Flexible Arbeitserleichterung beim Verpacken
Setzpacker für Feinkost-Konserven

Modularer, skalierbares System für variable Verpackungsprozesse

Die Verpackungsprozesse in vielen Unternehmen sind u.a. durch folgende Punkte gekennzeichnet:

• große Produktvielfalt mit vielen Packformaten;
• kleine Losgrößen, d.h. häufiges Umrüsten;
• kurzlebige Artikel oder Verpackungen.

Diese Unternehmen müssen oftmals sehr flexibel sein, um am Markt mit Ihren Produkten bestehen zu können. Ein typischer Arbeitstag ist oft durch kurze Order- und Lieferzeiten und dem damit verbundenen hohen organisatorischen Aufwand in der Produktionsplanung geprägt.

Neue Herausforderungen an Verpackungsprozesse

Bei der Verpackung wird daher oftmals auf die Flexibilität des Menschen zurückgegriffen. Doch sehen sich die Unternehmen nun neuen Herausforderungen gegenüber:

• Häufiger Personalwechsel: Kaum sind Mitarbeiter eingearbeitet, gehen sie wieder.
• Gut eingespieltes Personal wird demnächst pensioniert. Neues, qualifiziertes, engagiertes und belastbares Personal ist rar.
• Die Produktionsleistung muss gesteigert werden. Damit wird das Personal bis an seine Leistungsgrenze belastet.

Nun sind diese Unternehmen für jeden Lösungsansatz dankbar und auch bereit, sich in dieser Thematik zu engagieren, wenn sie die Problematik erkannt haben.

Hindernisse für herkömmliche Lösungen

Doch die bisher am Markt angebotenen Lösungen, seien sie beratend oder in Form von Automaten sind wegen einiger im Unternehmen vorhandener Beschränkungen nicht hilfreich:

• Die Mitarbeiter sind so stark ins Geschäft eingebunden, dass kaum Zeit für eine umfassende Lösung ist.
• Die Produktion darf in der Übergangsphase nicht zu stark durch die Änderungen belastet werden.
• Die Investitionskosten und die Betriebskosten müssen überschaubar sein.

Hier ist eine Politik der kleinen Schritte eine große Hilfe: Kosten und Aufwand bleiben überschaubar.

Neuer Ansatz: passende, nachhaltige Lösungen

Eine weitere Überlegung hat Hupe Verpackungstechnik dazu veranlasst, über eine neue Philosophie nachzudenken, dem Kunden eine passende Lösung zu entwickeln, die er als Standard auf dem Markt nicht erhalten kann:

Maschinen werden heute oftmals nur für einen bestimmten Zweck konzipiert und zusammengebaut. Wenn diese spezielle Aufgabe nicht mehr gegeben ist, was passiert dann mit der Maschine? Schrott? Daher ist es sehr wichtig, sich über die Wiederverwendung oder Weiterverwendung von Maschinen und deren Moduln Gedanken zu machen.

Maßgeschneiderte Lösungen aus wiederverwendbaren Standardbausteinen

In der Automobilindustrie werden bereits neue Produktionsstrassen mit Bestandteilen alter Strassen aufgebaut. Ein ähnlichen Gedanken gilt es nun im Verpackungsbereich umzusetzen. „So kann man dem Kunden auch die Angst nehmen, in unser schnelllebigen Zeit auf einer Spezialanfertigung sitzen zu bleiben“, erläutert Projektleiter Erich Hupe. „Wir haben in den letzten Jahren einen umfangreichen mechanischen, steuerungstechnischen und Software-Baukasten entwickelt, der auf Strukturen aufbaut, die sich in Maschinen häufig wiederholen. Mit dem in letzter Zeit eingesetzten Modulkonzept in der Steuerung, mit teilselbstständigen Einheiten mit definierten Standardschnittstellen haben wir einen ersten Schritt in die neue Richtung getan. Nun erfolgt die komplette Trennung einer Maschine in wiederverwendbare Funktionsmodule.“

Wiederverwendbare Funktionsmodule

Ein solches Funktionsmodul kann z.B. eine Maschine sein, die einen Kartonzuschnitt aufrichtet und dessen Boden verklebt. „Kartonaufrichter gibt es ja wie Sand am Meer. Viele sind sehr gut. Doch fehlt allen noch eine gute Schnittstelle, um in ein Gesamtsystem integriert werden zu können. Es sind halt immer noch separate Maschinen mit eigenen Steuerungen, eigenem Stromanschluss etc.“, berichtet Dipl.-Ing. Stefan Hupe. „Unser Ansatz geht dahin, ein teilintelligentes Modul zu schaffen. Mit einem Bedienaufsatzmodul ist es eine eigenständige Maschine. Ohne diesen Aufsatz kann das Modul als eine Baugruppe innerhalb einer größeren Maschine benutzt werden.“

Firma Hupe Verpackungstechnik hat nun bereits einige Funktionsmodule entwickelt:

• Kartonmagazin mit Aufrichter und Bodenverschluss
• Traymagazin mit Aufrichter
• Formier- und Zähleinrichtung
• Kartonverschliesser
• Setzpacker für die eigentliche Packbewegung.

Skalierbares System: In Schritten erweiterbar

„Das besondere am System ist seine Skalierbarkeit. Der Anwender möchte z.B. im ersten Schritt das Personal von der hohen körperlichen Belastung befreien, die sich durch eine Steigerung der Produktionsleistung ergibt. Dafür schafft er sich ein Funktionsmodul „Setzpacker“, ein Modul „Kartonpositionierung“ und ein Modul „Produktpositionierung“ an.

Dann ergibt sich der folgende Produktionsablauf: Die Mitarbeiter richten weiterhin händisch die Kartonzuschnitte auf, verschliessen den Boden und stellen den Karton in das Modul „Kartonpositionierung“. Die einbahnig ankommenden Produkte werden auf einem vorhandenen Sortiertisch auf mehrere Bahnen verteilt und dem Modul „Produktpositio-nierung“ übergeben. Der Setzpacker nimmt dann die Produkte vom Modul „Produkt-positionierung“ und stellt sie in den Karton, der im Modul „Kartonpositionierung“ steht. Dann wird der Karton zu einem vorhandenen Deckelverschliesser gefahren.

„Das System ist derart flexibel, dass die Arbeit der Menschen hervorragend mit den vorhandenen Maschinen und den neuen Modulen abgestimmt werden kann. Wenn der Kunde dann in einem nächsten Schritt die Produktformierung oder das Kartonauffrichten automatisieren möchte, dann kauft er die zugehörigen Module nach. Und fertig.“, so Dipl.-Ing. Dirk Hatje. „Und wenn an anderer Stelle im Unternehmen mal zusätzlich ein Setzpacker benötigt wird, so wird ein freier Setzpacker aus dem Modulverbund herausgetrennt und zusätzlich in den anderen Modulverbund integriert.“

Überschaubare Kosten

Für die Produkt- und Kartonpositionierung können auch vorhandene Förderbänder benutzt werden, die dann mit zusätzlichen Stoppern versehen werden. Auf jeden Fall bleiben die Kosten sehr überschaubar.

Einfache Anpassung an neue Aufgaben

„Von der Programmierung her ist die ganze Geschichte recht einfach. Für einfache Fälle gehen wir über justierbare Schaltpunkte, die vom Anwender beim Umrüsten selbst schnell umgesetzt werden können. Bei höheren Produktionsleistungen, wo wir Servotechnik benutzen, werden diese Schaltpunkt elektronisch als Arbeitsaufträge in einer Rezeptur einmal in die Maschine programmiert. Sie sind dann per Knopfdruck wieder abrufbar.“

Beispiel: Setzpacker für Feinkost

Verwendete Funktionsmodule

• Stoppermodule für eine vorhandenes Förderband für die Produktpositionierung
• Stoppermodul für ein vorhandenes Förderband für die Kartonpositionierung
• Setzpacker mit Manipulatorplatten um die Produkte zu greifen und Vakuumpumpe
• Bedienaufsatzmodul

Produktionsablauf

Der Anwender stellt einen aufgerichteten Karton, dessen Boden er verschlossen hat, auf das Förderband für die Kartonagen. Das Stoppermodul an diesem stoppt den leeren Karton an der Befüllposition.

Die einbahnig ankommenden Produkte werden von einem Mitarbeiter auf zwei Reihen verteilt und laufen dann nebeneinander auf das Förderband für die Produktpositionierung. Das Stoppermodul an diesem positioniert die Produkte nun an der Aufnahmeposition. An dieser steht nun eine komplette Formation, um eine Lage der Produkte in den Karton zu packen.

Der Setzpacker setzt nun die Manipulatorplatte auf die Produkte auf dem Produktpositionierband und hält diese fest. Dann hebt er sie hoch und fährt über den leeren Karton. Dort setzt er die Produkte in den Karton und lässt sie dann los. Dann fährt er wieder zurück, um neue Produkte aufzunehmen.

Wenn der Karton komplett befüllt ist, fährt das Kartonförderband diesen aus der Befüllposition heraus und transportiert einen neuen, leeren Karton in die Befüllposition.

Packschema

Es können verschiedene Formationen (1x2, 2x2, 2x3, 2x4, 2x5, 3x4, 3x5) in unterschiedlichen Lagen gepackt werden.

Welche Arbeiten müssen bei der Installation der Maschine durchgeführt werden?

• Die beiden Stoppermodule an die vorhandenen Förderbänder anschliessen.
• Die Antriebe der Förderbänder mit an den Schaltschrank der Stoppermodule anschliessen.
• Die Maschine an die richtige Stelle stellen.
• Die Steuerschaltschranke mit dem Leistungsbus- und Steuerbuskabeln verbinden.
• Die Koppelsignale mit vor- und nachgeschalteten Maschinen verbinden.
• Den Arbeitsbereich durch eine Sicherheitseinhausung absichern.

Welche Arbeiten müssen gemacht werden?

• Die Stopper für den Karton und die Produkte an die richtige Position bringen.
• Die Schaltsensoren am Setzpacker verstellen.
• Die Manipulatorplatte am Setzpacker austauschen.