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Automatisierung

Schmierstoffexperte setzt auf Pack- und Palettierroboter

| Autor/ Redakteur: Angela Funck / Mag. Victoria Sonnenberg

Bei dem Schmierstoffexperten Zeller+Gmelin unterstützen Pack- und Palettierroboter die Mitarbeiter bei der Arbeit.

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Die Flaschen laufen unter dem Versiegler durch und werden per Induktion verschweißt.
Die Flaschen laufen unter dem Versiegler durch und werden per Induktion verschweißt.
(Bild: Zeller+Gmelin)
  • Ein Packroboter von Yaskawa übernimmt beim Schmierstoffexperten Zeller+Gmelin die drei Packschritte vollautomatisiert: Kartons auffalten, füllen und verschließen.
  • Ein Yaskawa-Palettierroboter stapelt die abgepackte Ware von insgesamt drei Fertigungslinien.
  • Bislang wird im Zweischichtprogramm gearbeitet. Durch Tankerweiterungen und den automatisierten Abfüllbetrieb bestünden im Ernstfall auch Kapazitäten für eine dritte Schicht.

Der Eislinger Schmierstoffspezialist und Lösungsanbieter Zeller+Gmelin ist ein mittelständisches Traditionsunternehmen mit über 150-jähriger Firmengeschichte. Um sie fortzuschreiben und sich mehr und mehr als weltweit agierendes Chemieunternehmen zu etablieren, setzt Zeller+Gmelin beim Stichwort „Automatisierung“ an.

„Möglichst viel Durchsatz, optimale Auslastung und sehr kurze Umrüstzeiten: Das ist die Herausforderung und das ist das Ziel bei der Abfüllung unserer Schmierstoffe“, betont Oliver Bittrich, Leiter der Konfektionierung bei Zeller+Gmelin. „Wir arbeiten ständig an der Optimierung unserer Prozesse und haben im Zuge dessen die bestehenden Abfülllinien erweitert und modernisiert.“

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Der automatisierte Prozess an der Abfülllinie 6 in Gebäude Nummer 42 beginnt bei Zeller+Gmelin mit „Manpower“ und endet auch damit. Wer das Wort „Produktionsautomatisierung“ hört, denkt häufig an die damit einhergehende Einsparung von Arbeitskräften aus Fleisch und Blut. Und tatsächlich erledigt die Maschine in der automatisierten Welt Aufgaben, die beispielsweise körperlich sehr anstrengend sind. Ein Roboter braucht auch keine Pausen. „Aber ganz ohne den Menschen geht es dann doch nicht“, ist Bittrich überzeugt. „Wir brauchen den erfahrenen Mitarbeiter und die fachlich versierte Kraft an der Linie, damit die Prozesse sauber durchlaufen.“

So ist ein Mitarbeiter an der Linie für die Gebindezufuhr zuständig, das heißt, er legt das Leergebinde auf. Anschließend folgt der maschinelle Prozess: Das Gebinde wird etikettiert, dann wird die Chargennummer oder auf Kundenwunsch auch das Ablaufdatum per Inkjet aufgebracht.

Danach werden sechs Flaschen gleichzeitig befüllt, anschließend einzeln verschraubt und versiegelt. „Die Flaschen laufen unter dem Versiegler durch und werden per Induktion verschweißt“, erklärt Bittrich und wird noch genauer: „Die Aluminiumsiegelscheibe im Deckel wird erwärmt und der auf der Siegelscheibe befindliche Kleber verflüssigt. Die Siegelscheibe löst sich vom Deckel und verbindet sich nach dem Abkühlen mit der Flasche. So ist ein sicherer Verschluss gewährleistet, der beispielsweise vor äußerer Manipulation schützt und die Haltbarkeit des Inhalts deutlich verlängert.“

Das neueste „Feature“ an der Abfülllinie 6 ist ein Packroboter von Yaskawa, der seit Juni 2018 im Einsatz ist. Er übernimmt die drei Packschritte vollautomatisiert: Kartons auffalten, füllen und verschließen. Der Roboter fixiert den Karton mittels Unterdruck und faltet ihn auf. Anschließend wartet er die Vorsammlung ab, also bis beispielsweise zwölf Flaschen vorgesammelt wurden, greift die zwölf Flaschen und stellt sie in den Karton. Der befüllte Karton fährt dann durch einen sogenannten Verschließer. Der Packroboter verfügt über ein Kartonmagazin, das circa 20 Minuten vorhält. Der Mitarbeiter an der Linie ist für den Nachschub der Kartons zuständig. Eine automatisierte Leergebinde- und Kartonzufuhr ist bei der aktuellen Sortenvielfalt kaum möglich: Die Gebinde variieren an der Linie 6 in der Füllmenge von 0,25 bis 1,5 l, in der Farbe wie auch bei der Prägung.

Über ein Förderband erreichen die in Kartons verpackten Flaschen den Yaskawa-Palettierroboter. Dieser stapelt die abgepackte Ware von insgesamt drei Fertigungslinien. Die Anordnung der Ware auf den Paletten variiert je nach Auftrag, möglich ist fast alles: ob CP5 oder Europalette, Kartongröße, Kundenwunsch, drei- bis sechslagig gestapelt oder Speditionsanforderung. Auch das Einstretchen mit Folie, um die Waren wetterfest zu machen, übernimmt als letzten Schritt eine vollautomatisierte Anlage. Anschließend nimmt der Staplerfahrer die Palette vom Band und bringt sie dann ins Lager. An allen Abfülllinien von Zeller+Gmelin werden so pro Tag rund 150 bis 170 Paletten konfektioniert.

Packroboter rüstet sich per Knopfdruck um

„Ziel ist, möglichst große Losgrößen durchlaufen zu lassen, sodass generell wenig Umrüstzeiten notwendig sind“, so Bittrich. „Mithilfe des PPS-Systems ordnen wir die verschiedenen Aufträge möglichst sinnvoll an.“ Der Umrüstvorgang an der Linie 6 dauert sportliche 20 Minuten. In dieser Zeit wird das Laufband je nach Produkt mithilfe fertiger Formatteile maßangepasst. Unterscheidet sich das Flaschenformat, müssen zusätzlich der Füller und die Deckelzufuhr umgebaut werden. Ganz ohne Manpower geht es auch hier wiederum nicht: Ein Mechatroniker ist für den Umrüstvorgang zuständig. Der neue Packroboter an der Linie 6 rüstet sich per Knopfdruck um und bedient sich selbstständig am Werkzeugmagazin, das über Kopf gelagert ist. Außerdem muss der Etikettierer noch umgestellt werden. Je nach Gebindehöhe und Gebindeformat ändern sich nämlich die Maße für die Aufbringung des Etiketts.

Des Weiteren müssen bei einem Produktwechsel die Leitungen gespült werden. Zeit und vor allem Kosten spart Zeller+Gmelin inzwischen durch das sogenannte Molchen großer Rohrleitungsstrecken. Dabei wird ein Molch per Druckluft durch die Leitungen gedrückt und reinigt diese vom Vorgängerprodukt. „Früher mussten die kompletten Leitungen mit dem Folgeprodukt solange gespült werden, bis eine entsprechende Produktqualität gegeben war. Die Spülung mit dem Folgeprodukt musste als Materialverlust mit einkalkuliert werden“, erklärt Oliver Bittrich. „Inzwischen konnten wir mit dem Molchen Spülkosten und -zeit dramatisch reduzieren.“

Matrix-Verteiler verhindern Stillstand

Für möglichst wenig Stillstand an den Abfülllinien sorgen bei Zeller+Gmelin außerdem die sogenannten Matrix-Verteiler. Vor vier Jahren wurde der erste eingebaut, 2019 folgten zwei neue Verteiler. Insgesamt gibt es jetzt vier dieser Anlagen. Der Leiter der Konfektionierung lobt die neue Technik: „Der Matrix-Verteiler ist eine vollautomatische Steuerung. Man gibt an, welchen Tank an welcher Linie man braucht, dann werden die Wege über Ventile automatisch gestellt, die Leitungen befüllt.“

Außerdem sparen die Matrix- Verteiler viele Meter an verbauter Rohrleitung ein. Heute gibt es nur noch eine einzige Leitung ab dem Verteiler bis zur Abfülllinie. Der Matrix-Verteiler ermöglicht es schließlich, dass Abfüllaufträge parallel angesteuert werden.

„Technisch gesehen haben wir nun alle Register gezogen“, fasst Bittrich die Ergebnisse zusammen, die im Rahmen der Produktionsautomatisierung bisher erreicht wurden. „Damit haben wir die Voraussetzungen geschaffen, dass wir bei Bedarf über die Schichten unsere Kapazitäten erhöhen können.“ Momentan werde das Zweischichtprogramm kontinuierlich nur an einer Linie gefahren. Theoretisch könne jedoch an allen Linien bei Bedarf auf das Zweischichtprogramm umgestellt werden. Und auch danach sieht der Fertigungsspezialist noch Luft nach oben: „Wir haben mit Tank- erweiterungen und dem automatisierten Abfüllbetrieb im Ernstfall auch Kapazitäten für eine dritte Schicht.“

* Angela Funck ist Autorin der PRX Agentur für Public Relations GmbH in 70567 Stuttgart. Weitere Informationen: Zeller+Gmelin GmbH & Co. KG in 73054 Eislingen/Fils, Tel. (0 71 61) 8 02-0, info@zeller-gmelin.de

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