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Roboterzelle

Universelles Robotersystem lässt sich flexibel einsetzen

| Autor/ Redakteur: Bruno Meister / Mag. Victoria Sonnenberg

Der Spritzblas- und Thermoplastexperte Ganahl setzt auf eine ganzheitliche Roboterunterstützung von Omron, bestehend aus Roboter sowie einer Zuführ- und Kameratechnologie. Dadurch lassen sich unterschiedliche Flaschen effizienter der Maschine zuführen.

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Der E-Cobra-Roboter von Omron soll die lauten und unflexiblen Rüttler peu à peu ersetzen.
Der E-Cobra-Roboter von Omron soll die lauten und unflexiblen Rüttler peu à peu ersetzen.
(Bild: Omron)

Verlässliche Qualität ist in Zeiten immer ähnlicherer Produkte und enormen Wettbewerbsdrucks wichtiger denn je. Das gilt sowohl für Erzeugnisse an sich, als auch für ihre Verpackung. Die Schweizer Ganahl AG hat sich auf die Herstellung von Flaschen, Behältern und Gefäßen mit einem Fassungsvermögen von 1,5 bis 250 mm aus allen gängigen Thermoplasten spezialisiert. Zum Einsatz kommen selbst entwickelte und gefertigte Spritzblasmaschinen (IBM), Blasformwerkzeuge sowie seit Kurzem der Scararoboter E-Cobra von Omron. Die fachliche Beratung übernahm dabei der Integrationspartner JKS Engineering AG. Das Schweizer Unternehmen ist ein Komplettanbieter von der Entwicklung bis zur Herstellung ganzer Produkte und Anlagen.

Als Mitglied der Heinz Plastics Group produziert Ganahl mehr als 300 Mio. Flaschen, Behälter und Gefäße pro Jahr. Die internationalen Kunden sind auf verschiedenen Märkten aktiv. Die Fläschchen, die von der Ganahl AG produziert und teilweise heiß geprägt werden, finden ihren Einsatz beispielsweise in der Kosmetikindustrie als Behältnisse für hochwertigen Mascara, Lipgloss und andere Pflegeprodukte. Andere Anwendungsfelder sind die Nahrungsergänzungsmittel- und Pharmaindustrie. Die Produkte des Unternehmens werden auf 27 IBM-Maschinen rund um die Uhr hergestellt. 160 Werkzeuge sind flexibel auf 27 Maschinen einsetzbar, was eine hohe Anpassungsfähigkeit bei der Maschinenbelegung ermöglicht. „Bei der Umsetzung komplexer Aufgaben setzen wir auf zuverlässige Maschinen und Werkzeuge in Kombination mit umfassendem Prozesswissen. Unsere Kunden profitieren von hoher Prozesssicherheit und Qualität. Die Teilezuführung beim Heißprägen ist in der Regel laut und unflexibel. Dies hat sich mit der Lösung von Omron und JKS geändert“, berichtet Ralph-Christian Frank, CEO der Ganahl AG.

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Der Kontakt zu Omron entstand 2018 auf der Hannover Messe: „Hier sind wir erstmals auf die Geräte und Technologien des Unternehmens aufmerksam geworden. Wir haben unsere Anforderungen geschildert und innerhalb weniger Stunden eine Antwort erhalten. Zugleich wurde uns JKS als Partner empfohlen. Sowohl die Technologie als auch der zügige Support haben uns sehr beeindruckt“, erklärt Frank.

Die unterschiedlich großen Hohlkörper, die bei der Ganahl AG zum Tagesgeschäft gehören, müssen bislang in einem Rüttler vorbereitet werden. Das bedeutet: Die Flaschen müssen in einer passenden Ausrichtung vorliegen, damit sie von der Maschine verlässlich und richtig bedruckt werden können. Die Rüttler – das sind große Kessel, die kontinuierlich vibrieren und dementsprechend laut arbeiten – sind für jeden Artikel separat ausgelegt. Omron war schnell klar, dass die vom Kunden geschilderte Situation sowie die Automations- und Projektziele sehr ehrgeizig waren. In rund fünf Monaten sollte eine neuartige Roboterzelle ihren Betrieb aufnehmen. „Ein derartiges Projekt kann nur in einem gut funktionierenden Team abgewickelt werden. Es freut uns ungemein, dass es Ganahl, Omron und dem Integrationspartner JKS gemeinsam gelungen ist, die einzigartige Robotikzelle innerhalb kürzester Zeit zu entwickeln und in Rekordzeit in Betrieb zu setzen. Die Partnerwahl und derartige Projekte sind immer Vertrauenssache. Wir danken daher für das Vertrauen von Ganahl und Omron“, sagt Jürg Schulthess, CEO und Inhaber von JKS Engineering AG und Neuma AG.

Flexibler Roboter ersetzt unflexiblen Rüttler

Der E-Cobra-Roboter von Omron soll die lauten und unflexiblen Rüttler peu à peu ersetzen. Hierdurch ließen sich Produkte mehrmals täglich ohne Weiteres wechseln. Zudem ist das Gerät mit einer Kamera ausgestattet, die automatisch die Position der Teile erkennt und sie korrekt und einzeln der Maschine zuführt.

In der Vergangenheit kostete die manuelle Umrüstung für jedes neue Teil viel Zeit und Aufwand. Auch der Platzbedarf war groß. Hinzu kommt ein deutlich erhöhter Hardwareeinsatz, da jede Flasche einen eigenen Rüttler benötigt. Des Weiteren sind die Geräte, die Ganahl vor der Omron-Technologie im Einsatz hatte, deutlich fehleranfälliger, der Ausschuss war höher und die Prozessstabilität geringer. Der E-Cobra-Roboter führt der Maschine bis zu 2500 Flaschen pro Stunde zu. Sein Arbeitsradius beträgt 600 mm. Der modulare Maschinen-Controller der NX1-Baureihe von Omron bietet Ablauf-, Bewegungssteuerungs- und Informationsfunktionen. Dabei verbindet er die Bereiche Produktion und IT, reduziert den Entwicklungs- und Wartungsaufwand und macht Middleware überflüssig.

Im Auswahlprozess verglichen die Projektverantwortlichen bei Ganahl vier Systemanbieter und fünf Roboterhersteller. „Die Bereitschaft und Flexibilität, sich mit unseren Anforderungen und Wünschen zu befassen, war bei Omron eindeutig am größten“, sagt Frank. Zudem stellten sich andere Systeme als zu umständlich, nicht passend oder zu teuer heraus. „Wir haben zum Beispiel Machbarkeitsstudien mit rund zehn Ganahl-Produkten durchgeführt, um zu testen und zu zeigen, wie Omron bestmöglich unterstützen kann. Ganahl profitiert bei Omron von einer Komplettlösung aus Kameratechnologie gepaart mit Robotik und Software sowie fundiertem Support“, führt Bruno Meister, Field Sales Engineer Automation and Drives bei Omron, aus. „Wir haben für Ganahl basierend auf der Omron-Technologie ein Design für universelle Roboterzellen entwickelt, die immer wieder verwendet werden können. Innerhalb weniger Monate konnte das erste System an den Kunden geliefert werden“, ergänzt Schulthess. Die Zusammenarbeit aller Projektparteien sei stets auf Augenhöhe und konstruktiv verlaufen. Ganahl konnte sich auf einen erfahrenen Ansprechpartner bei allen Fragen rund um die Gesamtlösung verlassen, sowohl was den Roboter als auch was Bedienung, Antriebstechnik und Sicherheit betrifft.

Durch das Omron-System kann Ganahl deutlich schneller und flexibler als zuvor agieren. Es lassen sich unterschiedliche Flaschen effizienter der Maschine zuführen. Je nachdem welche Flaschengröße im Fokus steht, sind zudem auch keine aufwendigen Umbaumaßnahmen wie beim vorigen Rüttlereinsatz vonnöten. Im neuen Verfahren muss lediglich das Rezept angepasst werden, wenn eine neue Flasche zugeführt werden soll. Überzeugt hat außerdem die Präzision, mit der der Omron-Roboter die einzelnen Teile anfasst und der Maschine zuführt. „Die Oberfläche der Flaschen ist empfindlich. Ein Rüttler oder ein nicht geeigneter Roboterarm kann schnell Kratzer oder andere Schäden zufügen. Das gilt es natürlich zu vermeiden. Das einzelne Aufpicken mit dem Roboter ist deutlich schonender als ein Rüttler“, erläutert Meister. Mithilfe eines einfachen Greifers wird jeder einzelne Artikel bei Ganahl aus einer Vielzahl herausgegriffen, ohne vorher durcheinander gewürfelt zu werden, und dann sofort und sanft auf das Förderband gelegt.

Ausbau des Projekts für den 24-Stunden-Betrieb

Aktuell arbeitet der E-Cobra-Roboter von Omron bei Ganahl in einem Pilotprojekt. Aufgrund der guten Erfahrungen wollen die Projektverantwortlichen den Einsatz des Geräts künftig aber ausbauen, sodass das System 24 Stunden am Tag durchlaufen könnte. In den kommenden Jahren möchte das Unternehmen weitere Omron-Anlagen nutzen. „Wir hatten sehr hohe Anforderungen an Qualität und Ausführung. Deshalb sind wir froh, dass sie so gut umgesetzt werden konnten. Auch Kunden, die diese Anlage bereits gesehen haben, haben großes Interesse“, resümiert Frank. „Insbesondere bei Effizienz und schonendem Teilehandling konnte die neue Technologie bei Ganahl punkten, und so sind wir auch preislich interessanter. Ein durchweg gelungenes Projekt.“

* Bruno Meister ist Field Sales Engineer bei der Omron Electronics GmbH in 40764 Langenfeld, Tel. (02 31) 7 58 94 37, heike.heinzel@omron.com

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