de Man Automation+Service GmbH & Co. KG
Branchen
Palettierzelle von de Man für Wernsing Feinkost
Besonders kompakt musste die neue Roboterpalettierung bei Wernsing sein, sollte sie doch in eine bestehende Produktion integriert werden, die nur wenig Platz für die neue Anlage ließ. Zuvor wurden die Trays mit Krautsalat hier manuell auf Paletten gepackt. Die vollautomatische Palettieranlage von de Man kommt mit einer Grundfläche von nur gut 4 x 4 Meter aus. Hierfür wurde ordentlich an Platz gespart, unter anderem verlegte de Man das Magazin mit den Boden- und Zwischenlagen auf statt neben den Schaltschrank. Die Leerpalettenaufgabe sowie Vollpalettenabnahme erfolgen beide an der Vorderseite der Zelle, so muss nur an einer Seite ausreichend Rangiermöglichkeit gegeben sein. Auch die Übergabe der Paletten vom Leerpaletten- zum Palettierplatz erfolgt dank eines Leerpalettenumsetzers mit Hubfunktion extrem platzsparend.
1962 legte Heinrich Wernsing im niedersächsischen Addrup bei Essen (Oldenburg) den Grundstein für die Wernsing Feinkost GmbH. Heute zählt Wernsing zu den führenden Herstellern von Pommes frites, Kartoffel-, Feinkost- und Convenienceprodukten. Aufgabe war es, vier verschiedene Sorten von Trays sortenrein auf Europaletten zu palettieren. Die Trays unterscheiden sich in Länge und Breite nur minimal, die Höhe variiert aber zwischen 53 und 115 Millimeter. Das maximale Gewicht pro Tray beträgt 6,3 Kilogramm. Vorgaben für die neue Anlage von de Man waren neben der kompakten Bauweise und der nebeneinander gelagerten Palettenaufgabe und -abnahme auch eine optionale Skalierbarkeit, um weitere Linien in der Halle zu automatisieren sowie die Ausführung der Standfüße aus Edelstahl. „Unsere Erwartungen an die neue Anlage waren insbesondere eine Arbeitserleichterung für die Produktionsmitarbeiter sowie eine Leistungserhöhung der Produktionslinie im Hinblick auf zukünftige Leistungserweiterungen“, so Projektleiter Matthias Radtke.
Palettierung im 3er-Verbund
Die Trays mit den Produkten werden von einem vorgelagerten Kartonpacker über eine bestehende Fördertechnik (Höhe 970 mm) zur neuen Palettierzelle von de Man geführt. Die Übernahme der Trays wird mit potentialfreien Kontakten realisiert. Es wird eine Freigabe an den Kartonpacker gegeben, dieser wiederum sendet ein Anforderungssignal, wenn Trays an die Palettierung übergeben werden sollen. Eine ebenfalls kundenseitig gestellte Etikettierung an der Fördertechnik versieht die Trays an der langen Seite mit Etiketten. Die Ausrichtung der Etiketten auf der später vollgepackten Palette ist beliebig und muss daher beim Palettiervorgang nicht berücksichtigt werden. An der Übergabe zur Palettierung werden die Trays von einem Förderer übernommen und in die Zelle transportiert. Um einen Eingriff in die Anlage zu verhindern, befindet sich an dieser Stelle am Sicherheitszaun ein Einlauftunnel. In der Zelle werden die Trays zunächst zu dritt aufgestaut und anschließend als Gruppe quer in die Abnahmeposition abgeschoben und zentriert. Der Roboter – eingesetzt wurde ein RD080N des Herstellers Kawasaki – entnimmt nun die Trays im 3er-Verbund mittels Gabelgreifer und stellt sie gemäß des zugewiesenen Packschemas auf die Palette am Palettierplatz. Für die sichere Handhabung während der dynamischen Roboterbewegungen sorgen Niederhalter. Bei der Abgabe löst der Roboter die Fixierung von oben und zieht die Gabel unter den Kartons weg. Unabhängig von der Produktart wird eine Leistung von maximal 15 Trays pro Minute erreicht.
Leerpalettenumsetzer mit Hubfunktion
Bei jeder Palette werden eine Bodenlage sowie bis zu drei Zwischenlagen gelegt. Diese sind identisch und bestehen aus formsteifem Karton mit einer Größe von 1200 x 800 Millimetern. Aus Platzgründen befindet sich das Bodenlagenmagazin oberhalb des Schaltschranks. Dank eines integrierten Vakuum-Sauggreifers kann der Roboter die Boden- und Zwischenlagen ohne Greiferwechsel – und damit ohne Zeitverlust – aus dem Magazin aufnehmen und gemäß des Packschemas auf den Paletten ablegen. Leerpaletten werden vom Bediener als Stapel von maximal 15 Paletten im Palettenmagazin nachgefüllt. Hier werden sie vereinzelt und zum angrenzenden Leerpalettenstellplatz gefördert. Ein Leerpalettenumsetzer mit Hubfunktion übergibt die leere Palette nun zum nebengelagerten Palettierplatz, indem die angetrieben Ketten des Leerpalettenumsetzers angehoben und nach dem Erreichen der Zielposition wieder abgesenkt werden. Nach dem Palettiervorgang fährt die Vollpalette aus der Palettierzelle heraus zum Abnahmeplatz und kann dort mit einem Hochhubwagen entnommen werden. Ein Lichtgitter verhindert ein Eingreifen in den Palettierbereich. Die Palettenfördertechnik verläuft auf einer Höhe von 500 mm.
Neue Palettierschemen selber anlegen
Die Palettieranlage ist mit einem Industrie-PC mit grafisch-orientierter Bedienungssoftware ausgestattet. Im Lieferumfang enthalten ist eine Datenbank mit den vier Packschemen der Tray-Geometrien. Die Auswahl des entsprechenden Packschemas zum Start der Palettierung erfolgt manuell am Bedienterminal. Zu einem späteren Zeitpunkt kann optional auch eine Schnittstelle zwischen der Datenbank und einem übergeordneten ERP-System oder MES hergestellt werden. Als zentrale Steuerung kommt eine S7 1500 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 bewährte und übersichtliche deMan-Visualisierung zum Einsatz. Sie beinhaltet die anschauliche Darstellung des Anlagenlayouts auf einem Touch-Bildschirm. Der Bediener erhält hier einen schnellen Überblick über den Status aller Anlagenteile, kann sich Komponenten detaillierter darstellen lassen und findet alle relevanten Bedienelemente auf dem Hauptschirm. Besonders praktisch: Im de Man Palettierschemengenerator kann der Kunde neue Palettierschemen selber anlegen bzw. vorhandene Schemen optimieren. So muss nicht für jede gewünschte Änderung ein Serviceeinsatz angefordert werden. Für die Fernwartung wird der PC in das Firmennetz integriert, der Zugang erfolgt über VPN. Für die höchstmögliche Sicherheit sorgen ein Schutzzaun mit Schutztür, die erst geöffnet werden kann, wenn die gefahrbringenden Bewegungen sicher gestoppt sind. Eine Lichtschranke mit Muting-Funktion erlaubt es die Paletten im Automatikbetrieb auszufördern, verhindert jedoch unbefugten Zutritt.
Gelungene Projektabwicklung
Die gesamte Projektabwicklung und Zusammenarbeit zwischen Wernsing und de Man lief hervorragend. „Die ausführliche auf uns zugeschnittene Angebotserstellung und die genaue und vorausschauende Planung unter Berücksichtigung unserer Wünsche und Vorstellungen und mit detailliertem Zeitplan haben uns schon von Beginn an überzeugt“, so Projektleiter Radtke. Besonders herauszustellen seien auch der intensive persönliche Kontakt über alle Projektphasen hinweg mit stetiger Rückfrage zur Zufriedenheit, die Bemühungen auch kurzfristige Kundenwünsche im Rahmen der Möglichkeiten umzusetzen und die hervorragende Zusammenarbeit mit allen Mitarbeitern. Auch mit der Leistung der Anlage im Produktionsalltag zeigt sich Wernsing außerordentlich zufrieden. „Maschinenbedingte Stillstandszeiten sind – abgesehen von einem Defekt bei einem Zukaufteil, der in kürzester Zeit behoben wurde – bei Null. Hervorzuheben ist für mich auch die extrem gute und anpassbare Steuerung“, so Matthias Radtke.