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_Special Lebensmittel & Verpackung Roboter-Lösung zum automatisierten Verschließen von Beuteln in Kartons Roboter rafft Beutel Einen Plastikbeutel oben so zu raffen, dass man ihn verschließen kann, ist manuell ganz einfach, für einen Roboter aber ein komplexer Vorgang. Der Mainhausener Roboter-Spezialist ASA hat es dennoch geschafft, eine automatisierte Zelle zu entwickeln. Bild: ASA Die Roboter raffen den Beutel mit ihren fingerartigen Greifern – dann wird der Karton gedreht und der Beutel verzirbelt. Entstanden ist die ASA-Beutel-Verschließmaschine – eine integrierte Zelle, in der zwei Roboter Kartons mit innenliegenden Kunststoffbeuteln für das Befüllen vorbereiten und nach dem Befüllen transportfertig verschließen – im Rahmen eines Förderprojektes mit Mitteln aus dem Zentralen Investitionsprogramm des Mittelstandes, ZIM. Im Mittelpunkt stand ein Verfahren zum Raffen von Beuteln. Das ist von Hand zwar einfach, auf Dauer für das Personal jedoch anstrengend und vor allem oft gesundheitsgefährdend, insbesondere wenn pulvrige Materialien wie Pigmente abgefüllt werden. Mit der ASA-Zelle kann diese gesundheitsbelastende Arbeit automatisiert werden. Eineinhalb Jahre Entwicklungszeit investierte ASA in das Vorhaben und ging einige Zeit später in einen Feldtest bei einem Unternehmen der Farben- und Lackindustrie: Die Anlage absolvierte erfolgreich zunächst an einem Silo einen 100-Tage-Test. Nach und nach wurden dann fünf Silos in einen automatisierten Abfüll- und Verpackungsprozess eingebunden. Im Prozess werden die Kartons zunächst automatisch aufgerichtet. Der Karton mit gefülltem Beutel fährt in die Zelle und wird an einer definierten Position gestoppt. Die beiden Roboter fahren mit ihren Greifern, die entfernt an gespreizte Daumen und Zeigefinger erinnern, außen vom Kartonboden aus nach oben und nehmen den umgeschlagenen Beutel mit. Am Ende dieser Bewegung sollte der Beutel „faltenfrei“ im Karton stehen. Nun fahren die beiden Roboter so von der Karton - oberkante nach innen und gleichzeitig nach unten, dass die Luft aus dem Beutel entweicht – und zwar möglichst so langsam, dass kein Material nach oben aus dem Beutel entweicht. Zudem sollte sich im Beutel möglichst wenig Luft befinden. Anschließend wird er verschlossen. Dazu fahren die beiden Greifer eine Handbreit über der Kartonoberkante mit gespreizten Händen gegenseitig nach innen, dass der Beutelhals wie beim manuellen Verschließen gerafft wird. Insgesamt dauert der komplette Arbeitszyklus unter 20 Sekunden Anschließend wird der Karton dann gedreht, je nach Füllgut ein oder mehrere Male um die senkrechte Achse. Dann fährt eine Verschlusseinheit horizontal an den gerafften Beutelhals und bringt den Verschluss an. Insgesamt dauert der komplette Arbeitszyklus weniger als 20 Sekunden. Der bestückte, aber noch offene Karton fährt auf einer Rollenbahn aus der Roboterzelle, wird manuell oder automatisch verschlossen und steht dann zur Palettierung bereit. Klar definierte Schnittstellen lassen eine schrittweise Automatisierung von vorhergehenden oder nachfolgenden Arbeitsschritten zu. So lässt sich die Anlage vergleichsweise einfach an steigende Verpackungsvolumen anpassen – oder auch Verpackungseinheiten mit anderen Inhalten verarbeiten. Außer der Entlastung für das Personal hinsichtlich der Staubemissionen spricht für die Zelle noch ein ergonomisches Argument. Denn das manuelle Handhaben von Kartons mit Füllgewichten von 20 oder 25 kg ist 32 März 2018
_Special Lebensmittel & Verpackung auf Dauer sehr belastend. Die Maschine ist aber auch dafür geeignet, Verpackungseinheiten mit anderen Inhalten zu verschließen. Denkbar ist die Abfüllung von granuliertem Material bis hin zu stückigen Produkten wie Teiglinge in unterschiedlich großen Einheiten. Das Raffen der Beutel und Handlingaufgaben in der Zelle übernehmen zwei LR-Mate-Roboter. Für den Alltagsbetrieb reicht ein kleiner Touchscreen, auf dem die wichtigsten Informationen aus Robotersteuerung und der Siemens SPS S7 visuell dargestellt werden. Bleibt noch die Reinigung. Um Ablagerungen zu verhindern, sind leistungsstarke Absauganlagen installiert. Zudem fahren die beiden Roboter ihre Greifer in Briefkasten-artige Schlitze der Absauganlage und bekommen sie durch Blasdüsen gereinigt. Aufgebaut ist die Anlage modular, wie Geschäftsführer Mario Krämer erläutert, „ein Prinzip, das sich in vielen ASA-Anlagen schon bewährt hat.“ Basis ist ein stählernes Grundgestell, auf das alle Einheiten bis zu einer Lkw-Verladungsbreite von 2,40 m aufgebaut werden können. Die Länge der Anlage hängt von der Ausbaustufe ab. Steuerungstechnisch ist die Zelle autonom: Robotercontroller sind separat untergebracht, alle anderen Steuerungsbausteine samt SPS sitzen in einem eigenen, gut zugänglichen Schaltschrank. ↓ Bild: ASA Zur Reinigung fahren die beiden Roboter ihre Greifer in Briefkasten-artige Schlitze der Absauganlage und bekommen sie dort durch Blasdüsen gereinigt. ASA Automatisierungs- und Fördersysteme GmbH www.asaweb.de Modulare Steckverbinder von TE Connectivity für die rauesten Umgebungen Am Puls der Feldebene Im Zeichen von Industrie 4.0 vollzieht sich ein Paradigmenwechsel in der Automatisierung. Die Heavy Duty-Steckverbinder von TE Connectivity wurden entwickelt, um sowohl Daten als auch Energie in rauen Umgebungen zuverlässig zu übertragen. Das modulare Konzept ermöglicht flexible Lösungen, die die Verfügbarkeit von Maschinen in einer Vielzahl von Branchen erhöhen. Überzeugen Sie sich selbst! TE Connectivity Pfnorstraße 1 64293 Darmstadt Telefon: +49 (0) 6151 607 37 56 industrial-marketing@te.com www.te.com/hdc Retrofit für automatisierte Hochregallager Das Leistungsangebot von HEITEC erstreckt sich von der Bestandsaufnahme der aktuellen Situation an Ihren Anlagen hinsichtlich Durchsatz und Verfügbarkeit, das Erstellen einer Risikoanalyse, die Ausarbeitung von Modernisierungskonzepten bis hin zur Umsetzung der erforderlichen bzw. gewünschten Maßnahmen. Wir bieten unseren Kunden die Möglichkeit, sowohl kleine Umbaupakete als auch Gesamtumbauten mit uns abzuwickeln. HEITEC AG Güterbahnhofstraße 5 91052 Erlangen Telefon: +49 (0) 9131 877 0 Telefax: +49 (0) 9131 877 19 9 info@heitec.de www.heitec.de März 2018 33
