In automatisierten Verpackungsanlagen werden Produkte wie Fleischwaren in Kunststoffschalen verpackt und mit einer Folie versiegelt. Diese Folie ist bei der folgenden Kommissionierung der Angriffspunkt für die Vakuum-Sauggreifer. Sie verformt sich jedoch durch das Eigengewicht der Verpackung und zerknittert. Herkömmliche Greiflösungen stoßen durch den Faltenwurf an ihre Grenzen. Sie dichten die Unregelmäßigkeiten trotz weicher Dichtlippen nur unzureichend ab und eine konventionelle Vakuum-Erzeugung hält den Unterdruck nicht aufrecht. Der Spezialist für Logistik- und Verpackungssysteme Bizerba suchte daher nach einer geeigneten Lösung, um die Kommissionierung dieser folierten Schalen zuverlässig zu automatisieren.
Hohe Pick-Rate rund um die Uhr
Das Unternehmen sollte für einen spanischen Kunden ein End-of-Line-System für die automatisierte Kommissionierung von Fleischverpackungen entwickeln. Bislang stapelten Beschäftigte die Lebensmittelschalen nach dem Verpacken, Wiegen und Etikettieren in Transportkisten. Die Geschwindigkeit der manuellen Tätigkeit entsprach jedoch nicht den Anforderungen und begrenzte damit den Output. Aufgrund des Fachkräftemangels war zusätzliches Personal für den Fleischverarbeiter nicht verfügbar. Daher sollte die Automatisierung eine höhere Pick-Rate sowie einen Betrieb rund um die Uhr sicherstellen.
Gemeinsam mit Kilivations konstruierte Bizerba eine neue End-of-Line-Anlage mit zwei Handling-Robotern – den Case-Packer. In Weil im Schönbuch hat sich Kilivations auf schlanke und effektive Automatisierungslösungen spezialisiert, die direkt auf dem Robotercontroller installiert sind. In der Automatisierungszelle für den Fleischverarbeiter verleihen zwei Cobots von Universal Robots (UR) den Greifern die notwendige Reichweite. Bei den End-of-Arm-Effektoren setzen Bizerba und Kilivations auf die smarten und leistungsfähigen Systeme des Vakuum-Experten Schmalz.
Prozesssicherer Griff
Beide identisch aufgebauten Greifer, die jeweils an einem Cobot-Arm sitzen, nutzen ein rein elektrisches Vakuum-System von Schmalz. In jeder dieser Einheiten arbeitet eine Compact-Pump des Typs GCPi, die den Greifer am Roboterarm mit Vakuum versorgt. Der kompakte Vakuum-Erzeuger bildet mit den elektrischen 3/2-Wege-Kompaktventilen LQEi ein leistungsstarkes System und ist genauso performant wie pneumatische Ejektor-Lösungen. Die GCPi erzeugt den notwendigen Unterdruck mit Hilfe einer effizienten Doppelkopf-Membranpumpe, die Schmalz mit einer integrierten Energiesparregelung ausgestattet hat. Diese steuert die Drehzahl der Pumpe bedarfsgerecht. Über eine IO-Link-Schnittstelle lassen sich Prozessparameter direkt übertragen.
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 des Vakuumsystems. Dies beschleunigt die Ansaug- und Ablegezeiten deutlich. Ein im Ventil integrierter Sensor überwacht den Unterdruck und garantiert eine hohe Prozesssicherheit. Durch die Endlagenfixierung und Rückschlagklappe des LQEi hält das System auch bei einem Energieausfall das Vakuum aufrecht.
Der PXT-Greifer überzeugt durch seine Flexibilität und Modularität. Bizerba und Kilivations stellten aus den Standard-Komponenten passende Endeffektoren zusammen. Falls sich die Geometrie der Lebensmittelschalen 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. Bislang setzten die Lebensmittelverarbeiter auf geschlossene Zellen, die meist nur für ein Werkstückformat ausgelegt waren. „Das System musste auf wechselnde Packungsgrößen aufwändig umgerüstet werden“, blickt Deifel zurück.
Den direkten Kontakt zur Fleischverpackung haben die Balgsauggreifer PSPF. Jeweils sechs Stück werden durch ein Kompaktventil LQEi gesteuert. Sie besitzen neben einem flexiblen und zugleich stabilen Balg eine besonders weiche Dichtlippe. Damit kann das System die Folienverpackung automatisiert handhaben – trotz Faltenwurf. So werden Falten auch hier zum reinen Schönheitsproblem. PSPF besteht aus FDA-konformem Silikon und ist für den Kontakt mit Lebensmitteln geeignet.
Vorausschauende Wartung mittels IO-Link
Mit der Compact-Pump GCPi lassen sich über IO-Link pro Greifer zwei voneinander getrennte Vakuumkreise realisieren. „Über die IO-Link-Kommunikation haben wir die Möglichkeit, alle relevanten Prozessparameter wie Ansaugzeit und Leckagerate auszuwerten“, erklärt Jan Walter, Leiter des Verkaufs Deutschland und Außendienstes bei Schmalz. „So können wir einen schleichenden Saugerverschleiß erkennen oder Leckagen im System detektieren.“ Durch diese vorausschauende Wartung vermeidet der Lebensmittelbetrieb ungeplante Stillstandszeiten.
