So automatisieren Sie Verpackungsmaschinen effizient

Losgröße 1 liegt im Trend: Zum Frühstück ein Konsumprodukt – und das individuell auf den Geschmack abgestimmt. Es muss nicht jedem alles schmecken – schon gar nicht bei einem Müsli. Umso besser, wenn die Knuspermischung „on demand“ nur aus den eigenen Lieblingszutaten besteht – und dann auch noch per Post nach Hause geliefert wird. Industrie 4.0 zum Frühstück ist heute keine Zukunftsvision, sondern wird durch intelligente Maschinenautomatisierung möglich.

Dass die Prozesse einer individuellen Produktion heute bei vielen Unternehmen automatisiert umsetzbar sind, beweisen Hersteller wie SEW-Eurodrive immer wieder mit eindrucksvollen Showcases, zum Beispiel auf Messen. "Der Löffel, der deinen Namen trägt" war das Motto während der SPS-Messe im Herbst 2019, als es zum Müsli der eigenen Wahl einen individuell produzierten Löffel dazu gab. Was zunächst wie ein unterhaltsamer Messe-Gag klingt, entpuppte sich bei näherem Hinsehen als ausgefeilter Showcase, wie die Produktion von Morgen mit bereits heute verfügbarer Technik aussehen kann.

Das Bruchsaler Unternehmen rüstete dafür die einzelnen Maschinenmodule mit vorbereiteten Movikit-Softwarebausteinen aus und brachte die Antriebs- und Automationstechnik darüber hinaus in einen vernetzten Produktionsverbund. Das Interessante dabei: SEW-Eurodrive nimmt bei derartigen Anlagen als Hersteller eine neue Rolle ein – und zwar die des Lösungsanbieters mit Hang zur Systemintegration. Joerg Peters, Leiter Product & Solution innerhalb des noch jungen SEW-Geschäftsfelds Maxolution Machine Automation (MMA): „Wir konzentrieren uns auf bestimmte Branchen, Maschinentypen und Anwendungen. Für die entwickeln wir Komplettpakete aus Hard- und Software, die über die klassische Antriebstechnik, wie wir sie heute kennen, hinausgehen. Wir sprechen bei dieser Linie von einer modularen Maschinenarchitektur.“

Die in Nürnberg gezeigte Anlage vereinte ganz unterschiedliche Funktionsbereiche zu einem Ganzen. Auf der einen Seite gab es den Müsli-Bereich mit einer großen Sortenvielfalt, damit jeder Kunde voll auf seinen Geschmack kommt. Auf der anderen Seite gab es die für den Müsligenuss notwendigen Löffel – und die wurden auch noch mit einer individuellen Lasergravur versehen. Was draufsteht, ließ sich über ein Online-Bestellportal frei wählen – auch welches Müsli dazu gehört. Löffel links, Müsli rechts – dazwischen zahlreiche Handlings- und Transporttechnik und vor allem auch jede Menge vernetzte Intelligenz. „Wir wollen über unsere Antriebstechnik hinaus die komplette Automation anbieten, um den Kunden die Arbeit zu erleichtern“, unterstreicht Joerg Peters. Dazu gehöre auch, dass die eingesetzte Automatisierung und Steuerungstechnik Verbindung halten muss zur übergeordneten Intelligenz eines ERP-Systems – bis hin zur mittelbaren Anbindung an Online-Shopsysteme und Konfiguratoren.

Aus dem Blickwinkel der Automatisierung heraus greift SEW-Eurodrive bei der Löffelgravur im Inneren des Anlagenteils auf unterschiedliche Maschinenmodule aus dem kontinuierlich wachsenden Lösungsportfolio der Maxolution Machine Automation (MMA). Hierzu zählen im Einzelnen zwei Tripoden mit Roboterkinematik, ein Zuführband, der Rundschalttisch sowie ein umlaufendes Förderband mit Fächerkette zum Gruppieren der Löffel. Zur Lageerkennung der händisch zugeführten Löffel setzt SEW ein auf glänzende Oberflächen spezialisiertes Kamerasystem von Sick ein. Dieses haben die Bruchsaler im Rahmen ihrer MMA-Lösungsstrategie mit in den Ablauf integriert. Die Einheit hat die Aufgabe, die Lage der Löffel auf dem Förderband zu ermitteln und die Positionsdaten an den Tripodroboter zu übergeben. Dank der Automatisierungstechnik ist der Roboter jetzt in der Lage, die Löffel sicher zu greifen und in den Rundschalttisch zu legen. Von dort geht es dank automatisierter Prozesse in die Lasergravur und nach Fertigstellung in die Auftragskommissionierung.

„Lasergravur und Lageerkennung sind auf den ersten Blick sicher keine vordergründigen Themen eines Antriebs- und Automatisierungsherstellers. Wenn wir das aber als Lösung für eine wiederkehrende Maschinenaufgabe innerhalb der Maxolution Machine Automation verstehen, dann zählt die Integration von Funktionen außerhalb des eigenen Produktspektrums nun mal dazu“, erklärt Joerg Peters. Mit dieser Herangehensweise verfolgt SEW-Eurodrive das Ziel, auch Sondermaschinenbauer zu entlasten, indem sie wiederkehrende Funktionen einbaufertig beziehen und nur noch anpassen müssen.

Dieser Ansatz reicht so weit, dass die Bruchsaler auch kundenspezifische Movikits mit definierter Funktion speziell für den Kunden entwickeln. Peters: „Das Know-how des Maschinenbauers fließt dann in der gemeinsamen Zusammenarbeit geschützt in ein SEW-Modul ein. Unser Kunde profitiert vom individuellen Mehrwert seiner Lösung und kann diesen Baustein auch noch wiederverwenden, da dieser modulartig erweiterbar ist. Das ist intelligente Maschinenautomatisierung.“ Diese Arbeitsweise macht also den Weg frei, die Maschine während ihrer Betriebsphase zu einem späteren Zeitpunkt recht einfach umzurüsten oder auch zu erweitern.

Zurück zu Löffel und Müsli und zurück zur vernetzten Produktion von Waren in Losgröße 1. Bei der in Nürnberg gezeigten Anlage ist es ein intelligentes Portalsystem, das die Konfektionierung der mit Namen versehenen Löffel mit der dazu passenden Müslimischung übernimmt. Das Portal muss also einerseits den reinen Materialfluss sicherstellen, andererseits auch eigenständig zwei komplett unterschiedliche Aufgabenbereiche miteinander koordinieren und dabei für die effiziente Abwicklung der durchzuführenden Arbeit sorgen.

Hierbei besteht eine wesentliche Herausforderung darin, eine im ERP-System vorliegende Bestellung in einen effizient ablaufenden Produktionsauftrag zu übersetzen. „Dafür brauchen wir Auftragsregister“, führt Joerg Peters aus. Statt Jobs einfach hintereinander zu legen und jede Station zeitraubend auf die andere warten zu lassen, wickelt sich der Verbund in sich optimiert selbst ab. Dafür ist im System ein flüchtiger Warenspeicher eingebaut, der die passende Müsli-Sorte aus einem unsortierten Lager per Kameraanalyse und Greiferportal passend zum gerade fertigen Löffel kommissioniert. Beides legt die Maschine dann in einer Sekundärverpackung ab, die von dort weiter in den Versand gegeben wird. „Die intelligente Vernetzung unterschiedlicher Module mit Speicherfunktionen macht es möglich, Teile eines Auftrags vorzuproduzieren oder bereichsweise auch Leistungen energetisch sinnvoll zu drosseln“, erklärt Joerg Peters.

Wer modular in Losgröße 1 produzieren will, muss modular automatisieren, denn Maschinen von heute müssen für die Anforderungen von morgen vorbereitet sein. Weitere Informationen zur digitalen Maschinenautomatisierung mit SEW-Eurodrive erhalten Sie hier.