Automatisierte Zuführung von Verpackungsmaterial – Flexible Robotiklösung für effiziente Kleinteilverpackung
Für unseren Kunden, Würth Industrie Service GmbH & Co. KG, entwickelte SPIE eine automatisierte Lösung zur Zuführung von Verpackungsmaterialien für Kleinteile. Im Zentrum steht ein Kartonaufrichter in Kombination mit zwei kollaborativen Robotern (UR20 und UR7e), die gemeinsam die Depalettierung von KLT-Behältern sowie die Aufrichtung und Bereitstellung von Kartons übernehmen. Ergänzt wird das System durch eine kamerabasierte Lageerkennung zur Sicherstellung der korrekten Ausrichtung der Verpackungseinheiten. Die Anlage ist direkt an eine bestehende Verwiegemaschine angebunden und flexibel auf vergleichbare Maschinen übertragbar.
ÜBER UNSEREN KUNDEN
Die Würth Industrie Service GmbH & Co. KG ist ein international tätiges Unternehmen der Würth-Gruppe mit Sitz in Bad Mergentheim. Es spezialisiert sich auf die Versorgung von Industriekunden mit Montage- und Befestigungsmaterial sowie auf Beschaffungs- und Logistiklösungen im C-Teile-Management. Mit automatisierten Logistiksystemen beliefert das Unternehmen Kunden weltweit und zählt zu den führenden Partnern für industrielle Versorgungslösungen.
HERAUSFORDERUNG UND ZIELSETZUNG
Die Ausgangssituation beim Kunden war durch einen hohen manuellen Aufwand geprägt. Verpackungsmaterialien wie Kartons und KLT-Behälter mussten in unterschiedlichen Größen händisch zur Verwiegemaschine bereitgestellt werden. Dieser Prozess war zeitintensiv und monoton. Ziel des Projekts war es, eine flexible und automatisierte Lösung zu entwickeln, die unterschiedliche Verpackungstypen zuverlässig zuführt, die Taktung der bestehenden Verwiegemaschine einhält und gleichzeitig eine möglichst lange autonome Laufzeit ermöglicht. Darüber hinaus sollte die Anlage mobil konzipiert werden, sodass sie an mehreren, ähnlich aufgebauten Maschinen eingesetzt werden kann.
Unser Ziel war es, einen stark manuellen, zeitintensiven Prozess in der Verpackung nachhaltig zu automatisieren. Wir suchten einen Partner, der nicht nur eine technische Lösung liefert, sondern unsere Rahmenbedingungen versteht: begrenzter Platz, hohe Variantenvielfalt bei Verpackungen und die Anbindung an bestehende Anlagen. SPIE hat uns mit genau dieser Kombination aus Automatisierungskompetenz und Lösungsorientierung überzeugt.
LÖSUNG
Die Umsetzung erfolgte in enger Abstimmung mit dem Kunden. Ausgangspunkt war ein Grobkonzept, das die spezifischen Herausforderungen vor Ort – insbesondere den begrenzten Platz sowie die Komplexität der Verpackungsvielfalt – adressierte. Im nächsten Schritt wurde ein Machbarkeitstest (Proof of Concept) durchgeführt. Dabei wurden verschiedene Kartontypen erfolgreich automatisiert aufgerichtet und die korrekte Handhabung unterschiedlicher KLT-Behälter validiert.
Parallel dazu erfolgte die Entwicklung und Erprobung eines flexiblen Greifersystems, das sowohl Kartons als auch KLTs mittels Vakuumtechnik aufnehmen kann. Die Lageerkennung der unterschiedlichen Behältertypen wurde über ein kamerabasiertes System realisiert. Nach erfolgreicher Validierung startete die eigentliche Projektphase.
Zunächst wurde die mechanische Konstruktion des Stahlrahmens entwickelt, wobei der begrenzte Bauraum durch ein geteiltes Layout sowie die Integration in die Bestandsmaschine optimal genutzt wurde. Parallel dazu liefen die elektrotechnische Planung sowie die Programmierung und Integration der beiden UR-Roboter inklusive Endeffektoren. Der UR20 Roboter übernimmt die Depalettierung und Bereitstellung der Verpackungsmaterialien, während der UR7e Roboter die Kartons aufrichtet und für den weiteren Prozess vorbereitet. Durch dieses Zusammenspiel konnte die erforderliche Taktzeit der Verwiegemaschine zuverlässig eingehalten werden.
Nach der Beschaffung aller Komponenten erfolgte die Montage am Standort Oberwang. Nach erfolgreicher Abnahme durch den Kunden wurde die Anlage vor Ort installiert und in Betrieb genommen. Besondere Herausforderungen im Projekt waren der eingeschränkte Platz, die Einhaltung der Taktzeiten, die Vielfalt der Verpackungstypen sowie die Entwicklung eines leichten und gleichzeitig robusten Greifers. Die Umrüstung zwischen Kartons und KLT-Behältern erfolgt manuell. Zur Sicherstellung einer hohen Autonomiezeit von etwa 30 Minuten wurden spezielle Zuführwagen entwickelt, die ausreichend Material bevorraten. Gleichzeitig wurde das System so ausgelegt, dass künftig auch autonome mobile Roboter (AMR) die Materialzufuhr übernehmen können.
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Mehr InformationenNUTZEN
Mit der implementierten Lösung konnte der manuelle und repetitive Prozess der Materialzuführung vollständig automatisiert werden. Dies entlastet die Mitarbeitenden und steigert die Effizienz der gesamten Verpackungslinie. Die Anlage arbeitet nach dem Bestücken der Zuführwagen über einen längeren Zeitraum autonom und lässt sich flexibel an unterschiedlichen Maschinen einsetzen. Durch die intelligente Kombination aus Robotik, Kamerasystem und maßgeschneiderter Mechanik wird eine zuverlässige und prozesssichere Bereitstellung verschiedenster Verpackungstypen gewährleistet.
Darüber hinaus wurde bei der Würth Industrie Service GmbH & Co. KG eine zukunftssichere Grundlage geschaffen, die eine weitere Automatisierung – beispielsweise durch die Integration von AMR-Systemen – ermöglicht.
Wir konnten einen zuvor stark manuellen und monotonen Prozess vollständig automatisieren. Das entlastet unsere Mitarbeitenden spürbar und erhöht gleichzeitig die Prozesssicherheit und Effizienz. Zudem profitieren wir von einer flexiblen Lösung, die sich auch auf vergleichbare Maschinen übertragen lässt und damit langfristig Mehrwert schafft.
DIESE SPIE STÄRKEN KAMEN ZUM EINSATZ
- Umfassende Automatisierungskompetenz durch interdisziplinäre Teams
- Hohe Lösungskompetenz bei komplexen, kundenspezifischen Sondermaschinen
- Erfahrung in der Integration von Robotik, Bildverarbeitung und Mechanik
- Flexible und praxisnahe Umsetzung auch bei beengten Platzverhältnissen
- Schnelle Iteration durch Prototyping und Machbarkeitsanalysen
- Hohe Fertigungstiefe mit minimalem Einsatz externer Partner
Das Projekt zeigt sehr gut, wie erfolgreiche Automatisierung aussieht: technisch durchdacht, praxisnah umgesetzt und zukunftssicher ausgelegt. Die Anlage erfüllt unsere Anforderungen zuverlässig und bildet eine solide Basis für weitere Automatisierungsschritte. Wir sehen SPIE als kompetenten Partner, mit dem wir auch zukünftige Projekte gerne realisieren.
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