Roboter – die neuen Meister der Verpackungskunst

Sie sind stark und feinfühlig. Sie arbeiten in glühender Hitze ebenso wie in beißender Kälte. Sie trotzen Schmutz und widrigen Umwelteinflüssen und erfüllen dabei oft die strengsten Hygienevorschriften. Und ihnen wird stete Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit abverlangt: Industrieroboter haben sich bereits in vielen Industriebereichen etabliert, ob in der Nahrungsmittel- und chemischen Industrie oder in der Metallverarbeitung und der Fahrzeugmontage.

Ihre Aufgabengebiete reichen vom Palettieren und Depalettieren von Kartons, Flüssigkeitsbehältern oder Weichverpackungen wie Säcken über das Handhaben von Dachziegeln bis hin zum Konfektionieren von Pralinen.

Dass für eine solche Einsatzvielfalt auch entsprechend unterschiedliche Robotertypen benötigt werden, versteht sich von selbst. „Je nach Einsatzfall“, erläutert Klaus Wagner, Geschäftsführer von Fanuc Robotics Deutschland, „sind unterschiedliche Eigenschaften gefragt.

In der grobkeramischen Industrie, speziell beim Handhaben von Dachziegeln, wird vor allem Tragkraft benötigt. In anderen Segmenten der verpackenden Industrie sind eher hohe Beschleunigungen und hohe Achsgeschwindigkeiten erforderlich, wie zum Beispiel beim Verpacken von Schokoriegeln.“

Die Entwicklungen der letzten Jahre im Bereich der Robotertechnik haben der Automatisierung von Verpackungsprozessen völlig neue Möglichkeiten eröffnet, nicht nur, weil sie leistungsfähiger und schneller wurden.

Line-Tracking-Verfahren ebnet den Weg

„Ein großer Durchbruch war die Einführung des so genannten Line-Tracking-Verfahrens, des synchronen Mitlaufens der Roboter mit anderen Systemen, wie Bändern oder Zahnriemen“, nennt Claus Paal, geschäftsführender Gesellschafter von Paal Verpackungsmaschinen, ein Beispiel. „Besonders wichtig dabei ist, dass der Roboter synchron bleibt, auch wenn sich die Geschwindigkeit des Systems dynamisch ändert.“

Für Klaus Wagner war die Entwicklung der Bildverarbeitung von so großer Bedeutung, dass Fanuc inzwischen ein eigenes Visionsystem direkt in die Robotersteuerung integriert hat. „Mit Hilfe der Bildverarbeitung“, so Wagner, „können wir sehr flexible Prozesse gestalten und auf viele periphere Einrichtungen zum Ordnen der Waren verzichten.“

Ähnlich sieht es Dr. Volker Wünsch, Verkaufsleiter Handhabung und Palettieren bei der Reis Maschinenfabrik: „Mit einfachen und effizienten Bildverarbeitungssystemen sind die Kosten deutlich gesunken. Dadurch können wir heute Lösungen realisieren, die früher gar nicht möglich oder unbezahlbar waren.“

Steht genügend Raum zur Verfügung, stellt die Einbindung von Robotersystemen in Förder- oder Produktionsanlagen heute keinen Systemintegrator vor größere Probleme. Mitunter, so Roland Czuday, Produktmanager für die Delta Robot Systems bei Sigpack Systems, seien Anpassungen der vorangehenden Produktionsprozesse oder am Behälterdesign notwendig, um die optimale Effizienz und eine störungsfreie Funktion zu gewährleisten.

Bediener muss bei Verpackungsrobotern nicht eingreifen

Wichtig sei es, erklärt Claus Paal, die Anlagen so auszulegen, dass der Bediener zu keiner Zeit in die Robotersteuerung eingreifen muss. „Roboter“, so Paal, „kommunizieren heute souverän über Standard-Bus-Systeme mit den übergeordneten Steuerungen. Da wir ausschließlich offene Steuerungen verwenden, hat der Kunde jederzeit die Möglichkeit, einzugreifen. Damit ist die Anbindung an übergeordnete Systeme oder an Fernwartungssysteme einfach zu realisieren.“

Dennoch stoßen Verpackungsroboter auch heute noch an Grenzen. Diese liegen unter anderem beim Handhaben von Traglasten über 1000 kg oder beim Arbeiten in radio-aktiver Umgebung. Auch das Handling transparenter Produkte, die schwierig mit Kamerasystemen zu erkennen sind, ist noch nicht ausgereift. Verbesserungsfähig ist zudem noch das qualitativ und optisch hochwertige sortenreine Verpacken biegeschlaffer Produkte.

Doch die Entwicklung wird zügig vorangetrieben. Absehbar ist, dass durch die direkte Anbindung an unternehmenseigene Logistiksysteme noch schnellere Formatumstellungen möglich werden oder dass die Programmierung und Bedienung nochmals vereinfacht werden. An der Spitze der zurzeit vorstellbaren Entwicklung steht der Roboter mit selbstlernender Intelligenz.

Die Experten gehen auch künftig von einem starken Wachstum der Robotik im Verpackungsbereich aus. Dabei ist die Rede von Steigerungsraten um 10% und mehr. Denn: „Handhabungsroboter ermöglichen leistungsfähige, zuverlässige und wirtschaftliche Anlagen und steigern so die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen in Hochlohnländern“, konstatiert Roland Czuday. „Ein Unternehmen, das wettbewerbsfähig bleiben will, muss den Automatisierungsgrad der Verpackungslinien weiter vorantreiben.“