende Unternehmen aber auch vor große Herausforderungen.

Flexible Beutelverpackungen im Fokus

Für Mackle gestaltete sich das Handling der Beutel sowohl technologisch als auch hinsichtlich der Fertigung schwierig: Alle Platzierungsprozesse erfolgten manuell, waren arbeitsintensiv und anfällig für Positionierungsfehler, Fehlausrichtungen und Kontaminationsrisiken.

Jeder Beutel, der aus mehrlagigem BOPP (Biaxial orientiertes Polypropylen) mit innerer Folienbarriere besteht, muss mit einer Toleranz von ±1 mm in „smarte“ Kisten, die 400 x 600 mm groß sind, gelegt werden, um die Lagerung und anschließende Verpackung in Kartons mit verschiedenen Geschmacksrichtungen zu optimieren.

„Beutel sind ein völlig neues und wirklich spannendes Format für den Markt“, sagt Gareth Rogers, Leiter der Technikabteilung bei Mackle Petfoods. „Sie erfordern äußerste Sorgfalt bei der Handhabung. Die Herstellung hochwertiger Tiernahrung beinhaltet auch, die Produktionslinie mit Höchstgeschwindigkeit zu betreiben und so effizient wie möglich zu arbeiten.“

Angesichts dieser Anforderungen und des zunehmenden Drucks der EU hinsichtlich Monomaterialverpackungen, Abfallreduzierung und strenger Hygienestandards suchte Mackle nach Technologiepartnern, die Abläufe automatisieren, die Produktivität steigern und Fehler beseitigen können. Die Wahl fiel auf Clevertech und Omron.

Delta-Roboter, Bildverarbeitung und integrierte Steuerung

Clevertech, ein Spezialist für Automatisierung in der Konsumgüterindustrie (FMCG), und Omron haben sich zusammengeschlossen, um ein schlüsselfertiges System zu liefern, das Bildverarbeitung, Delta-Robotik und fortschrittliche SPS-Steuerung kombiniert.

Die neue Anlage umfasst:

• Ein leistungsstarkes Bildverarbeitungssystem: Omron FH-Farbkameras (3,2 MP) mit spezieller LED-Beleuchtung erkennen die Ausrichtung und Position der Beutel sowie aufgedruckte Grafiken – selbst bei Feuchtigkeit oder Reflexionen.
• Delta-Roboter RX4-2166024: Zwei schnelle Gelenkarmroboter nehmen pro Zyklus zwei Beutel auf und legen sie mit einer Genauigkeit von ±1 mm in einzelne Kistenzellen. Dazu nutzen sie mit Kevlar verstärkte, 3D-gedruckte Greifer, die für unterschiedliche Formen und Dicken ausgelegt sind.
• Integrierte Sysmac-Steuerung: Eine NJ5-Steuerung, die 16 koordinierte Achsen, Ethercat-Servoantriebe, M1-Umrichter für die Bewegungssteuerung, T20-HMI-Panels und einen Intel Atom E3940-Betriebs-PC steuert, sorgt für Synchronisation zwischen Beutelförderband, Kistenzuführer und Robotermodulen.

Durch Co-Engineering und -Entwicklung konnten Clevertech und Omron Herausforderungen wie die Synchronisierung von zwei Förderbändern mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, die zuverlässige Erkennung von gefalteten oder reflektierenden Beuteln und die Minimierung des Platzbedarfs der Maschine für einen begrenzten Produktionsbereich gut und partnerschaftlich bewältigen.

„Beutel gehören zu den gängigsten, aber auch anspruchsvollsten Verpackungsformen für Tiernahrung“, sagt Paolo Soliani, Regional Manager bei Clevertech. „Aufgrund ihrer Flexibilität lassen sie sich falten, verschieben und mit unzähligen grafischen Variationen versehen. Unser Bildverarbeitungssystem muss diese Reflexionen und Formänderungen in jedem Schritt verarbeiten können.“

Ettore Gastaldi, Key Account Manager F&C bei Omron, ergänzt: „Unser Delta-Roboter sorgt für präzises Pick-and-Place, während unsere Bildverarbeitungstechnologie jeden Beutel sorgfältig handhabt. Ausrichtung und Greifposition sind entscheidend, und unsere Lösung punktet mit Top-Zuverlässigkeit. Zusätzlich haben wir auch die Hardware für den Antrieb der Förderbänder sowie eine Softwareplattform zur Steuerung und Programmierung des gesamten Systems geliefert.“

Effizienz, Qualitätsverbesserungen und Nachhaltigkeit

Seit Inbetriebnahme der Anlage zwischen Juli 2024 und Januar 2025 hat die Anlage das Beutel-Handling bei Mackle von Grund auf transformiert:

• Es werden keine speziellen Pick-and-Place-Bediener mehr benötigt, sondern nur noch ein einziger Techniker.
• Der Durchsatz liegt bei rund 135 Beuteln pro Minute, mit anvisierter Kapazitätsverdopplung.
• Der Platzbedarf hat sich um 30 % minimiert, was mehr Raum für Erweiterungen schafft.
• Platzierungs- und Ausrichtungsfehler konnten eliminiert werden, was zu einer 50-prozentigen Produktivitätssteigerung gegenüber manuellen Abläufen führt.
• Die Kistenfüllrate konnte im Vergleich zu herkömmlichen Trays um 40 % gesteigert werden. Dies ist auf ein optimiertes 6 × 4-Zellen-Layout und vertikale Stapelung zurückzuführen.

Die Verwendung von BOPP-Beuteln aus einem einzigen Material mit optischer Laminierung und vollständig recycelbaren Komponenten entspricht zudem den künftigen EU-Nachhaltigkeitsvorschriften und untermauert Mackles Engagement für ein nachhaltiges Produktionsmodell im Sinne der Kreislaufwirtschaft.

Zukunft der flexiblen Automatisierung

Die Partnerschaft zwischen Mackle Petfoods, Clevertech und Omron zeigt, wie Verpackungsinnovationen komplizierte Produktanforderungen in einen Wettbewerbsvorteil in Sachen Effizienz und Qualität verwandeln können.

„Der Markt für Tiernahrung verlangt Flexibilität bei Einzelportionsgrößen und verschiedenen Geschmacksrichtungen: Die neue Roboterzelle von Mackle zeigt, wie passgenaue Automatisierung aussehen und gelingen kann“, sagt Gareth Rogers. „Wir wollten einen bislang vollständig manuellen Prozess automatisieren, um Effizienz und Produktivität zu steigern und unseren Betrieb zukunftssicher zu machen. Das ist uns wunderbar gelungen. Wir produzieren bereits 135 Beutel pro Minute, und das System ist darauf ausgelegt, diese Kapazität künftig zu verdoppeln.“

Omron lässt Automatisierungslösungen live erleben

Bei Omron stehen innovative Technologien für die Automatisierung in der Pharma- und Lebensmittelverpackung im Fokus – von nachhaltigen Packstoffen über moderne Steuerungstechnik bis hin zu fortschrittlicher Qualitätssicherung und Inspektion.