Ein spanischer Kunde beauftragte den Waagen- und Anlagenspezialisten Bizerba, ein End-of-Line-System für die automatisierte Kommissionierung von Fleischverpackungen zu entwickeln. Bislang stapelten Beschäftigte die folierten Lebensmittelschalen nach dem Verpacken, Wiegen und Etikettieren in Transportkisten. Die manuelle Geschwindigkeit begrenzte jedoch den Output und mehr Personal war zudem aufgrund des Fachkräftemangels nicht verfügbar.
Daher sollte eine Roboterlösung eine höhere Pick-Rate sowie einen Betrieb rund um die Uhr sicherstellen. Gemeinsam mit Kilivations aus Weil im Schönbuch konstruierte Bizerba eine End-of-Line-Anlage mit zwei Handling-Robotern – den Case-Packer. Ein Transportband bringt die verpackten Schalen an die Aufnahmestelle. Jeder der beiden Roboter nimmt vier Lebensmittelverpackungen auf und setzt diese in die Ladekisten – alle fünf Sekunden, eine Lage nach der anderen.
Sensor überwacht Unterdruck
Wichtiger Bestandteil des Case-Packers sind zwei Cobots von Universal Robots (UR) sowie smarte Greifer des Vakuum-Experten Schmalz. Die Herausforderung beim Greifen: Die Verpackungs-Folie verformt sich beim Zugreifen leicht und zerknittert: Durch den Faltenwurf stoßen herkömmliche Vakuum-Greiflösungen an ihre Grenzen, weil sie die Falten nur unzureichend abdichten.
Zum Einsatz kommen daher an jedem Cobot ein rein elektrisches Vakuum-System von Schmalz mit einer Compact-Pump GCPi, die den Greifer am Roboterarm mit Vakuum versorgt. Die GCPi erzeugt den notwendigen Unterdruck mithilfe einer Doppelkopf-Membranpumpe, die mit einer integrierten Energiesparregelung ausgestattet ist und die Drehzahl der Pumpe bedarfsgerecht steuert.
Am Greifer sitzen dezentral die beiden Kompaktventile LQEi, die zwei getrennte Saugkreise kontrollieren. Sie schalten das Vakuum dort, wo es gebraucht wird und sorgen für eine schnelle Evakuierung sowie Belüftung. Das beschleunigt die Ansaug- und Ablegezeiten. Ein im Ventil integrierter Sensor überwacht den Unterdruck und sorgt so für eine hohe Prozesssicherheit.
Der Greifer überzeugt zudem durch seine Flexibilität und Modularität. Falls sich die Geometrie der Lebensmittelschalen später ändern sollte, lassen sich die Bestandteile neu kombinieren. „Das ist innovativ und passt zu unserer offenen Roboterzelle, die nur durch Lichtschranken geschützt ist“, betont Oliver Deifel, Director Global Customer Solutions & Integration Business bei Bizerba.
Ausfallsicher dank IO-Link
Den direkten Kontakt zur Fleischverpackung haben Balgsauggreifer PSPF, die aus FDA-konformem Silikon bestehen und für den Kontakt mit Lebensmitteln geeignet sind. Jeweils sechs Stück werden durch ein Kompaktventil LQEi gesteuert. Sie besitzen neben einem flexiblen und doch stabilen Balg eine besonders weiche Dichtlippe. Damit kann das System die Folienverpackung automatisiert handhaben – trotz Faltenwurf.
Über IO-Link lassen sich Prozessparameter direkt übertragen. „Über die IO-Link-Kommunikation haben wir die Möglichkeit, relevante Prozessparameter wie Ansaugzeit und Leckagerate auszuwerten“, erklärt Jan Walter, Leiter des Verkaufs Deutschland bei Schmalz. „So können wir einen schleichenden Saugerverschleiß erkennen oder Leckagen im System detektieren.“ Durch diese vorausschauende Wartung vermeidet der Lebensmittelbetrieb ungeplante Stillstandzeiten.
System arbeitet rein elektrisch
Das gesamte System arbeitet rein elektrisch, optimierte Strömungsquerschnitte und Leitungslängen ermöglichen ein schnelles Ablegen der gegriffenen Werkstücke. Durch den dezentralen Einbau der LQEi am Greifer realisiert Schmalz extrem schnelle Evakuierungs- und Ablegezeiten, um die geforderten 96 Picks pro Minute zu erreichen.
„Die Zusammenarbeit mit Schmalz und Kilivations verlief positiv und wir konnten gemeinsam ein hervorragendes System bei unserem Kunden in Spanien installieren“, erzählt Oliver Deifel. „Unser Auftraggeber fährt die Anlage mit einem hohen Durchsatz, spart Personalkosten und dies bei maximaler Prozesssicherheit.“ Der Case-Packer arbeitet seit Ende 2023 in Spanien, andere Kunden haben bereits Interesse an der Lösung gezeigt. Deifel: „Das smarte Konzept dieser Anlage bildet die Grundlage für weitere Projekte.“
J. Schmalz GmbH
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