Automatisierte Zuführung von Verpackungsmaterial – Flexible Robotiklösung für effiziente Kleinteilverpackung

Für den 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.

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.

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.

Nutzen

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.

Diese SPIE Stärken kamen zum Einsatz

Über den 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.

Branche
Industriehandel
(Montage- und Befestigungstechnik)

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Mehr Informationen

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„Unser Ziel war es, einen zeitintensiven, manuellen Verpackungsprozess nachhaltig zu automatisieren. SPIE hat unsere Anforderungen verstanden und gemeinsam mit uns eine flexible, praxistaugliche Lösung entwickelt. Die Zusammenarbeit war von Anfang an partnerschaftlich, transparent und lösungsorientiert. Heute profitieren wir von einer höheren Prozesssicherheit, mehr Effizienz und einer spürbaren Entlastung unserer Mitarbeitenden. Die Anlage schafft zudem eine solide Basis für weitere Automatisierungsschritte. Auch zukünftige Projekte möchten wir gerne mit SPIE umsetzen.“