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Um besser auf immer differenziertere Kundenbedürfnisse eingehen zu können, gab die MEGGLE AG 2014 einen neuen Sammelpacker für Butterbecher in Auftrag. Schubert entwickelte eine TLM-Verpackungs- maschine mit frei programmierbarer Mischfunktion und flexibler Wech- selmöglichkeit zwischen unterschiedlichen Packformaten. Eine integrierte Speicherfunktion und die Zusammenarbeit der Roboter mit dem TLM- Transmodul bei der Beladung der Kartons zeichnen die Maschine aus. Darüber hinaus kommen in der Packanlage besonders hochwertige Kartons zum Einsatz, die Schubert gemeinsam mit MEGGLES Kartona- gelieferanten eigens für diese Anwendung entwickelte.
Die beiden Transmodulstrecken für die Bechergruppierung und den Transport der Kartonverpackung laufen in entgegengesetzten Richtungen durch die Ma- schine
Der Kontakt zwischen Schubert und MEGGLE besteht schon seit Jahren. Einen ersten Sammelpacker mit Mischfunktion verkaufte Schubert 2012 an MEGGLE. Dieser erfüllte im Wesentlichen bereits die gleiche Funktion wie die neue Anlage: die Verpackung von Butterbechern in einem Tray. Allerdings kamen auf Wunsch der von MEGGLE belieferten Lebensmittelketten inzwischen weitere Verpa- ckungsarten hinzu; zudem sollte der Verpackungsvorgang in verschiedenen Punkten noch verbessert werden. 2014 lieferte Schubert MEGGLE erneut einen Sammelpacker für Butter in unterschiedlichen Becherformaten, der neben der Trayverpackung auch die Verpackung in „Zip & Knack“-Kartons beherrscht. Dabei handelt es sich um Kartons, die man mittig aufreißen und aus- einanderbrechen kann, um die Becher seitlich im Regal zu präsentieren. Der Verpackungsvorgang konnte durch die Eigenintelligenz des patentierten TLM- Transmoduls automatisiert und mit Hilfe einfacher Werkzeuge weiter optimiert werden.
Die Butterbecher werden in verschiedenen Sorten vierbahnig von der Vorma- schine zugeführt. Hierbei sind unterschiedliche Aufteilungen der Bechersorten möglich, z. B. zwei Bahnen von Butter ohne Salz und zwei mit Salz oder drei mit, eine ohne Salz oder auch die sortenreine Zusammenstellung. Die Produkte laufen zunächst über einen Metalldetektor und eine Waage, damit Becher, die nicht korrekt befüllt sind, ausgeschleust werden können. Parallel zur Anlieferung der Butterbecher zieht ein 3-Achs-Roboter die Schachtelzuschnitte aus dem Magazin. Der Vorteil des F3-Roboters gegenüber zweiachsigen Robotern, wie sie bei anderen Verpackungsmaschinenbauern eingesetzt werden, zeigt sich in einem besseren Entstapeln der Kartonagen, da die Kartonagen nicht einfach abgezogen, sondern mit der dritten Achse ausgeschält werden. Auch leicht feuchte oder verbogene Kartonagen verursachen keine Störungen. Ein 2-Achs-Roboter übernimmt den Zuschnitt, der von unten noch mit Heißleim versehen wird, drückt ihn durch einen Faltrahmen und positioniert den aufgerichteten Karton direkt auf dem Transmodul.
Die Becher werden auf das Transmodul übergesetzt und vorgruppiert
Das Transmodul als Schlüssel zur Variantenvielfalt
Die Anlage verfügt über zwei Transmodulstrecken. Auf der ersten Strecke werden die Schachteln transportiert, während auf den Transmodulen der zweiten Strecke die Becherformationen gebildet werden.
Die Becher durchlaufen den Schubert-Auflichtscanner, der die Kontur und Posi- tion der Butterbecher erkennt. Er kommuniziert diese Daten an die beiden vierachsigen Pick-and-Place-Roboter, die für die lageweise Vorgruppierung der Becher zuständig sind. Der Einsatz der Bildverarbeitung ist wichtig, da außer der Qualitätskontrolle auch die richtige Orientierung des Becherdruckbilds in der Verpackung gewährleistet sein muss. Sobald die Position der Produkte dem Packschema entspricht, fährt das Transmodul weiter in den Füllbereich. Ein F2- Roboter greift zwei Formationen der Becher vom Transmodul auf, indem er diese mit Hilfe eines entsprechenden Werkzeugs ansaugt, und befüllt die daneben bereitstehenden zwei Kartons auf der ersten Transmodulstrecke lageweise gleichzeitig. Wichtig bei diesem Schritt ist es, die Becher so eng zusam- menzuschieben, wie sie in der Schachtel platziert sein müssen. Hierbei nutzt Schubert die Intelligenz des Transmoduls, das die Becher lose auf einer Kunst- stoffplatte transportiert. Das Transmodul ist – anders als ein Produktband – in der Fahrbewegung frei programmierbar wie ein Roboter. Während es bis zu dieser Stelle im Verbund mit den anderen Transmodulen gekoppelt war und sich kontinuierlich bewegte, wechselt es zum Beladen der Kartons in die getaktete Fahrweise. Nach einem kurzen Zwischenstopp bewegt es sich an die richtige Position vor und kommuniziert diese an den Roboter. Ein einfacher Mechanismus am Werkzeug des Roboters schiebt nun die Becher zusammen. Als Schlüsseltechnologie dienen hier F44-Roboter in Kombination mit einer Transmodulstrecke. Die enge Zusammenarbeit zwischen beiden Aggregaten macht die einfache Lösung erst möglich – bei einem konstant durchlaufenden Band würde dieser Schritt hingegen ein komplizierteres Werkzeug erfordern.
Für die Vorgruppierung ist ein vierachsiger Pick-and-Place-Roboter zuständig
Nach dem Einsetzen der Becher in die Kartons werden diese über Aggregate beleimt und von einem F2-Roboter verschlossen. Im Anschluss werden die Kartons auf das Auslaufband übergesetzt. Die Palettierung erfolgt derzeit noch manuell durch einen Maschinenbediener, der zugleich für das Nachlegen der Kartonage ins Magazin zuständig ist. Auf Kundenwunsch könnte Schubert auch eine vollauto- matische Palettierung in die Anlage integrieren.
Der Wechsel zwischen den beiden Kartonformaten, Trays (die in 12er- und 24er- Größe zum Einsatz kommen) und „Zip & Knack“-Kartons (mit 12 Produkten), erfolgt bei Schubert, anders als bei Wettbewerbern, ohne Spindel-Verstellung und somit werkzeuglos. Ausgetauscht werden lediglich feste Formatteile, die über Steck- verbindungen an die Maschine angeschlossen sind. Energie und Daten werden hierbei berührungslos übertragen – ein wichtiges Merkmal für die hohe Verfüg- barkeit von modernen Endverpackungsanlagen. Der Formatwechsel erfordert nur einen Mitarbeiter. RFID-Chips im Werkzeug und im Roboterarm prüfen das Werkzeug und melden, ob es sich um das richtige handelt.
Die Kartons entwickelte Schubert gemeinsam mit MEGGLES Kartonagelie- feranten gemäß den Vorgaben der von MEGGLE belieferten Lebensmittel- discounter. Diese wünschten sich einen integrierten Verletzungsschutz, damit sich ihre Kunden beim Einkauf nicht an den scharfen Kanten der Kartons schneiden können. Normalerweise kommen in automatischen Verpackungsprozessen, in de- nen die Maschine die Kartons aufrichtet, befüllt und verschließt, sogenannte „of- fene Wellen“ zum Einsatz, das heißt Kartons mit offener Kartonkante. Die von MEGGLE verwendeten Kartons zeichnen sich dagegen durch eine umgeklappte Kante aus. Zu ihrer Herstellung wird der Zuschnitt maschinell in ein Faltaggregat eingelegt und mit Leim versehen; anschließend wird die Kante umgeklappt und festgeklebt. Wichtig bei der Entwicklung dieser Kartons war, dass sie trotz des sehr aufwändigen Facings maschinell verarbeitbar bleiben mussten.
Der Schlüssel zur Variantenvielfalt: die Transmodulstrecke zum Gruppieren der Becher
Puffer gleicht Produktionsschwankungen aus
Eine weitere Besonderheit der Maschine ist ihr integrierter Puffer, der eine Spei- cherfunktion für überschüssige Butterbecher übernimmt. Wenn das Mischverhält- nis nicht stimmt, weil die vorgeschaltete Abfüllanlage einzelne Becher aussortiert und infolgedessen zu wenige Becher von einer Sorte in die Verpackungsmaschine liefert, setzt der Pick-and-Place-Roboter die überschüssigen Becher in einen Puffer. Zugleich gibt er ein Signal an die vorgeschaltete Abfüllmaschine, dass diese die Abfüllung so steuert, dass das Verhältnis der Produktion korrigiert wird. Auf die im Puffer wartenden Becher greift der Roboter dann entsprechend zurück. Trotz Produktionsschwankungen kann so jederzeit das richtige Verhältnis aus gesalzener und ungesalzener Butter pro Verpackung eingehalten werden.
Ermöglicht wird die Synchronisation zwischen den Maschinen und Komponenten durch die offene VMS-Steuerungsarchitektur. Sowohl der 2-Achs-, 3-Achs- und 4- Achs-Roboter als auch der Scanner der Schubert-Anlage kommunizieren in der gleichen Programmiersprache und sind deshalb miteinander kompatibel. Kein anderes Unternehmen bietet eine vergleichbare Verpackungsmaschinensteue- rung. „Bei Anlagen von anderen Verpackungsmaschinenbauern stammt nor- malerweise der Roboter, die Kamera und die Peripherie jeweils von unter- schiedlichen Herstellern“, erklärt Kanellos Tzinieris, Gebietsverkaufsleiter bei Schubert. „Wenn der Kunde Service benötigt, muss er sich im schlimmsten Fall mit allen diesen Firmen jeweils einzeln auseinandersetzen. Schubert bietet den Service für alle Module aus einer Hand.“
Die umgeklappte Kante der Kartons schützt Kunden vor Verletzungen
Je nach Wunsch der Kunden von MEGGLE fallen die Mischverhältnisse der gesalzenen und ungesalzenen Butterbecher in den Kartons unterschiedlich aus. Aktuell werden die Zusammensetzungen 75/25, 60/40 und 70/30 verwendet. Mit der Mischfunktion kann der Schubert-Sammelpacker besser umgehen als vergleichbare Maschinen von Mitbewerbern, da er mit dem von Schubert patentierten Gegenlaufprinzip ausgestattet ist. Die Produkte laufen dabei in entgegengesetzter Richtung durch die Maschine wie die Verpackung. Da immer ausreichend leere Transmodule verfügbar sind, um Produkte abzulegen, fallen keine Produkte hinten vom Band. Zugleich kommen am Produkteinlauf immer genügend Produkte, um die Produktgruppierungen auf den Transmodulen zu vervollständigen. Nur vollständig befüllte Transmodule fahren somit aus dem Vorgruppierungs-Bereich zum Beladen des Trays.
Nicht nur bei den Mischverhältnissen, sondern auch bei den Becherformen sind der Vielfalt keine Grenzen gesetzt: Sie reichen von rund über rechteckig bis qua- dratisch mit einer Größe von bis zu 500 Gramm. Aktuell produziert MEGGLE Be- cher mit 125 Gramm oder 250 Gramm Inhalt. Die Anlage kann bis zu 200 Butterbecher pro Minute verpacken und hat einen Wirkungsgrad von über 97 %.
„Flexibilität beim Sortenmix in Kombination mit verschiedenen Varianten der Ver- packung war für diesen Kunden unumgänglich“, sagt Tzinieris. „Nur so kann die Anlage wirtschaftlich betrieben werden.“ Die MEGGLE AG ist mit dem Ergebnis sehr zufrieden: „Von der Bauweise der Roboter bis zum einfachen Formatwechsel, von der Pufferfunktion bis hin zur offenen VMS-Steuerungsarchitektur ist diese Maschine den Angeboten von Wettbewerbern klar überlegen“, sagt Holger Kühner, technischer Leiter bei MEGGLE. „Die Maschine hat sich inzwischen auch in unserem Produktionsalltag bewährt. Schubert hat unsere Erwartungen in vielen Punkten noch übertroffen.“
Produkte
Systemkomponenten
Teilmaschinen
Verpackungsanlagen
Verpackungslösungen
Funktionen
MES (Manufacturing Execution System)
TLM-Konfigurator
Ãœber die Gerhard Schubert GmbH
Die Gerhard Schubert GmbH ist weltweit anerkannter Marktführer für Top-Loading-Verpackungsmaschinen (TLM). Das Familienunternehmen aus Crailsheim (Baden-Württemberg, Deutschland) setzt bei seinen digitalen, roboterbasierten Verpackungsmaschinen auf ein Zusammenspiel von einfacher Mechanik, intelligenter Steuerungstechnik und hoher Modularität. Mit dieser Philosophie und einer eigenen Innovationskultur beschreitet das Unternehmen seit über 50 Jahren völlig eigenständige technologische Wege.
Mit seiner TLM-Technologie stellt der Maschinenbauer seinen Kunden zukunfts- sichere Verpackungsmaschinenlösungen bereit, die einfach in der Bedienung, flexibel in der Formatumstellung, hochleistungsfähig und stabil in der Funktion sind. Die TLM-Verpackungsmaschinen verpacken Produkte jeglicher Art und Branche – von Lebensmitteln, Süßwaren, Getränken, Pharmazeutika und Kosmetik bis hin zu technischen Artikeln – in Trays, Kartons, Schachteln oder in Schlauchbeutel.
Namhafte Marken wie Ferrero, Nestlé, Unilever oder Roche vertrauen gleicher- maßen auf Automatisierungslösungen von Schubert wie zahlreiche kleine, mittelständische und familiengeführte Unternehmen. Gegründet im Jahr 1966 beschäftigt die heute in zweiter Generation geführte Unternehmensgruppe mehr als 1.600 Mitarbeiter.
Mehr Informationen finden Sie hier:
Homepage: www.schubert.group
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