Modulare Roboterzelle von de Man

Kompakte Roboterzelle palettiert verschiedene Kartons

15 verschiedene Kartontypen mit Scheibenfrostschutzmittel, die sich in Höhe, Breite, Länge und Gewicht unterscheiden, sollten bei Stockmeier auf Europaletten gestapelt werden. Das Unternehmen entschied sich für die Modulare Roboterzelle MRZ von de Man.

Bei Stockmeier kümmert sich die MRZ von de Man um das Palettieren. © De Man

Stockmeier Chemie gehört zu den größten Chemiedistributoren in Europa. Das Unternehmen bietet Industrie- und Spezialchemikalien an und hat sich zudem auf die Entwicklung, Herstellung und den Vertrieb von Reinigungsmitteln für den industriellen und gewerblichen Einsatz spezialisiert. Am Hauptstandort in Bielefeld sollte das in Kartons verpackte Scheibenfrostschutzmittel automatisch palettiert werden. Stockmeier entschied sich für die MRZ Version 2.1 von de Man mit einem Palettierplatz und Palettenfördertechnik innerhalb der Zelle plus optionalem Zwischen- und Palettenmagazin. Sie erreicht eine Leistung von 175 bis 500 Kartons pro Stunde.

Kontinuierliche Palettenzufuhr
Der zu palettierende Artikel wird vom Anlagenbediener am HMI PC ausgewählt. Jedem Artikel ist ein spezifisches Packschema zugeordnet, in dem die Packreihenfolge hinterlegt ist. Zunächst spendet das Palettenmagazin, welches sich oberhalb eines Palettenübersetzers befindet, eine Leerpalette (Europalette). Zum Befüllen werden die Paletten per Stapler auf einem Zuführförderband abgelegt und von diesem in das Magazin transportiert.

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Die angeforderte Palette wird von oben auf den Palettenübersetzer abgelassen und steht dann separat unter dem Magazin. Sie fährt nun über den Kettenförderer auf den Leerpalettenplatz und wird auf der linken Seite ausgerichtet. Bei Bedarf transportiert die Fördertechnik die Palette auf den Palettierplatz, wo sie von einem Stopper angehalten und in Laufrichtung ausgerichtet wird. Der Leerpalettenplatz wird direkt wieder belegt, sodass ein reibungsloser Palettiervorgang gewährleistet wird.

Während die zu palettierende Leerpalette einläuft holt der Roboter – sofern im Packschema hinterlegt – eine Boden-/Zwischenlage. Diese Lagen bestehen aus eigensteifer Pappe und werden in einem Zwischenlagenmagazin bevorratet, das händisch befüllt wird. Der Robotergreifer fährt auf eine Position über dem Zwischenlagenmagazin und dann langsam auf das Magazin hinunter. Sensoren erkennen, wenn der Greifer die oberste Pappe erreicht hat. Diese Position speichert der Roboter, damit er beim Holen der nächsten Zwischenlage direkt ins Ziel fahren kann. Die Suchhöhe wird zurückgesetzt, wenn die Tür geöffnet wird, da dann die Möglichkeit besteht, dass das Magazin nachgefüllt wurde.

Neue Packschemen selber anlegen
Die Kartons laufen nun über eine Leichtfördertechnik mit einem 800 Millimeter Tunnel als Eingriffsschutz in die Zelle ein und werden vom Roboter – eingesetzt wurde ein Kawasaki CP 180L mit vier Achsen – auf Europlatten palettiert. Der Roboter wurde von de Man auf ein Podest gestellt, um die maximale Höhe der gepackten Palette von 1.650 Millimeter problemlos zu erreichen. Da die Kartons nicht saugbar sind, werden sie mit einem Gabelgreifer jeweils einzeln oder zu zweit gegriffen und auf der Palette gemäß Packschema abgesetzt.

Palettierplatz mit Greifer, rechts die Zuführfördertechnik mit Eingriffschutz © De Man

Der Greifer kann Kartons von flexibler Größe bis maximal 400 mal 300 mal 350 Millimeter handeln. So werden alle verschiedenen Produktgrößen abgedeckt. Während der Roboter die Kartons auf die Palette packt, laufen die nächsten bereits in die Zelle ein. Bei den Kartons mit der höchsten Produktionsrate beträgt die schnellste Taktzeit des Roboters sechs Sekunden pro Karton. Falls es im Packschema vorgesehen ist, wird zwischen die einzelnen Lagen eine Zwischenlage gelegt.

Die vollen Paletten werden schließlich aus der Zelle gefördert, an eine Fördertechnik der Firma WST übergeben und direkt ins Lager transportiert. Während die Palette ausläuft, fährt bereits die nächste Leerpalette in die Zelle um eine möglichst kurze Palettenwechselzeit zu gewährleisten. Die Anlage wird mit 15 bereits vorinstallierten Packschemen ausgeliefert. Weitere Packschemen können nach einer entsprechenden Schulung vom Kunden selber im de Man Packschemengenerator angelegt werden.

Als zentrale Steuerung kommt eine S7 1510SP-F zum Einsatz. Sie kontrolliert das Feldbussystem (Profinet) und versorgt die Robotersteuerung mit Daten. Die SPS bekommt ihrerseits Produktdaten und Steuerdaten von der HMI, einem PC mit einem SQL-Server als Datenbank. Als Bedienoberfläche kommt die de-Man-Visualisierung zum Einsatz. Besonderheit bei der Anlage für Stockmeier: Der Touch-Bildschirm misst ganze 24 Zoll und erleichtert dem Bediener sowohl das Erkennen aller Details des Anlagenlayouts als auch die Auswahl der Funktionen.

Die Bedienelemente befinden sich direkt auf dem Hauptschirm, der Bediener kann sich hier einen schnellen Überblick über den Status aller Anlagenteile verschaffen und komplexe Komponenten detaillierter anzeigen lassen.

Palettierplatz, rechts das Palettenmagazin © De Man

Aus Sicherheitsgründen ist die gesamte Anlage von einem Schutzzaun umgeben, der Zugang erfolgt über eine Schutztür, die angefordert werden muss. Die Sicherheitsverriegelung mit Zuhaltung erlaubt erst ein Öffnen der Schutztür, wenn die gefahrbringenden Bewegungen sicher gestoppt sind. Eingeschlossene Personen können die Zelle dank einer Notentriegelung verlassen. Ein Lichtgitter ermöglicht das Ausförden der vollen Paletten im Automatikbetrieb, verhindert jedoch unbefugten Zutritt in die Anlage.

Standard und trotzdem individuell
Die eingesetzte Modulare Roboterzelle MRZ ist Teil der M-Serie von de Man. Der Automatisierungsspezialist bietet seinen Kunden eine Reihe vorgeplanter modularer Roboterzellen für verschiedene Anwendungen: Den MKA für das Aufrichten von Kartons, die MPZ für das Packen von Waren in Kartons, die MRZ für die Palettierung sowie die MEZ für die Etikettierung von Kartons. Alle Zellen werden gesteuert vom Materialflussrechner MFR.

Die M-Serie hat eine kompakte Grundfläche, bietet Flexibilität sowie hohe Präzision und Geschwindigkeit. Alle Zellen können individuell an die spezifischen Anforderungen angepasst und durch Optionen wie Kameratechnik oder zusätzliche Förderstrecken erweitert werden. Ebenso lassen sich alle Produkte der Serie miteinander zu einer kompletten Verpackungsstraße kombinieren. as

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