Ziele
- Automatisierung des gesamten End-of-Line-Prozesses von der Qualitätskontrolle bis zur Palettierung
- Reduzierung menschlicher Fehler und Sicherstellung einer konstanten Produktqualität
- Steigerung der Produktionskapazität und Vereinfachung der Logistikprozesse
- Sicherstellung der Flexibilität des Systems auch bei Produktwechseln
Herausforderungen
- Zeitaufwändiges Palettieren und Kontrollieren mit manuellen Eingriffen
- Platzmangel für die Einrichtung einer End-of-Line-Automatisierung
- Umgang mit häufig wechselnden Kartongrößen und -Typen
- Genaue Orientierungsprüfung und Fehlererkennung erforderlich
Lösung
- Kamera-basierte Qualitätskontroll- und Orientierungsprüfstation
- DMC-Code-Erkennung und -Verfolgung
- Automatische Sortierung nach Rezept- und Produkttyp
- Segmentierter, adaptiver Robotergreifer auf linearem Schlitten
- Automatische Palettenbeschickung, Folienverpackung und Etikettierung
- Zentrale HMI-Steuerung, schneller Produktwechsel
Ergebnisse
- Kontinuierlicher, unterbrechungsfreier Materialtransport am Ende der Linie, vollautomatischer Stapelaufbau für verschiedene Kartontypen:
2.000 – 5.000 € / Jahr Zeitersparnis - Deutlich reduzierter Personalbedarf:
8.000 – 16.000 € / Jahr Ersparnis - Erhöhte Produktionseffizienz und Prozesssicherheit:
10.000 – 15.000 € / Jahr indirekte Einsparungen - Stabile, vorhersehbare Zykluszeiten – Steigerung der Lager- und Logistikeffizienz:
3.000 – 8.000 € / Jahr indirekte Einsparungen - Einfache Wartung, modulare Erweiterbarkeit
Automatisierte Palettierung mit Robotern – Komplettlösung für das Ende der Fertigungslinie in einem System
Unser Kunde suchte nach einer komplexen Lösung, die die Qualitätskontrolle, Sortierung, Ausrichtung und Stapelung der Produkte am Ende der Produktionslinie automatisiert. Das von unserem Ingenieurteam entwickelte System kann diese Aufgaben vollständig und unter einheitlicher Steuerung ausführen – sogar mit paralleler Bedienung mehrerer Palettenplätze.
Die Kartons werden über eine hochgelegene Förderbahn mit einem Aufzug in das System befördert, wo sie von der Sortierstation des Einlaufbereichs positioniert werden. Im nächsten Schritt überprüft eine Kamerastation die Ausrichtung und Qualität, unter anderem durch die Prüfung der Kartons auf Beschädigungen und die Unversehrtheit der DMC-Codes. Fehlerhafte Stücke werden vom System automatisch aussortiert.
Die Kartons werden anschließend nach Produkttyp sortiert und über spezielle Förderbänder zum Palettierroboter transportiert. Der segmentierte Greifer passt sich automatisch an die Größe und Form der Kartons an, sodass die Stapel immer stabil aufgebaut sind. Das System verfügt über vier Palettierroboter, um die Verfügbarkeit und Redundanz zu erhöhen. Die Anzahl der Roboter kann potenziell auf zwei reduziert werden, da sie auf linearen Schlitten montiert sind und mehrere Palettenplätze bedienen können.
Zum Gesamtsystem gehören außerdem die automatische Palettenzuführung, die Folienverpackung und die Etikettierung. Die fertigen Paletten können mit einem Gabelstapler abtransportiert werden, wobei das System automatisch die nächste leere Palette in die Palettierposition bringt.
Für wen?
Die Lösung ist ideal für Produktions- und Logistikunternehmen, bei denen:
- Es werden große Mengen an wiederholten Kartonagen und Palettierungen bearbeitet.
- Genaue Orientierung und Qualitätskontrolle sind wichtig
- Es müssen verschiedene Produkttypen und Kartongrößen verarbeitet werden.
- Erwartungen: schnelle, stabile Zykluszeiten und zuverlässiger Betrieb
Typische Branchen
- FMCG (schnelldrehende Konsumgüter)
- Elektronikindustrie
- Pharmaindustrie
- Verpackungsherstellung
Hauptkomponenten des Systems
Der Aufbau des Palettierungssystems nach Materialfluss ist transparent, modular und erweiterbar. Die einzelnen Einheiten können unabhängig voneinander entwickelt oder gewartet werden, arbeiten jedoch mit einer einheitlichen, zentralen Steuerung.
1. Förderband:
Von dem hoch gelegenen Sammelband (in unserem Fall 4,5 m) werden die Produkte mit Hilfe eines Aufzugs auf die Höhe des Palettierers am Ende der Linie (in unserem Fall 1 m) gebracht. Von hier aus beginnt der Transportabschnitt, der die ungeordneten Kartons zur Sortierstation befördert.
2. Kontrollstation für Ausrichtung und Orientierung
Die auf dem Förderband ankommenden Kartons werden mit Hilfe von Stoppern und Leitblechen angehalten und auf einer Seite des Förderbandes angeordnet. An dieser Station wird die Ausrichtung der Kartons mit Hilfe einer Kameraüberwachungseinheit bestimmt.
3. Kamera-Qualitätssicherungs- und DMC-Detektionsstation:
Nach der Sortierstation werden die Kartons getrennt zur Kamerakontrollstation befördert. Nach der Positionierung der Produkte erfolgt die Qualitätskontrolle der Kartons durch eine Drehung um 180° um die vertikale Achse aus zwei verschiedenen Richtungen.
Bei der Qualitätskontrolle werden folgende Punkte geprüft:
- herausgerissene Verpackung,
- Beschädigung der Verpackung,
- zusammengedrückte Verpackung,
- Vorhandensein der Abdeckfolie,
- richtige Ausrichtung der Verpackung (nicht auf dem Kopf stehend)
An dieser Station erfolgt die Erkennung und Verfolgung des DMC-Codes. Unabhängig vom Ergebnis der Kontrolle wird der Karton in einer bestimmten Ausrichtung auf das Verteilerband weitergeleitet.
4. Verteil- und Sortierförderbänder:
Die einzelnen Produkttypen werden auf dem Verteilerband getrennt. Für jeden Produkttyp gibt es einen eigenen Förderer. Je nach Rezeptur und Produktionsplanung können für ein Produkt mehrere Förderer bestellt werden. Wenn die jeweilige Kartonsorte den für sie vorgesehenen Förderer erreicht, wird sie mit Hilfe einer Stoppvorrichtung angehalten und von einem Schieber auf den Sortierförderer weitergeleitet.
Die Kartons werden bis zum Ende des angetriebenen Sortierförderers transportiert, wo sie anstoßen und für die Aufnahme durch den Roboter positioniert werden.
Die Anzahl und Anordnung der erforderlichen Sortierförderer wird anhand der Anzahl der Produkttypen und der erwarteten Zykluszeit festgelegt.
5. Ausschussförderer und Rückführförderer:
Wenn die Verpackung die Qualitätskontrolle per Kamera nicht bestanden hat oder aus irgendeinem Grund auf keines der Sortierförderbänder gelangt, wird sie auf das Ausschussförderband am Ende des Verteilerförderbandes befördert. Hier entfernt der Bediener die betreffende Karton manuell vom Förderband. Mithilfe eines manuellen Codelesers und eines Displays erhält der Bediener Informationen über den Grund für die Weiterleitung auf den Ausschussförderer. Nach der Überprüfung und Reparatur der Schachtel kann diese wieder in das System zurückgeführt werden. Vor der ersten Kameraüberprüfung gemäß dem Materialfluss befindet sich ein Zuführband, auf das der Bediener die betreffende Kartonschachtel legen kann.
6. Palettierroboter:
Der Palettierroboter nimmt die auf dem Sortierförderband positionierte Kartonschachtel mit einem speziellen Roboterwerkzeug auf und legt sie gemäß einem vorgegebenen Stapelmuster auf eine Standard-EUR-Palette. Das System eignet sich neben EUR-Paletten auch für die Handhabung anderer Palettentypen. Es ist möglich, innerhalb einer Produktion gleichzeitig verschiedene Palettentypen zu handhaben.
Dank seiner geteilten, klappbaren Plattenkonstruktion und dem linearen Servoantrieb kann das Roboterwerkzeug auch unterschiedliche Kartongrößen verarbeiten. Das Werkzeug passt die Greifgröße an den jeweiligen Kartontyp an. Die Kartons werden seitlich mit Hilfe eines parallelen Lamellengreifers aufgenommen. Eine der Platten ist feststehend und kann nicht verstellt werden, die andere Platte ist verstellbar. Letztere wird bei jedem Produktwechsel verschoben.
In der Regel wird der Roboter auf einem Podest befestigt, das mit dem industriellen Betonsockel verbunden ist. Wenn der Arbeitsbereich des Roboters erweitert werden muss, wird der Roboter auf einem servogesteuerten linearen Schlitten platziert, sodass ein Roboter mehrere Paletten stapeln kann.
7. Stapelstation:
Auf der für die jeweilige Artikelnummer vorgesehenen Palette stapelt der Roboter die einzelnen Kartons anhand des Stapelmusters und der vorgeschriebenen Palettenhöhe auf die Palette. Je nach Rezept können auf einer Palette auch verschiedene Kartontypen gestapelt werden.
8. Palettenhubwagen:
Die Aufgabe des Palettentransportwagens besteht darin, die fertigen Paletten von der Stapelstation auf den Förderer vor der Palettenfolienverpackungsstation zu transportieren und anschließend eine leere Palette aus dem automatischen Palettendosierer auf die leere Stapelstation zu legen.
9. Automatischer Palettenbeschicker:
Der automatische Palettenverteiler kann 10-15 leere Paletten aufnehmen. Die Paletten werden automatisch an den Palettentransportwagen ausgegeben. Es besteht die Möglichkeit, vor dem Palettenverteiler mehrere Pufferstapel mit automatischer Zuführung zu bilden.
10. Automatische Palettenfolienverpackungsmaschine und Etikettiergerät:
Die Paletten, die auf die Folienverpackung warten, werden mit Hilfe eines Fördersystems einzeln in die Folienverpackungsmaschine befördert, wo sie gemäß dem Programm mit Folie umwickelt werden. Nach der Folienverpackung werden die Paletten mit einem Etikett versehen. Nach Abschluss des Vorgangs werden die fertigen Paletten auf einen Auslagerungsförderer befördert, von wo aus sie von den Bedienern mit einem Gabelstapler abtransportiert werden.
Vorteile
- Flexibles, modulares Design
- Leicht erweiterbar und anpassbar
- Schneller Rezeptwechsel mit minimalen Anpassungen
- Ergonomische, sichere Bedienoberfläche (HMI)
- Zentralisierte Systemsteuerung
- Reduzierter Bedarf an manueller Arbeitskraft
- Erhöhte Prozesssicherheit und verbesserte Auslastung
Hungarian
English
German
