Palettieren Portalroboter sorgt für eine flexible Sackpalettierung

Autor / Redakteur: Elmar Stöve / Rüdiger Kroh

Papier- und Aluminium-Verbundsäcke sollten nicht nur auf Paletten gesetzt, sondern auch in etwa 1,2 m hohe Umkartons hineinpalettiert werden. Ein Portalroboter mit 150 kg Handhabungsgewicht löst diese Aufgabe mit einem speziell entwickelten Greifer.

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Das Palettieren von Sackware kann nicht nur mit Portalrobotern, sondern auch mit Lagenpalettierern oder Knickarm-robotern vorgenommen werden. Der Portalroboter bietet jedoch Vorteile im Hinblick auf die maximale Anzahl der Palettenplätze und deren Erreichbarkeit, damit verbunden die mögliche Palettierhöhe und vor allem beim Palettieren in einen zur Verkaufspräsentation eingesetzten Umkarton hinein.

Das Unternehmen Frunol Delicia blickt auf eine über 190-jährige Tradition in den Geschäftsfeldern Pflanzenschutz und Schädlingsbekämpfungsmittel zurück. Damit ist es eines der erfahrensten mittelständischen Chemieunternehmen, das über eine führende Marktstellung im Geschäftsbereich der Rodentizide verfügt.

Jetzt hat Frunol die Palettierung von Sackware automatisiert und Rober mit der Installation eines Portalrobotersystems betraut. Die Roboterserie Genix mit einem Handhabungsgewicht von 150 kg kann bei Beschleunigungen von über 6 m/s² Geschwindigkeiten in allen Achsen von mehr als 4 m/s erreichen. Die räumliche Ausdehnung reicht von 4 m in Länge und Breite bis zu 8 m Breite und über 40 m in der Länge, und das bei Palettierhöhen von mehr als 2,4 m. In der Version Genix xp (xp: expanded) kann die Roboterbreite bis 15 m betragen und ist daher besonders geeignet für Lageranwendungen. Die Serie Gigant bietet Handhabungsgewichte von 300, 500 und 1000 kg.

Verbundsäcke müssen in einen 1,2 m hohen Umkarton palettiert werden

Bei dieser Anwendung sind Papier- und Aluminium-Verbundsäcke mit einem Füllgewicht bis 25 kg zu palettieren. Eine besondere Herausforderung besteht dabei darin, die Säcke auch in einen etwa 1,2 m hohen und zur Verkaufspräsentation eingesetzten Umkarton zu palettieren. Als Palettenformate kommen die CP1- und CP2-Palette sowie eine Displaypalette (Euro-Halbpalette) mit dem aufgesetzten Umkarton zum Einsatz.

Auf die CP1- und CP2-Palette wird zusätzlich ein Kartontray zum Schutz der unteren Lage aufgesetzt, in das ebenso hineinpalettiert werden muss. Zusätzlich sind auch Papierzwischenlagen zur Stabilisierung einzulegen. Die zu realisierende Palettierhöhe beträgt maximal 1,8 m.

Nach der Absackanlage werden die Säcke der Roboterpalettieranlage zugeführt. Zum Einsatz kommt dabei der Roboter Genix mit einem Handhabungsgewicht bis 150 kg. Das Baukastensystem dieses Roboters zeigt die notwendige Flexibilität. Auf einer Fläche von lediglich 16 m² findet der Roboter inklusive der Palettenzu- und -abführung Platz. Weil die Wahl des Robotersystems erheblich durch den notwendigen Platzbedarf und die flexiblen Eigenschaften bestimmt wurde, fiel die Wahl auf einen Portalroboter.

Die Steuerung RO-ENC66 vereint dabei Bahnsteuerung und SPS in einem System. Kommunikationsschnittstellen wie Ethernet TCP/IP, zur Anbindung an alle gängigen Leitsysteme, sowie CAN-Open, für den Anschluss der digitalen Antriebsverstärker, von Feldbusklemmen und weiteren feldbusfähigen Geräten wie Barcodeleser oder Displays, prädestinieren den Einsatz in Roboteranlagen mit verteilten Steuerungsstrukturen. Besonderer Wert wurde bei der Entwicklung auf die integrierte Diagnosemöglichkeit gelegt, um im Fehlerfall den Bediener gezielt zu informieren. Auf Basis der SPS-Steuerung können umfangreiche Daten grafisch aufbereitet und mittels integrierter Software visualisiert werden.

Besonders erwähnenswert ist auch die Packplansoftware Ro-Pack, über die es für den Bediener möglich ist, durch die Eingabe der Packstückabmessungen das optimale Lagenbild zu bestimmen und auf den Roboter zu übertragen. Aufwändiges Programmieren entfällt somit.

Pneumatisch betätigte Greifarme öffnen synchron

Eine Innovation war bei der Entwicklung des Greifers notwendig, weil dieser nicht größer sein durfte als die Grundfläche des kleinsten Produktes. Denn die zu palettierenden Produkte müssen in den Umkarton mit seinen begrenzten Abmessungen hineinpalettiert werden. Pneumatisch betätigte Greifarme umschließen dabei den Sack und öffnen synchron, um die Säcke dicht an dicht zu palettieren. Über geeignete Messsysteme wird ständig die Höhe der Beladung kontrolliert, um flexibel auf Produktionsvarianzen reagieren zu können. Zusätzlich sind schwenkbare Saugeinheiten installiert, die die Aufnahme der Zwischenlagen ermöglichen.

Der Produktionsablauf gestaltet sich wie folgt: Der Bediener setzt eine mit Palettentray oder Umkarton vorbereitete Palette mittels Handgabelhubwagen auf die Fördertechnik auf, und die Palette wird automatisch dem Roboter zugeführt. Der Palettiervorgang kann nun beginnen. Der Roboter nimmt mit seinem Greifer einen Sack von der Fördertechnik auf und führt diesen zur Chargenkennzeichnung an einem Inkjet-System vorbei. Dann erfolgt die lagenbildabhängige Palettierung.

Auf der zweiten Palettenbahn kann zwischenzeitlich schon wieder eine Palette vorbereitet werden. Die fertig beladene Palette wird automatisch über die Palettenbahn aus dem Roboterarbeitsbereich heraustransportiert. Das Robotersystem palettiert dann auf der anderen Palettenbahn wechselweise weiter.

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Durch die Installation des Robotersystems konnte die körperlich anstrengende Arbeit zum Wohle des Menschen eliminiert werden. Die Qualität der Palettierung wurde erheblich gesteigert und auch andere Produktionsabläufe um die Palettierung herum konnten optimiert und dadurch die Produktionsleistung gesteigert werden.

Elmar Stöve ist Leiter Projektierung und Vertrieb bei der Rober Industrieroboter GmbH in 59174 Kamen.

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