• Mitarbeiter aus dem Bereich Konstruktion bei de Man
04.11.20

Kraft trifft Präzision

Bild 1 Modulare EtikettierZelle MEZ

Etiketten exakt und an verschiedenen Stellen auf Behälter aufkleben oder einlegen – auch diese Aufgabe lässt sich effizient mit einem Roboter automatisieren. So geschehen bei der Firma Stüken in Rinteln. Die neu installierte Modulare EtikettierZelle MEZ von de Man übernimmt hier seit Kurzem die vollautomatische Kennzeichnung von Kartons, KLTs und RAKOs und besticht durch ihre kompakte Grundfläche, Präzision und Flexibilität. So konnten die Vorgaben wie eine geringe Taktzeit, hohe Verfügbarkeit und das Handling von sowohl Etiketten als auch Einsteckkarten problemlos erfüllt werden.

Die Hubert Stüken GmbH & Co. KG ist globaler Technologieführer für Tiefziehteile und Lösungspartner für kleine, präzise Teile und Baugruppen aus Metall. Seit über 85 Jahren liefert Stüken hochwertige Ready-to-use-Produkte an unterschiedlichste Branchen und bietet dabei integrierte Veredelungsprozesse sowie garantierte Qualität bei kleinsten Toleranzen und höchster Wiederholgenauigkeit. Im Rahmen des Projektes „SMILE“ entstand bei Stüken am Firmensitz in Rinteln eine neue Halle mit einem Automatischen Kleinteilelager (AKL) sowie unterschiedlichen Anlagen für die Logistik und Sekundärprozesse, darunter auch eine Anlage für die Etikettierung. Mit der Umsetzung dieses Teilprojekts beauftragt wurde die de Man Automation + Service GmbH & Co. KG, Generalunternehmer und Systemintegrator aus Borgholzhausen.

Perfekte Abstimmung im Automatisierungsverbund
Anlass für die Automatisierung der zuvor manuell durchgeführten Arbeit waren die gesteigerte Produktionsmenge, die dadurch bedingte notwendige Arbeit im 3-Schicht-Betrieb sowie die monotone Betätigung für die Angestellten. Alles zusammen machte die Installation einer vollautomatischen Anlage wirtschaftlich sinnvoll. Vorgaben an de Man waren das Handling von sowohl Etiketten als auch Einsteckkarten, die Möglichkeit Behälter flexibel auf einer der vier Seiten zu bekleben, eine geringe Taktzeit von sechs Sekunden für das Aufkleben der Etiketten und sieben Sekunden für das Einstecken von Karten sowie der problemlose Zugang zur Anlage zwecks Wartung und Wechsel von Etikettiermaterial. Die Anlagenverfügbarkeit sollte bei 99% liegen. Schon im Rahmen der Planungsphase entschied sich Stüken aufgrund der höheren Flexibilität und Einsetzbarkeit gegenüber einer Sondermaschine für einen Roboter. Die Modulare EtikettierZelle MEZ von de Man passte perfekt auf die Anforderungen und garantiert auf kompaktem Raum dank hoher Präzision und Flexibilität eine schnelle und exakte Etikettierung. Da sich die Zelle in einem Automatisierungssystemverbund mit dem Lagersystem, einer nachgeordneten Palettierzelle und mehreren Pufferstrecken befindet, wurde besonderes Augenmerk auf die perfekte Kommunikation und Abstimmung zwischen allen beteiligten Komponenten gelegt.

Aufkleben, einstecken oder einlegen
Die Etikettierzelle erstreckt sich auf die kompakte Fläche von ca. 3 x 3,1 Meter und wird durch das neue AKL und eine davon abgehende Förderstrecke bedient. Insgesamt werden drei Behältertypen (Karton, RAKO, KLT) von der Anlage bearbeitet. Angeliefert wird in Kartons verpackte Ware für Kunden sowie Ware in Kunststoffbehältern (RAKO, KLT) für Fremdarbeit, die jeweils vor dem Palettieren mit Etiketten (Kartons) bzw. Einsteckkarten (RAKO, KLT) versehen werden müssen. Von den Kartons gibt es acht verschiedene Varianten, von den RAKO zwei Varianten. Die Einsteckkarten müssen entweder in Taschen eingesteckt oder in den Behälter eingelegt werden. Alle in die Zelle einlaufenden Produkte werden auf der Fördertechnik gescannt und der entsprechende Druckauftrag über das firmeneigene SAP-System an den Drucker gesendet. Die Drucker (6 Zoll für die Klebeetiketten, 8 Zoll für die Einsteckkarten) befinden sich in einem Druckergestell und sind jeweils auf einer Schublade festgeschraubt, die aus Sicherheitsgründen abgefragt wird, um einen Eingriff in den Gefahrenbereich durch eine ausgezogene Schublade zu verhindern. Das Gestell bietet Platz für insgesamt vier Drucker, sodass zu einem späteren Zeitpunkt Drucker anderer oder gleicher Größe nachgerüstet werden können. Damit die Etiketten passgenau angebracht werden können, werden die Behälter zunächst positioniert. Dazu schiebt ein Rechen, welcher sich zwischen den Rollen befindet und versenkbar ist, den Behälter an einen festen Anschlag. Bewegliche Anschläge helfen zusätzlich bei der Positionierung. Falls das Etikett in einen RAKO eingelegt werden muss, saugt die Deckelhubstation den Deckel mit vier durch Unterdruck betätigte Saugnäpfe an, hebt ihn mittels eines Zylinders hoch und senkt ihn nach dem Ablegen des Etiketts wieder ab. Die Etiketten werden nun vom Roboter (Typ Kawasaki RS 10N) aus den Druckern entnommen und je nach Auftrag auf der vorgesehenen Seite aufgeklebt, eingesteckt oder eingelegt. Da die Fördertechnik auf einer Höhe von 1725 mm verläuft, stellte de Man den Roboter auf einen Sockel. Nach der Etikettierung wird der Behälter automatisch zur Palettieranlage weitergefördert und ein neuer in die Fixierstation eingefahren.

Maximale Sicherheit
Die gesamte Anlage ist an den Stellen, an denen keine natürliche Begrenzung durch eine Wand gegeben ist, von einem Schutzzaun umgeben. Der Zugang zur Anlage erfolgt über eine Schutztür, die angefordert werden muss. Die Sicherheitsverriegelung mit Zuhaltung erlaubt ein Öffnen der Schutztür erst, wenn die gefahrbringenden Bewegungen sicher gestoppt sind. Dank einer Notentriegelung können eingeschlossenen Personen die Zelle verlassen. Gesteuert wird die Anlage über ein Touchpanel. Die Hauptansicht der Anlagensteuerung erscheint, sobald die Anlage gestartet ist. Sie bietet eine schematische Darstellung (Layout) der Anlage und stellt einen schnellen und einfachen Zugriff auf alle Funktionen bereit. Hier werden aktuelle Prozess- und Anlagendaten wie die Taktzeit, Auslastung, Geschwindigkeit, Tagesleistung etc. abgebildet. Schnittstellen bestehen zum Drucker, zum Stüken SAP, zur Fördertechnik des Lagersystems und zur nachgelagerten Palettierzelle. Wie von Stüken gewünscht wurde das eigene Personal so von de Man geschult, dass es kleine Optimierungen an der Anlage − wie Änderungen von Anfahrpunkten des Roboters oder die Geschwindigkeit auf einzelnen Wegen − selber durchführen kann.

Standard und trotzdem individuell
Die eingesetzte Modulare EtikettierZelle MEZ 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. Alle Zellen werden gesteuert vom Materialflussrechner MFR. Die "M-Serie" zeichnet sich aus durch eine kompakte Grundfläche, starke 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. Die Vorteile der Standardzellen liegen auf der Hand: Kunden profitieren von einer schnelleren Planungsphase und Lieferzeit sowie geringeren Kosten gegenüber Individuallösungen.