Die Handlingeinheit sorgt für kontinuierliche Bereitstellung der Faltschachtel. Die längsstehende Faltschachtel wird mittels Vakuumsauger aus dem Transportbandbereich herausgezogen. Sie steht zur Entnahme dem Mehrachsen-Handling bereit.
Foto: Afag Automation AG

Automatisierungstechnik

Wie Verpacken automatisiert werden kann

Brunner Engineering bedient sich vollelektrisch betriebener und standardisierter Handling- und Linearmodelle von Afag Automation.

Im Jahr 1965 gründete Otto Brunner einen Betrieb zur Entwicklung und Fertigung von Verpackungsmaschinen. Später übernahm dann Ludwig Brunner das Unternehmen und fokussierte sich auf den Bau von Kartoniermaschinen, Verpackungsanlagen, Sondermaschinen und Produktzuführungen. Mit der Zeit entstand ein Standardprogramm an Kartoniermaschinen in Vertikal- und Horizontalbauweise sowie der zugehörigen Peripherie. Auf der Basis standardisierter Einheiten und kundenspezifischer Anpassungen ist es je nach Bauart, Maschinentyp, Teilung und Betriebsart möglich, Faltschachtelformate ab 20 x 15 x 45 mm bis max. 270 x 120 x 350 mm in Taktraten zwischen einem und 300 Stück pro Minute zu verarbeiten oder auszubringen. Die Kunden von Brunner kommen aus den Bereichen Pharmazie, Kosmetik, Nahrungsmittel und technische Produkte sowie der Konsumgüter-Branche. Maschinen und Anlagen werden nach vorherrschenden Richtlinien (zum Beispiel GMP) konzipiert und gebaut. Aber nicht nur Endkunden, sondern auch manche Hersteller von Verpackungsanlagen setzen auf Brunner Maschinen. Vor allem zum Part Vertikal- und Horizontal-Kartonierer zum vollautomatischen wie manuellen Verpacken geben Kunden positives Feedback.

Brunner will sich auf das Wesentliche konzentrieren

Ralf Mohr, Geschäftsführer von Brunner Engineering hat über 30 Jahre Erfahrung in der Verpackungstechnik. Er sieht einen großen Mehrwert in den Lösungen, die das 18-köpfige Unternehmen zu bieten hat: „Unsere Vorteile liegen in der großen Formatvielfalt und der Möglichkeit der schnellen, einfachen und reproduzierbaren Formatumstellung. Außerdem werden die Faltschachteln bei uns meist mittels Zahnriemen produkt- sowie packungsschonend transportiert. Die Maschinen sind als GMP-Ausführungen in Balkonbauweise erstellt. Für die Bewegungsabläufe kommen Direktantriebe mit Servomotoren zum Einsatz. Die Maschinen sind wahlweise automatisch oder manuell oder im Mix zu beschicken und lassen sich durch den modularen Aufbau nachträglich erweitern. Um die Kosten für die Anlagen im Griff zu haben, setzen wir zum einen auf die besagte Standardisierung und zum anderen auf am Markt in der geforderten Qualität erhältliche Baugruppen. Im Vordergrund stehen dabei immer hohe und vor allem zuverlässige Leistung, anforderungsgerechte Flexibilität, einfache Wartung und Service, und schließlich die Kosten. Gleichzeitig stellen wir die Aspekte Qualität und schnelles Agieren in den Vordergrund, wofür wir einen hohen Eigenfertigungsgrad als unerlässlich ansehen und sehr hohe Ansprüche an unsere Lieferanten stellen.“

Diesen Anforderungen hat auch der Handhabungstechnik-Spezialist Afag Automation, der vor kurzem von Ralf Mohr mit einer besonderen handhabungstechnischen Herausforderung konfrontiert wurde.

Knickarmroboter-Roboter vs. Elektrische Handhabungstechnik

Alexander König, Vertrieb Süd-West bei der Afag Automation und für den Kunden Brunner Engineering zuständig, beschreibt die Wünsche des Unternehmens: „Es ging hier um das gleichzeitige Aufnehmen, zweimalige Schwenken beziehungsweise Verdrehen um jeweils 90°. Zudem war das Ablegen von zunächst stehend ankommenden Faltschachteln, die danach lagerichtig neu orientiert sind und auf dem Abfuhrtransportband quer liegend zur Endverpackungslinie weiterbefördert werden ein wichtiger Punkt. Und das alles anhand von Taktraten von 80 Stück pro Minute und ausgehend von den Ausbringleistungen eines Vertikalkartonierers vom Typ VCL 180 S. Früher wurden solche eher komplexen Bewegungsabläufe mit mehreren pneumatischen Linear-, Schwenk- und Rotations-Handlingmodulen bewerkstelligt. Das hat sich aber bezüglich des Aufwands an Bauteilen, Montage und Installation sowie begrenzter Taktraten immer häufiger als äußerst schwierig erwiesen. Der Endkunde wünschte höhere Leistungen. Diese ließen sich zuverlässig nur mit einem höheren Automatisierungsgrad und in dem Fall konsequentem Einsatz elektrisch betriebener Handlingmodule realisieren.“ Ralf Mohr und seine Kollegen prüften auch den Einsatz eines Roboters, verwarfen dies aber aus Platz- und Kostengründen. Der anforderungsgerechten, kreativen Kombination aus elektrischen Handlingmodulen zu einem mehrachsigen X-Z-B-C-Handlingsystem (nach der Achsdefinition DIN 66217) liegen folgende standardisierte Komponenten zugrunde:

  • eine linearmotorbetriebene Portalachse (X-Achse), eine linearmotorbetriebene Linearachse (Z-Achse),

  • eine elektrisch betriebene Rotationsachse (B-Achse)

  • plus eine elektrisch betriebene Rotationsachse (C-Achse).

Synchrone Bewegungsabläufe für hohe Taktraten

Zur kontinuierlichen Bereitstellung der Faltschachteln ab dem Zuführband aus der Verpackungsmaschine ist außerdem eine weitere Handlingeinheit (linearmotorgetriebene Linearachse,X-Achse) eingebaut, die mittels Vakuumsauger die Faltschachteln aus dem Transportbandbereich herauszieht und in Entnahmeposition dem Mehrachsen-Handling bereitstellt. Sowohl das Mehrachsen-Handlingsystem als auch das Einzelhandling wurden bei Afag einbau- und anschlussfertig aufgebaut und ausgerüstet. Brunner Engineering musste nur noch die Endmontage beziehungsweise die mechanische sowie die steuerungstechnische Integration vornehmen. Zum Lieferumfang gehörten auch alle Regler mit Motorkabel und Stecker-Set sowie diverses Zubehör. Die von Afag praktizierte Standardisierung aller Komponenten hat für den Kunden auch den Vorteil, dass die Handlingsysteme im Master-Slave-Betrieb auf die Maschinenabläufe und deren Steuerung abgestimmt und feinfühlig synchronisiert werden können, was sich nicht zuletzt in optimierten Taktraten und damit einem höheren Durchsatz ausdrückt. Darüber hinaus ist es möglich, entsprechend der Anlagen-Flexibilität verschiedene produktbezogene Bewegungs- Profile zu programmieren und bei Bedarf jederzeit abzurufen.

Erfolgreiche Zusammenarbeit von Brunner und Afag

Abschließend meinte der von der Zusammenarbeit sichtlich überzeugte Praktiker Ralf Mohr: „Von der Bedarfsanalyse über die Konzeptionierung, Auslegung und Berechnung bis zur konstruktiven Integration und später der Inbetriebnahme haben wir seitens Afag alle Unterstützung erfahren. Die Lösung auf Basis der standardisierten elektrisch- oder eben linearmotorbetriebenen Handlingmodule bringt uns und die Kunden in vielfacher Hinsicht weiter, in dem wir nun bezüglich Stapelbild und Formatierung noch flexibler sind. Folgerichtig werden wir mit Hilfe von Afag weiter automatisieren und uns hinsichtlich handhabungstechnischer Aufgaben weiter entlasten.“

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