anwenderreportage

Roboterbasiertes Abfüllen von flüssigen Moor- und Kräuterauszügen mittels Stäubli-Lösungen perfektioniert

Naturprodukte und Roboter – ein Widerspruch in sich? Keinesfalls, wie das Beispiel einer robotergestützten Abfüllanlage für flüssige Moor- und Kräuterauszüge zeigt. Die Vollautomatisierung garantiert höchste Prozesssicherheit und schützt die hochwertigen Produkte vor Verunreinigungen jeglicher Art – und das bei einem Output von bis zu 3.000 Fläschchen stündlich.

Kompakt, hygienegerecht und einfach zu reinigen: Die neue Abfüllanlage bei SonnenMoor überzeugt auf ganzer Linie.

Kompakt, hygienegerecht und einfach zu reinigen: Die neue Abfüllanlage bei SonnenMoor überzeugt auf ganzer Linie.

Shortcut

Anforderung: Eine neue robotergestützte Abfüllanlage für eine automatisierte, prozesssichere Lösung mit hoher Wirtschaftlichkeit.

Lösung: Der eingesetzte SCARA-Roboter ist ein Stäubli TS2-80 Vierachser und erfüllt in Standardausführung die Reinraumklasse ISO 6.

Nutzen: Die Abfüllanlage ist prozesssicher, wirtschaftlich, nachhaltig und effizient. Sie wird der steigenden Nachfrage nach Produkten gerecht.

Seit genau 50 Jahren setzt das österreichische Familienunternehmen SonnenMoor auf die positive Wirkung von Moor- und Kräuterprodukten auf die menschliche Gesundheit. Firmengründer Frank Fink wusste um die Geheimnisse der Natur und entwickelte die bis heute unveränderten Rezepturen der bewährten Moor- und Kräuterprodukte von SonnenMoor. Das Unternehmen mit Sitz in Anthering (Salzburger Land) beschäftigt rund 60 Mitarbeiter und investiert kontinuierlich in den Ausbau seiner Produktionsstätte. Für die Abfüllung der Produkte kommt jetzt erstmals ein Roboter zum Einsatz.

Der Stäubli SCARA beherrscht das Conveyor Tracking in Perfektion. (Bilder: Ralf Högel)

Der Stäubli SCARA beherrscht das Conveyor Tracking in Perfektion. (Bilder: Ralf Högel)

Arno Winter
Betriebsleiter bei SonnenMoor

„Zum einen wollten wir eine automatisierte, prozesssichere Lösung mit hoher Wirtschaftlichkeit, zum anderen war es an der Zeit, auch die Kapazität zu erhöhen, um der permanent steigenden Nachfrage nach unseren Produkten zu entsprechen und gleichzeitig das Produktionspersonal zu entlasten. “

Neue robotergestützte Abfüllanlage

Die Gründe für die Investition in eine komplett neue, robotergestützte Abfüllanlage bringt Arno Winter, Betriebsleiter bei SonnenMoor, auf den Punkt: „Zum einen wollten wir eine automatisierte, prozesssichere Lösung mit hoher Wirtschaftlichkeit, zum anderen war es an der Zeit, auch die Kapazität zu erhöhen, um der permanent steigenden Nachfrage nach unseren Produkten zu entsprechen und gleichzeitig das Produktionspersonal zu entlasten.“

Gerade im Bereich der Nahrungsergänzungsmittel gelten strenge Hygienevorgaben, die sich natürlich mit voll automatisierten Anlagen, bei denen menschliche Interventionen weitgehend ausgeschlossen sind, hervorragend umsetzen lassen. Der Blick auf die Abfüllanlage verrät sofort die kundige Hand des Anlagenbauers, des Stranger Maschinenbaus. Es dominiert Edelstahl, alle Stationen sind hygienegerecht ausgeführt, die Komponenten einfach zu reinigen, der Platzbedarf ist auf ein Minimum reduziert und auch der eingesetzte Roboter, ein Stäubli TS2-80 Vierachser, zählt zum Besten, was der Markt zu bieten hat. Der Roboter erfüllt bereits in Standardausführung die Reinraumklasse ISO 6. Bemerkenswert: Stranger Maschinenbau hat übergreifende Kompetenz im Haus und konnte alle Anlagenbereiche von der Roboter- über die Abfüll- bis hin zur Etikettierstation in Eigenregie ausführen.

Ingenieurtechnische Meisterleistung: der Dreifach-Schwenk-Vakuumgreifer, der dem SCARA eine fünfte Achse beschert.

Ingenieurtechnische Meisterleistung: der Dreifach-Schwenk-Vakuumgreifer, der dem SCARA eine fünfte Achse beschert.

Michael Stranger
Geschäftsführer bei Stranger Maschinenbau

„Wir konnten auf den Einsatz eines Sechsachsroboters verzichten und die beeindruckende Dynamik der neuen Stäubli SCARAs der TS2-Generation nutzen.“

Ablauf in der Anlage im Überblick

Der einzige manuelle Arbeitsschritt besteht in der Befüllung des Bunkers mit leeren Kunststoffflaschen, die im nächsten Schritt vereinzelt werden. Bei dieser mechanischen Vorausrichtung bleibt aber deren genaue Lage noch unbestimmt, das heißt, sie können mit dem Flaschenhals in die eine oder andere Richtung zeigend auf dem Band ausgerichtet sein. An dieser Stelle kommt der Stäubli SCARA ins Spiel. Seine Aufgabe ist es, die Flaschen von Band 1 abzugreifen und stehend auf Band 2, dem Zuführband zur Befüllstation, abzusetzen. Was sich zunächst banal anhört, entpuppt sich bei genauerer Betrachtung als anspruchsvolle Aufgabenstellung. Woraus sich die Herausforderungen dabei ableiten, erklärt Stranger: „Wir müssen die Flaschen vom laufenden Band 1 abgreifen, wobei dieses Band auch noch je nach Pufferstatus von Band 2 mit unterschiedlicher Geschwindigkeit läuft. Zudem müssen wir die unbefüllten Kunststoffflaschen, die nur wenige Gramm wiegen und entsprechend leicht kippen können, stehend auf dem laufenden Band 2 abstellen. Dazu müssen wir die Fläschchen von der Horizontalen in die Vertikale bringen, wobei dem SCARA dazu eine fünfte Achse fehlt.“

Der hochdynamische TS2-80 Vierachser nimmt die Flaschen liegend von Band 1 auf.

Der hochdynamische TS2-80 Vierachser nimmt die Flaschen liegend von Band 1 auf.

Infos zum Anwender

Seit nahezu 50 Jahren vertraut das österreichische Familienunternehmen SonnenMoor aus Anthering bei Salzburg in Österreich bereits auf die rein natürliche Kraft der Natur. SonnenMoor hat sich seit den Anfängen vom Zwei-Personen-Betrieb zu einem Unternehmen mit 55 Mitarbeitern, 75 verschiedenen Produkten und rund 2.000 Handelspartnern im In- und Ausland entwickelt. Die Produktpalette umfasst Trinkmoor zur Unterstützung der Verdauung, Gurgelwasser für Hals und Rachen, 100 % reine flüssige Kräuterauszüge für die Organe, wohltuende Moor-Kräuter-Cremen für Haut und Gelenke, wertvolle Teemischungen und Produkte für das gesunde Wohlbefinden sowie Tierprodukte.

Conveyor Tracking für Fortgeschrittene

Stranger Maschinenbau konnte eine elegante Lösung für die Applikation realisieren. Die Flaschen durchlaufen zunächst einen Bildverarbeitungstunnel, in dem ihre Positionen von einem Cognex-Visionsystem erfasst und an die Robotersteuerung übermittelt werden. Im Conveyor Tracking greift der Stäubli TS2-80 bis zu drei Flaschen mit seinem Dreifach-Schwenk-Vakuumgreifer von Band 1 ab und setzt sie nacheinander auf dem laufenden Band 2 in stehender Position ab. Der Vierachser ist dabei auf die Geschwindigkeit des Bandes synchronisiert, um ein Kippen der Flaschen zu verhindern. Die fehlende fünfte Achse des SCARA-Roboters gleicht das von Stranger in Eigenregie konstruierte Greifsystem durch seine 90 Grad-Schwenkfunktion aus. „So konnten wir auf den Einsatz eines Sechsachsroboters verzichten und die beeindruckende Dynamik der neuen Stäubli SCARAs der TS2-Generation nutzen“, freut sich Stranger.

Im Anschluss legt er sie perfekt auf die Geschwindigkeit von Band 2 synchronisiert in stehender Position ab.

Im Anschluss legt er sie perfekt auf die Geschwindigkeit von Band 2 synchronisiert in stehender Position ab.

Unterspiegelbefüllung mit sechs Abfülllanzen

So aufgereiht erreichen die Flaschen die Befüllstation, die aus insgesamt sechs Abfülllanzen besteht. Hier werden Lose von jeweils sechs Kunststoffflaschen in sogenannter Unterspiegelfüllung mit exakt berechneter Menge und bei exakt einzuhaltender Temperatur von 80 bis 85 Grad Celsius befüllt. Um ein Aufschäumen zu verhindern, befinden sich die Auslassöffnungen der Lanzen immer unter dem Flüssigkeitsspiegel. Anschließend gelangen die Flaschen zu einem Drehtisch mit mehreren Stationen. Hier werden zunächst die Verschlusskappen aufgesetzt und an der nächsten Station mit exakt definiertem Drehmoment verschraubt. Daran schließt sich eine Gewichtskontrolle an, die das korrekte Befüllvolumen der Flaschen bestätigt. Abschließend werden die Flaschen etikettiert, gekennzeichnet und dem jeweiligen Produkt entsprechend verpackt.

Maximale Flexibilität für zukunftssicheren Betrieb

Die Anlage kann vier verschiedene Flaschengrößen mit 100, 250, 500 und 1.000 Millilitern verarbeiten. Die Flaschengröße entscheidet auch darüber, ob der Stäubli SCARA zwei oder drei Flaschen gleichzeitig greift und ausrichtet. „Ab der 500 Milliliter-Variante können wir nur noch zwei Flaschen gleichzeitig greifen. Das stört uns aber nicht wirklich, da die Befüllung der größeren Flaschen ohnehin mehr Zeit in Anspruch nimmt“, so Winter. Über die Anlage laufen derzeit über ein Dutzend unterschiedlicher Moor- und Kräuterauszüge. Multipliziert mit den vier gängigen Flaschengrößen ergibt sich daraus eine Anzahl von knapp 60 Varianten. Die Umstellung von einer Variante auf die nächste kann im günstigen Fall einfach über das Menü der Steuerung erfolgen. Länger als 15 bis 20 Minuten nehmen die Arbeiten auch dann nicht in Anspruch, wenn mechanische Umstellungen erforderlich werden. „Für uns war die schnelle Umrüstmöglichkeit ein entscheidender Faktor, da wir natürlich nicht die gewaltigen Losgrößen der Getränkeindustrie erreichen. Wir liegen bei Losgrößen zwischen 1.000 und 10.000 Stück und rüsten mindestens einmal täglich um. Der maximale Output der Anlage liegt bei 3.000 Fläschchen pro Stunde bezogen auf die 100 Milliliter-Variante. Da kam uns natürlich die hochflexible Roboterlösung überaus gelegen“, betont Winter.

Bedienerfreundliche und nachhaltige Auslegung

Auch in Sachen Bedienerfreundlichkeit erfüllt die Abfüllanlage die Erwartungen bei SonnenMoor in vollem Umfang. Die hochleistungsfähige Stäubli CS9-Robotersteuerung ist an eine Siemens S7 SPS angebunden. Mit deren grafischer Bedienoberfläche kommen die Mitarbeiter bestens zurecht. Und für den Fall, dass ein neues Produkt angelernt werden muss, hat SonnenMoor einen entscheidenden Vorteil: Der Anlagenbauer Stranger ist nur einen Steinwurf entfernt im gleichen Gewerbegebiet angesiedelt. Alles in allem ist es den involvierten Unternehmen SonnenMoor, Stranger und Stäubli gelungen, ein anspruchsvolles Projekt gemeinsam erfolgreich und partnerschaftlich abzuschließen. Die Abfüllanlage erfüllt alle in sie gesetzten Ansprüche. Sie ist prozesssicher, wirtschaftlich, nachhaltig und effizient. Sie wird mit ihrem beeindruckenden Output der steigenden Nachfrage nach SonnenMoor-Produkten in den nächsten Jahren sicher gerecht.

Filtern

Suchbegriff

Unterkategorie

Firmen

Inhaltstyp

Firmentyp

Land