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ANWENDERBERICHT | LEBENSMITTEL UND GETRÄNKE
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Kartoniermaschine erreicht durch Robotik über 99 Prozent Betriebszeit

Schlüsselfertige Lösung von DCC Automation verbessert Agilität und Effizienz in einer Produktionsanlage für Nahrungsergänzungsmittel.

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DCC Automation-Maschine für die Lebensmittelverpackung
DCC Automation-Logo

DCC Automation ist ein Hersteller und Systemintegrator von Materialtransportgeräten, -systemen und Förderbändern für die Lebensmittelindustrie. Das Unternehmen ist auf Lösungen für die Sekundärverpackung spezialisiert.

Horia Saulean
Horia Saulean
Director of Robotic Solutions, DCC Automation
Herausforderung
  • Ein veraltetes System für die Kartonverpackung mit einer Robotiklösung ersetzen, um Effizienz und Agilität zu verbessern.
Lösung
  • Emulate3D™ – Software für digitale Zwillinge
  • Rockwell Automation Integrated Architecture®-System
  • Einheitliche Robotersteuerung
Ergebnis
  • Betriebszeit erreicht mehr als 99 Prozent.
  • Umrüstzeit ist über 90 Prozent kürzer – Reduktion von 45 auf 5 Minuten.  
  • Produktionsmitarbeiter sind besser ausgelastet.

Herausforderung

Durch Zusammenarbeit zur idealen Lösung 

Überall in der Produktion sind Rentabilität und Effizienz eng verbunden. Doch in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie müssen Systeme meist nicht nur einen außergewöhnlichen Durchsatz erzielen, sondern auch die Agilität mitbringen, sich schnell von einem Produkt zum nächsten umstellen zu lassen.

Der Maschinenbauer und Systemintegrator DCC Automation möchte diese Anforderungen der Branche mit Materialtransportanlagen, Förderbändern und schlüsselfertigen Systemen erfüllen – einschließlich kundenspezifischer Lösungen für die Primär- und Sekundärverpackung. Das Unternehmen gehört zum Rockwell Automation® PartnerNetwork™.

„Alle unsere Lösungen beginnen mit einer Partnerschaft“, sagt Horia Saulean, Director of Robot Solutions bei DCC Automation. „Wir arbeiten mit Kunden zusammen, um ihre Anforderungen zu verstehen und dann die Lösungen mit dem größten Nutzen zu entwickeln. Immer häufiger beinhalten diese Lösungen Robotik.“

Dieser kollaborative Ansatz des Unternehmens – und das Robotik-Know-how – führten dazu, dass ein Hersteller von Nahrungsergänzungsmitteln DCC Automation beauftragte, eine Verpackungslösung zu erneuern.

Veraltetes System konnte nicht mehr mithalten

Der vorhandene Kartonierer gehörte zu der Hochgeschwindigkeits-Produktionsstraße des Herstellers, die das meistverkaufte Produkt des Unternehmens verarbeitet. Er stellte die Kartons auf und verpackte die Produkte in ihnen, wobei es zwei Kartonmodelle für zwei Produktgrößen gab.

Das halbautomatische System setzte bisher auf mehrere Steuerungen und Förderbänder, die rasch das Ende ihrer Lebensdauer erreichten – bei jeder Schicht betrug die Ausfallzeit bis zu 10 Prozent.

Darüber hinaus dauerte es 40 bis 45 Minuten, um das System von einer Produktgröße auf die andere umzustellen. Und obwohl diese Umrüstung nur ein- oder zweimal pro Schicht stattfand, musste das System kontinuierlich angepasst werden, um die korrekten Parameter einzuhalten.

Schließlich wurden die Funktionen für die Kartonaufstellung und Verpackung in einer kompakten Maschine kombiniert, die wenig Platz für die Produktakkumulation bot. Dadurch konnte das System nicht den vom vorderen Teil der Linie geforderten Durchsatz von 25 Kartons pro Minute erreichen. Stattdessen unterstützten zwei oder drei Mitarbeitende den Betrieb und packten Kartons manuell an deren Seite.

Lösung

Effizienteres Design, ergänzt durch Robotik

DCC Automation erkannte schnell, was die Leistungsprobleme an der vorhandenen Ausrüstung verursachte. Das veraltete Steuerungssystem gehörte dazu, ebenso wie das grundlegende Design der Maschine.

„Während viele Lösungen den Aufbau und das Packen der Kartons in einer Maschine kombinieren, verfolgen wir meist einen anderen Ansatz für Hochgeschwindigkeitsanwendungen“, erklärt Horia Saulean. „Wir trennen die beiden Technologien, um mehr Platz für die Produktakkumulation zu schaffen.“

In diesem Fall wurde der Kartonaufrichter in einem anderen Teil des Raums platziert. Dadurch können Produkte gesammelt und je nach erforderlichem Verpackungsmuster effizient in mehrere Ströme unterteilt werden.

Für die Pick-and-Place-Funktion entschied sich DCC Automation für zweidimensionale Delta-Roboter.

„Maschinennahe Roboter öffnen viel mehr Möglichkeiten als eine rein mechanische Lösung“, sagt Horia Saulean. „Das System präsentiert das vollständig geformte Verpackungsmuster und komplett aufgebaute Kartons. Die Roboter entnehmen und platzieren das gesamte Verpackungsmuster.“  

Die verpackten Kartons werden überprüft und von oben verschlossen – bevor sie zum Palettierer kommen.

Eine einheitliche Steuerung, die fasziniert

Die schlüsselfertige Lösung wird auf einer Plattform von Rockwell Automation ausgeführt, die auf Allen-Bradley® Compact GuardLogix®-Steuerungen, Kinetix®-Servoantrieben und -Motoren sowie der FactoryTalk® View HMI-Software basiert. Das System ist in ein EtherNet/IP ™-Netzwerk integriert. DCC Automation nutzte die Emulate3D™-Software bereits früh im Designprozess, um die Systemfunktionalität zu simulieren und zu bestätigen.

Wegen der Leistungsfähigkeit der Steuerungen konnte DCC Automation die Rockwell Automation-Plattform für den gesamten Maschinenbetrieb nutzen. Es war nicht nötig, eine separate Robotikplattform einzusetzen. Die einheitliche Maschinensteuerung erleichterte das Design und die Integration. Dazu müssen die Anwender nur ein System verstehen und bedienen, was den Maschinenbetrieb und die Wartung vereinfacht.

„Wir haben das Steuerungsmodell von Rockwell Automation voll und ganz genutzt. Mit ihn konnten wir die Standardkomponenten einsetzen und alles über die GuardLogix-Steuerung managen – einschließlich der Sicherheitsfunktionen“, sagte Horia Saulean. „Dieses Konzept sorgt für endlose Effizienz.“  

Ergebnis

Antrieb der Zukunft: Effizienz

Mit der neuen Verpackungsmaschine konnte der Kunde von DCC Automation die Ausfallzeiten deutlich verkürzen und die Umrüstung erheblich verbessern.

Die Maschine läuft nun 99 bis 99,5 Prozent der Zeit – und die Umrüstung dauert etwa 5 Minuten statt 45 Minuten.

Darüber hinaus hat der Hersteller die zusätzliche manuelle Verpackung in Kartons eingestellt. Die Mitarbeitenden, die dies erledigten, erhielten andere wichtige Aufgaben.

Trotz dieser beeindruckenden Erfolge arbeitet DCC Automation weiter mit seinem Kunden zusammen, um das System in Zukunft noch flexibler und effizienter zu machen.  

„Dies war eine Maschine der ersten Generation“, sagt Horia Saulean. „Um das System umzustellen, müssen die Bediener immer noch manuelle Anpassungen vornehmen. Wir hoffen, in Zukunft auf einen konsequent rezeptbasierten, automatisierten Prozess umsteigen zu können.“

DCC Automation plant auch, einige der bestehenden pneumatischen Abläufe durch servogesteuerte Technologie zu ersetzen. Um die Effizienz weiter zu steigern, migrierte das Unternehmen zu FactoryTalk Optix™, einer neuen cloudfähigen HMI-Visualisierungsplattform.

Erfahren Sie mehr über unsere OEM-Lösungen.

Veröffentlicht 31. Januar 2024

Themen: Optimize Production Lebensmittel und Getränke Antriebe und Motoren Bedienerschnittstelle (HMI) Motorsteuerung Speicherprogrammierbare Steuerungen Digitaler Zwilling Emulate3D Cloud-Fertigungssoftware
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