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Die grafische Industrie steht angesichts des Fachkräftemangels und der immer anspruchsvolleren Marktbedingungen unter einem hohen Effizienzdruck. Eine Antwort darauf ist eine Automatisierung, zumal es auch um die Entlastung der Mitarbeiter von körperlich anstrengender Arbeit geht, gerade bei sehr schweren Papierstapeln. „Da in der Druckbranche große Gewichte mit hoher Präzision bewegt werden müssen, bietet eine Automatisierung dort sehr hohe Potenziale“, berichtet Markus Frick, Geschäftsführer der Baumann Gruppe. „Gleichzeitig lässt sich das Handling von Papier aber nur schwer automatisieren, denn Papier ist ein empfindliches Naturprodukt.“
Pionier bei der Automatisierung von Schneide- und Zuführprozessen
Mit seinen Anlagen der Marke Baumannperfecta nimmt der Maschinenbauer aus Solms diese Herausforderung seit Jahren erfolgreich an: „Wir gehören zu den ersten Anbietern überhaupt, die Lösungen für die Automatisierung von Schneide- und Zuführprozessen in der Druckbranche entwickelt haben“, beschreibt Markus Frick die Pionierrolle. Ein Fünftel der Belegschaft kümmert sich dazu um Forschung und Entwicklung. Die Fertigungstiefe der ausschließlich in Deutschland konstruierten und gebauten Baumannperfecta-Anlagen beträgt rund 80 Prozent.
Entsprechend setzt die Baumann Gruppe – als erstes Unternehmen der Branche – seit acht Jahren auch Roboter ein und hat sich damit einen Technologie-Vorsprung geschaffen. Eine zentrale Säule des Baumannperfecta-Portfolios ist das weltweit erste vollautomatische Schüttel- und Schneidesystem für die Weiterverarbeitung in der Etikettenproduktion, im Verpackungsdruck oder auch im klassischen Akzidenzdruck.
Kombi aus Schüttelautomat und robotergestütztem Schneidesystem
Das modulare und skalierbare Anlagenkonzept kombiniert dabei einen Schüttelautomat und ein robotergestütztes Schneidesystem. Dessen Herzstück ist ein integrierter Roboter, der mit einem von Baumann speziell für die Papierverarbeitung entwickelten Greifersystem ausgestattet ist. Dieser übernimmt vor und nach dem eigentlichen Schneideprozess die Aufgaben des Bedieners.
Das heißt im Einzelnen: das Greifen, Ausrichten, Drehen und Klopfen der Lage sowie die Weitergabe der geschnittenen Papierstapel an einen Zwischenpuffer oder Ablader. Diese Arbeitsschritte erfordern damit kein manuelles Eingreifen mehr und werden gleichzeitig hochpräzise ausgeführt. Auch ein 3-Schicht-Betrieb und damit eine optimale Auslastung der Anlage werden durch die Automatisierung möglich.
Leistungsfähiges Steuerungskonzept für komplexes, modulares Anlagendesign
Ein so komplexes, modulares Anlagendesign erfordert nicht zuletzt auch ein dementsprechend leistungsfähiges Steuerungskonzept. Und das bedeutete in diesem konkreten Fall eine herstellerunabhängige Gesamtlösung, wie Geschäftsführer Markus Frick erklärt: „Die Steuerung ist das Herzstück unserer Anlage. Interoperabilität spielt in diesem Zusammenhang eine zentrale Rolle.“
Die neue Generation des robotergestützten Schneidesystems verlangte zudem nach neuen Funktionalitäten, etwa im Hinblick auf die Erfassung der Genauigkeit. Optional sollte das Schneidsystem zudem mit einer zusätzlichen Bedieneinheit ausgestattet werden können, um so jederzeit den schnellen Zugriff auf alle Parameterdaten zu ermöglichen. Zudem sollten die Steuerungen der Schneidemaschine und des Roboters auf eine sehr einfache, intuitive Bedienung über Touchscreen ausgelegt sein.
Kombination aus CPU und dazu passendem I/O System
Yaskawas bewährtes Steuerungs- und I/O-System SLIO (eine Kombination aus CPU und dazu passendem I/O System und eines der effizientesten und modernsten Steuerungssysteme am Markt) erfüllte, neben der geforderten Genauigkeit, diese Anforderungen für die Schneideanlage. Ein Smart Panel aus dem Yaskawa-Portfolio sowie ein Fernwartungsmodul – zur Überprüfung des Maschinenstatus und für Serviceinformationen – runden den Ausstattungsumfang ab.
Handlingroboter positioniert Papierstapel mit Fingerspitzengefühl
Nach den guten Erfahrungen entschieden sich die Verantwortlichen bei der Baumann Gruppe auch bei der Auswahl des Handlingroboter für ein Modell von Yaskawa, genauer für einen 6-achsigen Motoman GP50 mit 50 kg Traglast. Dieser positioniert den bis zu 15 cm starken Papierstapel vor dem Schnitt und übernimmt nach dem Schnitt den Abtransport des Papiers aus der Maschine.
Als Besonderheit verfügt der Roboter hier über eine Servofloat-Funktion. Die Steuerungssoftware ist damit in der Lage, einzelne Roboterachsen weich zu stellen. Der Roboter simuliert mit der Servofloat-Funktion quasi das Fingerspitzengefühl eines menschlichen Bedieners und kann so auf kleinste Kraftveränderungen reagieren. Eine Achse des Roboters wird für die Anlage kraftlos geschaltet und schräg gestellt. Das Ergebnis ist ein akkurater, glatter Schnitt des Papierstapels.
Die kompakt im Schaltschrank integrierte Motoman-Robotersteuerung YCR1000 ist in die übergeordnete Maschinensteuerung eingebunden. So lässt sich der Roboter im gängigen IEC-61131-SPS-Umfeld steuern. Durch die Integration in die SPS bleiben dabei alle genuinen Vorteile der Robotersteuerung erhalten.
Fazit
Das vollautomatische Schüttel- und Schneidesystem der Marke Baumannperfecta revolutioniert die Weiterverarbeitung in der grafischen Industrie: Zwischen dem Laden der Palette mit den gedruckten Bogen und der Entnahme der fertig geschnittenen Drucknutzen ist keinerlei Eingriff durch Bedienpersonal notwendig. Die nötige Effizienz und Präzision rund um den automatisierten Schneideprozess gewährleitet Steuerungs- und Robotertechnik von Yaskawa.
„Für diesen Zulieferer sprachen aus unserer Sicht vor allem zwei Punkte“, fasst Markus Frick, Geschäftsführer der Baumann Gruppe, zusammen: „Erstens verfügt Yaskawa über jahrzehntelange Erfahrung im Maschinenbau und speziell auch in der Druckerbranche. Und zweitens schätzen wir die räumliche Nähe: Der europäische Hauptsitz von Yaskawa in Hattersheim bei Frankfurt liegt gerade einmal eine Autostunde von uns entfernt. Für Schulungen und Support sind die Wege also kurz.“
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