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Motoman Roboter von Yaskawa verpackt und palettiert Leuchten bei Trilux - Der Takt macht die Musik

11. September 2017

Für Trilux, die Nummer 1 im deutschen Markt für technische Leuchten, entwickelte und konstruierte die Pirmasenser PKM Packaging GmbH eine individuelle Verpackungsmaschine. Sie verpackt und palettiert pro Stunde bis zu 120 E-Line Leuchteneinsätze – und das nicht nur besonders schnell, sondern auch absolut genau und ohne die sensiblen LED-Leuchten zu beschädigen. Kernstück der Verpackungsanlage ist der Hochgeschwindigkeits-Roboter Motoman MH180-120 von Yaskawa. Er positioniert das Verpackungsmaterial und die Leuchten millimetergenau, legt die Montageanleitung bei und palettiert – und leistet nicht zuletzt einen Beitrag zum betrieblichen Gesundheitsmanagement.

Pirmasens-based PKM Packaging GmbH purpose-designed and built a packaging machine for Trilux / Für Trilux entwickelte und konstruierte die Pirmasenser PKM Packaging GmbH eine individuelle Verpackungsmaschine. (Source/Quelle: YASKAWA)

The gripper hand was developed by PKM especially for this application. It functions via a suction mechanism that operates with different vacuum circuits / Die Greiferhand wurde speziell für diese Anwendung von PKM entwickelt. Sie funktioniert über einen Saugmechanismus, der mit verschiedenen Vakuumkreisen arbeitet. (Source/Quelle: YASKAWA)

Core element of the packaging system is Yaskawa’s Motoman MH180-120 high-speed robot / Kernstück der Verpackungsanlage ist der Hochgeschwindigkeits-Roboter Motoman MH180-120 von Yaskawa (Source/Quelle: YASKAWA)

Bei der Pirmasenser PKM Packaging GmbH entwickeln, konstruieren und fertigen knapp 60 Mitarbeiter anspruchsvolle, individuelle Verpackungsmaschinen und -anlagen. Zu den Kunden zählen Unternehmen aus unterschiedlichsten Branchen, zum Beispiel Konsum, Elektronik, Kosmetik, Pharma- u. Medizintechnik. Die vollautomatischen Maschinen von PKM kommen in der Primär, Sekundär- und Tertiärverpackung zum Einsatz. Das Repertoire der kompletten Endverpackung reicht von Faltschachteln über Blister, Kanister, Beutel und Kartuschen bis hin zum Palettieren oder auch der verkaufsfertigen Platzierung von abgepackten Waren in Displays oder Kartons. So lassen sich beispielsweise Zahnbürsten, Dichtungsringe oder Pralinen professionell setzen und palettieren. Für Trilux, einen der führenden deutschen Hersteller von Leuchten, hat PKM nun eine Verpackungsanlage gebaut, die ein echtes Multitalent ist. Den Kern der Anlage bildet ein Motoman MH180-120 von Yaskawa. Er sorgt dafür, dass alle Leuchten schnell und absolut genau verpackt und palettiert werden.

 

Schlankes Design und sieben Achsen

Bei Trilux setzt man auf modernste Technik. Auch in Sachen Verpackung. Hier gab es einige Gründe, die für eine Robotiklösung sprachen. Die verpackten und auf einer Palette gestapelten Produkte sind relativ unstabil und daher schwer zu transportieren. Deshalb kommt ein Palettenkarton zum Einsatz, der die gestapelten Leuchten für den Transport stabilisiert. Für die Mitarbeiter war es schwierig und anstrengend, die sperrigen Leuchten in den 800 mm hohen Palettenkarton zu heben und dort akkurat zu stapeln. Nun macht das der Roboter von Yaskawa – und schont damit die Rücken der Kollegen, die jetzt an anderer Stelle produktiv tätig sind. Durch die hohe Bahngenauigkeit eines Roboters ist zudem sichergestellt, dass die einzelnen Lagen immer exakt aufeinandergestapelt sind.

„Für uns war wichtig, dass die Taktzeit der neuen Verpackungsanlage bei 30 Sekunden liegt. Da der Verpackungsroboter in der Anlage verschiedene Aufgaben erledigen muss, war eine siebte Achse notwendig. Platzgründe forderten eine schlanke Bauweise des Roboters. Da schieden die meisten Anbieter schon aus. Diese Punkte in Verbindung mit dem bekannt guten Service gaben den Ausschlag für PKM Packaging in Verbindung mit einen Roboter von Yaskawa“, berichtet Sebastian Trägner, Teamleiter Manufacturing Engineering bei Trilux.

Die Wahl fiel auf einen Handling-Roboter Motoman MH180-120. Er ist ideal geeignet für Handling, Maschinenbeschickung, Verarbeitungs- und Verteilungsapplikationen. Er verfügt über eine Traglast von 120 kg und eine Reichweite von 3.058 mm. Mit seinen sechs Achsen und der schlanken Bauweise kann er sich flexibel bewegen, zum Beispiel, wenn es darum geht, die Lagen auf die Palette zu stapeln. Um den Aktionsradius zu erhöhen, kommt zudem eine Fahrbahn von Yaskawa zum Einsatz: Die TSL 2000 ist eine leistungsstarke Fahrbahn mit Servoantrieb für die Bodenmontage. Sie kann eine Wegstrecke von bis zu 24 m bei einer Höchstgeschwindigkeit von 1,8 m/s bewältigen. In der Anlage bei Trilux bildet die TSL-2000 die siebte Achse. 

 

Simulation mittels MotoSim

Noch vor dem Bau der Anlage stand eine Simulation der genauen Bewegungsabläufe. Diese wurde in enger Zusammenarbeit mit PKM von den Ansprechpartnern bei Yaskawa vorgenommen, die hierzu die Software MotoSim nutzten. So ist nicht nur ein reibungsloser Ablauf in der Realisierungsphase garantiert. Es stellte sich auch heraus, dass der Roboter bei der vorgegebenen Taktzeit von 30 Sekunden neben der Verpackung der Leuchten noch weitere Aufgaben übernehmen konnte. Nun legt er zudem die Einbauanleitung bei und schließt Sicherheitstüren. „Für uns war die Simulation durch Yaskawa eine echte Hilfe“, erklärt Peter Dreher, Sales- and Project-Manager bei PKM. „Denn“, wie er weiter ausführt, „anfangs konnten wir uns auch vorstellen, dass die Anlage mit zwei Robotern arbeitet. Über MotoSim hat sich aber gezeigt, dass der Motoman MH180-120 mit sechs Achsen und einer siebten Zusatzachse über die Fahrbahn alle vorgegebenen Aufgaben und mehr alleine erledigen kann. So konnten Sicherheitszonen, Bewegungen und alles, was sonst bedacht werden muss, im Vornherein berechnet werden.“

Die Verpackungsanlage ist so konzipiert, dass sie zwei unterschiedliche Leuchtentypen entweder in 1er- oder 4er-Gruppierung verpacken kann. Weitere Größen sind möglich. Von jedem Typ kann die Anlage entweder eine oder vier Leuchten auf einmal in Karton verpacken. Dies geschieht, indem ein Zubringerband die zu verpackende Leuchte bzw. die Leuchten der Anlage zuführt. Zwischenzeitlich entnimmt der Greifer des Roboters, der bei dieser Anlage eine Saughand ist, einen ungefalteten Kartonzuschnitt von einer unsortierten Palette und setzt diesen auf die Zentrierstation. Hier wird der Karton millimetergenau positioniert. Anschließend setzt der Greifer den Karton auf das Faltwerkzeug, legt eine Montageanleitung bei und setzt schließlich die Leuchte ein. Der Karton samt Leuchte wird nun von der Maschine nach unten gezogen und dabei gefaltet. Auf dem Weg zur Schließstation fährt der Karton an einer Leimdüse vorbei, wird mit Leim bestrichen und geklebt. Sobald neun Kartons am Ende des Fließbandes fertig verpackt sind, fährt der Roboter auf der Fahrbahn nach vorne und greift die gesamte Lage zu neun Stück, die er dann absolut genau auf der Palette im Palettierkarton stapelt.

Die Greiferhand wurde speziell für diese Anwendung von PKM entwickelt. Sie funktioniert über einen Saugmechanismus, der mit verschiedenen Vakuumkreisen arbeitet. Je nachdem, welchen Gegenstand die Saugerhand aufgreifen muss, werden Vakuumkreise ab- oder zugeschaltet. Für die Anlage ist keine eigene Arbeitskraft mehr nötig. Eine Aufsichtsperson kann in der Nähe der Anlage anderen Tätigkeiten nachgehen. „Wir setzen als innovativer Hersteller von LED-Leuchten auf High-Tech. Das soll sich auch in unseren Werkshallen widerspiegeln. Deshalb haben wir uns für eine technisch anspruchsvolle Verpackungslösung entschieden, die wiederum auf eine absolute Zukunftstechnologie setzt: Robotik. Seit Inbetriebnahme arbeitet die Anlage störungsfrei und absolut zuverlässig. Unsere Erwartungen sind damit absolut erfüllt“, stellt Sebastian Trägner fest.

 

Fazit

Mit der neuen Anlage von PKM kommt bei Trilux in Arnsberg eine vielseitige Lösung zur Verpackung von Leuchten zum Einsatz. Kernstück ist dabei ein Hochgeschwindigkeitsroboter Motoman MH180-120 von Yaskawa, der auf einer TSL 2000 Fahrbahn – ebenfalls von Yaskawa – fährt. Damit wurden die Bewegungsmöglichkeiten des sechsachsigen Roboters um eine siebte Achse erweitert. Die für menschliche Kollegen nur schwer handhabbaren, weil sperrigen Gegenstände bewegt der Roboter millimetergenau und mit einer Taktzeit von nur 30 Sekunden besonders schnell.

 

Autor:

Florian Kohut,

YASKAWA Europe GmbH

Robotics Division, DE-Allershausen

 

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