Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Prozessautomatisierung: Ausgabe 04/2017, 04.04.2017

Meister an der Flasche

Muskelkraft ist in modernen Industriebetrieben schon lange nicht mehr gefragt. Das Heben und Bewegen schwerer Lasten übernehmen heute Roboter und innovative Fördersysteme.

Autor: Laura Schwarzbach CEO Communications

Bilder: Kuka / Widmer

Die Craft Brew Alliance (CBA) ist eine US-amerikanische, unabhängige und börsennotierte Regionalbrauerei, die aus dem Zusammenschluss der führenden Brauereien der nordwestlichen Pazifikküste der USA entstand: Widmer Brothers Brewing, Redhook Ale Brewery und die Kona Brewing Company. CBA bietet die von den drei Brauereien entwickelten Biervarianten seither unter einem Dach an. Die Craft Beers von Widmer, die spritzigen Hawaii-Inselbiere von Kona oder die Marken von Redhook erfreuen sich in den USA grosser Beliebtheit und können mit einigen Preisen aufwarten. Doch die Brauereien bieten nicht nur beliebte und innovative Biere, sie überzeugen auch mit modernen Produktionsanlagen und innovativen Prozessen. Dabei setzt Widmer Brothers Brewing seit Kurzem auf einen Industrieroboter aus dem Hause Kuka. Der Sechsachser aus der KR Quantec Serie übernimmt in der Biermanufaktur in Portland, Oregon, USA das Entladen der Bierkisten.

Eine neue Lösung musste her.

Mit der steigenden Nachfrage nach den Produkten aus dem Hause Widmer stiegen auch die Anforderungen an die Produktion und alle sie umlagernden Arbeitsschritte, wie Verpacken und Palettieren der Biere – und das nicht nur, wenn es um Menge und Geschwindigkeit geht, sondern auch im Hinblick auf die Präzision. Bei dem bisherigen Flaschendepalettierer von Widmer Brothers Brewing handelte es sich um ein halbautomatisches System, das den zunehmenden Taktzeiten nicht mehr gerecht werden konnte, was zur Drosselung des Depalettiervorgangs und zu Produktivitätsverlusten führte.

Der grösste Treiber für die Suche nach einer neuen Lösung war aber der Faktor Sicherheit: «Das Entladen der Kisten von Hand wurde aus Sicherheitsgründen problematisch, da sich die Bewegungsabläufe wiederholen und Verletzungen verursachen können», erklärt Rick Ginter, Director of Engineering bei Widmer Brothers Brewing. Das mache die Arbeit extrem beschwerlich und belaste den menschlichen Körper stark. Eine Alternative wurde unausweichlich. «Ausserdem sollte es zukünftig möglich sein, die Paletten bis zur ganzen Höhe zu beladen, statt wie bisher nur zur Hälfte», betont Ginter. Da die Verantwortlichen einen konventionellen Depalettierer wegen der geringen Deckenhöhe von vornherein ausgeschlossen haben, fiel die Wahl des Integrators und offiziellen Kuka Systempartners Midwest Engineered Systems auf eine roboterbasierte Lösung. «Der Roboter sollte in der Lage sein, trotz eines vorhandenen Trägers die oberen Lagen der ankommenden Palettenladung unter diesem hindurch zu bewegen», erklärt Ginter die Herausforderung. Den von der Widmer Brewing favorisierten Roboter haben die Spezialisten so programmiert, dass er den Träger problemlos umgeht und die zu voller Höhe beladenen Paletten entlädt. Die Entscheidung für das Unternehmen aus Augsburg fiel aus Erfahrungswerten: Bereits seit sieben Jahren leistet ein Kuka Roboter an der Fass-Produktionslinie zuverlässige Dienste. «Der Roboter erzielt dort ausgezeichnete Betriebszeiten. Wartung und Bestellungen von Ersatzteilen beschränken sich seitdem auf ein Minimum», betont Ginter.

Präziser Depalettierprozess in hoher Taktzeit.

Der Depalettierprozess startet bei der Brauerei mit dem Gabelstaplerfahrer. Er platziert eine Ladung Flaschen an der Einspeisung des Fünf-Zonen-Palettenstauförderers, an dessen Ende ein pneumatischer Palettenabschieber ausfährt und die Palettenladung über Rollen schiebt. Am Ende des Förderers fährt die Palette in die Entladezone des Roboters und hält an der ausgefahrenen Stoppsperre, wo sie parallel zur Förderrichtung ausgerichtet wird. Ein pneumatischer Palettenabschieber schiebt die Palettenladung über die Rollen; dabei wird die Palette quer zur Förderrichtung ausgerichtet. Mit einem Universalvakuumgreifer fährt der KR 270 R2700 ultra Roboter dann über die oberste Lage der Palettenladung und nimmt die oberste Lage Kisten von der Palette, fährt zum Lagentrennförderer und legt sie auf dem Förderer ab. Dieser Vorgang wiederholt sich mehrere Male.

Indessen befördert der Lagentrennförderer jeweils eine Reihe auf einmal auf den Kistenförderer. Der Kistenförderer stösst die Kisten vom Lagentrennförderer und sorgt für einen Abstand zwischen den Kisten. Während die Kisten den Kistenförderer hinunterfahren, durchlaufen sie ein Prüfvisionssystem, um festzustellen, ob sie mit der kurzen oder langen Seite nach vorne ausgerichtet sind und werden gegebenenfalls umgedreht. Der Kistenförderer fährt spiralförmig in Richtung des Roboters zurück und nach oben zum vorhandenen Schrägförderer. Sobald der Roboter das Entladen der Palette beendet hat, fährt die Palette weiter den Palettenförderer hinunter, wo sie in einem automatisierten Palettenstapler platziert wird. Ein Gabelstapler entlädt die Paletten.

Flexibilität ist Trumpf.

Der ultra Roboter überzeugt bei der Brauerei durch maximale Flexibilität bei einem idealen Verhältnis von Reichweite und Traglast. Er hebt problemlos 270 kg und verfügt über eine maximale Reichweite von 2700 mm. Durch seine sechs Achsen bringt er die nötige Wendigkeit mit, um die schwierige Einbausituation durch die geringe Deckenhöhe perfekt zu meistern. Im Aufnahme- und Ablagevorgang punktet er durch seine Präzision. Wie alle Roboter der KR Quantec Serie zeichnet sich das Modell zudem durch bis zu 160 kg weniger Gewicht und 25 Prozent weniger Volumen gegenüber der Vorgängerserie aus. Die leichteren Bauteile erlauben eine höhere Dynamik, noch kürzere Taktzeiten und sind gleichzeitig dennoch steifer.

Produktivität steigt um 20 Prozent.

«Wir können heute alle Palettenladungen in voller Höhe zur Depalettierung anliefern und dadurch in der gewünschten Geschwindigkeit produzieren. Für unseren 12er-Pack Bier bedeutet das eine stolze Produktivitätssteigerung um 20 Prozent», resümiert Ginter. Zudem müssen Mitarbeiter keine Kisten mehr von Hand entladen. Sicherheitsprobleme wie Rückgratüberlastung, Gelenk- und Muskelverletzungen bei den Mitarbeitern sind damit in diesem Teil des Produktionsprozesses ausgeschlossen. «Wir sind sehr zufrieden mit der Integration durch Midwest Engineering Systems und den Kuka Robotern; ich würde die beiden definitiv in zukünftigen automatisierten Verpackungsanlagen wieder einsetzen», erklärt der Director of Engineering mit Blick auf zukünftige Lösungen.

Weitere Informationen:
KUKA Roboter GmbH
www.kuka-robotics.com