Wirtschaftliche und schnelle Palettierung
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Stapelmuster programmieren
Ein wichtiger Aspekt ist die Erstellung neuer Stapelmuster. Weil die S...
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2015 03-13 weißbuch palettierung, Wirtschaftliche und schnelle Palettierung

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Jedes Jahr werden weltweit ungefähr eine halbe Milliarde Paletten in verschiedenen Formaten produziert, die nur ein Ziel haben:
den wirtschaftlichen Transport von Produkten. Dank dieses Ladungsträgers bleibt die Anzahl der körperlichen Handlungen in
der gesamten Logistikkette vom Hersteller bis zum Endkunden größtenteils auf die Bewegung der Palette beschränkt, auf die
mehrere Dutzend und manchmal sogar mehrere Hundert Produkte passen. Die Produkte selbst brauchen nur noch beim Stapeln
bzw. Entstapeln der Paletten aufgegriffen zu werden.
Vor allem das Stapeln, die Palettierung, ist eine Arbeit, die ein hohes Maß an Aufmerksamkeit erfordert, da die Stapel stabil
genug sein müssen, um den Transport per Gabelstapler oder LKW zu überstehen. Seit dem Entstehen der Palette vor über 100
Jahren sind daher verschiedene, durchdachte Palettiersysteme entwickelt worden. In diesem Whitepaper werden drei Systeme
miteinander verglichen: die herkömmliche Palettiermaschine, der Standard-Palettierroboter und der Highrunner von Qimarox.

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2015 03-13 weißbuch palettierung, Wirtschaftliche und schnelle Palettierung

  1. 1. Wirtschaftliche und schnelle Palettierung WeißbuchPalettierung
  2. 2. www.Qimarox.deSeite -  2 Inhalt - Ein Vergleich der verschiedenen Palettiersysteme 1. Palettierung - warum?....................................................................................................................................................................................................................................Seite 3 Einführung...........................................................................................................................................................................................................................................................................Seite 3 2. Vier Systeme im Vergleich.........................................................................................................................................................................................................................Seite 4 2.1 Herkömmliche Palettiermaschinen.................................................................................................................................................................................... Seite 4 Klappen, Arme oder Stempel................................................................................................................................................................................................... Seite 4 SPS-Steuerung........................................................................................................................................................................................................................... Seite 4 Maßgeschneiderte Lösungen................................................................................................................................................................................................... Seite 5 2.2 Knickarm- und Portalroboter.............................................................................................................................................................................................. Seite 5 Flexibilität versus Kapazität....................................................................................................................................................................................................... Seite 5 Stapelmuster programmieren................................................................................................................................................................................................... Seite 6 Greiferwechsel............................................................................................................................................................................................................................. Seite 6 Komplexe Technologie............................................................................................................................................................................................................... Seite 6 2.3 Highrunner mk7.................................................................................................................................................................................................................... Seite 7 Formierbahn in gleicher Höhe................................................................................................................................................................................................... Seite 7 An- und Abtransport von Paletten........................................................................................................................................................................................... Seite 7 Modulkonzept.............................................................................................................................................................................................................................. Seite 8 Einfach und preiswert im Gebrauch......................................................................................................................................................................................... Seite 8 3. Worauf ist bei der Palettierung zu achten?................................................................................................................................................... Seite 9 Kapazität, Verpackung, Stapelmuster, Platzbedarf, An- und Abtransportmöglichkeiten, Zusätzliche Optionen......................................................... Seite 9 Bedienungskomfort, Energieverbrauch, Anfälligkeit, Lebensdauer und Wartung............................................................................................................. Seite 10 Vor- und Nachteile...................................................................................................................................................................................................................... Seite 11 4. Schlussfolgerungen...........................................................................................................................................................................................................................................Seite 12 Schlussfolgerungen.................................................................................................................................................................................................................... Seite 12
  3. 3. www.Qimarox.de • Sicherheitsabsperrungen • Vertikalförderer • Palettiermodulen Seite -  3 1. Palettierung - warum? Jedes Jahr werden weltweit ungefähr eine halbe Milliarde Paletten in verschiedenen Formaten produziert, die nur ein Ziel haben: den wirtschaftlichen Transport von Produkten. Dank dieses Ladungsträgers bleibt die Anzahl der körperlichen Handlungen in der gesamten Logistikkette vom Hersteller bis zum Endkunden größtenteils auf die Bewegung der Palette beschränkt, auf die mehrere Dutzend und manchmal sogar mehrere Hundert Produkte passen. Die Produkte selbst brauchen nur noch beim Sta- peln bzw. Entstapeln der Paletten aufgegriffen zu werden. Vor allem das Stapeln, die Palettierung, ist eine Arbeit, die ein hohes Maß an Aufmerksamkeit erfordert, da die Stapel stabil genug sein müssen, um den Transport per Gabelstapler oder LKW zu überstehen. Seit dem Entstehen der Palette vor über 100 Jahren sind daher verschiedene, durchdachte Palettiersysteme entwickelt worden. In diesem Whitepaper werden drei Systeme miteinander verglichen: die herkömmliche Palettiermaschine, der Standard-Palettierroboter und der Highrunner von Qimarox. Aber zuvor die Frage: warum sollte man das Stapeln von Paletten überhaupt automatisieren? Dafür gibt es verschiedene Gründe: 1 • Ergonomie: Das Stapeln von Paletten von Hand ist Schwerstarbeit. Personen, die damit befasst sind, müssen sich permanent drehen, bücken und müssen oftmals mit Produkten umgehen, die viele Kilogramm schwer sind. Außerdem handelt es sich oft um sich häufig wiederholende Bewegungen, die bei einem achtstündigen Arbeitstag mit Sicherheit zu körperlichen Beschwerden führen können. Da das Personal in vielen Unternehmen in raschem Tempo älter wird, ist Ergonomie ein Faktor, der an Bedeutung gewinnt. 2 • Kapazität: Die Geschwindigkeit, mit denen Personen eine Palette stapeln können, ist im Vergleich zu einer Maschine beschränkt. Natürlich kann diese Arbeit von mehreren Personen geleistet werden, allerdings besteht die Gefahr, dass diese sich gegenseitig im Weg stehen. Außerdem werden Menschen im Gegensatz zu Maschinen müde, wodurch ihre Kapazität am Ende geringer sein wird als am Anfang eines Arbeitstages. Und zu guter letzt: Maschinen arbeiten Tag und Nacht, Menschen nicht. 3 • Qualität: Die Stabilität einer Palette steht und fällt mit der Qualität der Stapelung. Das bedeutet, dass jedes Produkt möglichst millimetergenau auf die Palette gesetzt werden muss. Menschen sind im Vergleich zu Maschinen wesentlich weniger genau, zumal auch die Konzentration im Laufe der Zeit nachlässt. Außerdem machen Maschinen keine Fehler bei den Stapelmustern. 4 • Kosten: Zahlen des Statistischen Zentralamtes der Niederlande belegen, dass die Lohnkosten in Industrie und Logistik in den vergangenen zehn Jahren um 30-40 % gestiegen sind. Gleichzeitig sind die Kosten für Mechanisierung und Automatisie- rung gesunken. Das bedeutet, dass eine Investition in eine Palettiermaschine für nahezu jedes Unternehmen inzwischen zu einer attraktiven Möglichkeit geworden ist, wie das Rechenbeispiel in der folgenden Tabelle zeigt. Dabei sind die Ausfallkosten infolge von körperlichen Beschwerden noch nicht einmal berücksichtigt worden. “ Neben all diesen Mitteln gilt vor allem, dass manuelles Palettieren alles andere als angenehme Arbeit ist. Da es immer schwieriger wird, motivierte Mitarbeiter zu finden und im Unternehmen zu halten, kann dies einen legitimes Argument dafür sein, auf eine Palettiermaschine oder einen Palettierroboter umzusteigen. „ Einsatzdauer Kosten für manuelle Palettierung pro Jahr Investitionskosten Palettiermaschine Amortisierungs- zeit 1 Schicht (8 Stunden/Tag, 40 Stunden/Woche) 2 Schichten (16 Stunden/Tag, 80 Stunden/Woche) 3 Schichten (24 Stunden/Tag, 120 Stunden/Woche) 5 Schichten (24 Stunden/Tag, 168 Stunden/Woche) € 60.000 € 120.000 € 180.000 € 252.000 € 100.000 € 100.000 € 100.000 € 100.000 20 Monate 10 Monate 7 Monate 5 Monate * Kosten bei Einsatz eines Mitarbeiters, der 30 € pro Stunde kostet.
  4. 4. www.Qimarox.deSeite -  4 2.1 Herkömmliche Palettiermaschinen Die meisten Palettiermaschinen funktionieren nach dem gleichen Prinzip. Die Produkte werden über eine Rollenbahn herange- führt, stoppen zum richtigen Zeitpunkt, bis eine komplette Reihe formiert ist und werden im Anschluss daran seitwärts auf eine Eisenplatte geschoben. Anschließend wird auf der Rollenbahn eine neue Reihe formiert, die auf identische Weise auf der Platte landet und eng an der ersten Reihe anliegt. Sobald auf der Platte eine komplette Palettenschicht liegt, wird diese Platte über die Palette manövriert, damit die Produkte im richtigen Muster auf der Palette landen. Die Kapazität von herkömmlichen Palettier- maschinen ist in der Regel ziemlich hoch. Das liegt daran, dass mehrere Handlungen gleichzeitig ausgeführt werden. Produkte werden nicht mehr Stück für Stück, sondern in kompletten Schichten gleichzeitig auf die Palette gesetzt. Nachteil dabei ist, dass die Anzahl der möglichen Stapelmuster ziemlich beschränkt ist, durch die Art und Weise, in der die Produkte zu Reihen, und die Reihen zu Schichten formiert werden. 2. Vier Lösungen im Vergleich Lange Zeit war die Anschaffung einer Palettiermaschine die einzige Lösung zur Automatisierung des Palettie- rungsverfahrens. In einer solchen Maschine werden die Produkte zunächst zusammen geschoben, bis eine komplette Palettenschicht entsteht. Im Anschluss daran wird die gesamte Schicht in einer Bewegung auf die Palette geschoben. In den letzten Jahrzehnten sind Roboter stark im Kommen. Roboter kennzeichnen sich dadurch, dass sie die Produkte nicht schieben, sondern aufgreifen und in einer fließenden Bewegung auf die Palette setzen. Qimarox hat unter dem Namen Highrunner eine neue Palettiermaschine entwickelt, welche die Vorteile beider Lösungen kombiniert. Was genau sind und die vor und Nachteile jeder Lösung? Klappen, Arme oder Stempel Der Unterschied zwischen den verschiedenen Palettiermaschinen ist vor allem dann erkennbar, wenn man die Stapelmuster mit Zwischenabständen zwischen den Produkten betrachtet. Zwischenabstände bedeuten, dass die Maschine die Produkte auf der Formierbahn nicht eng aneinander anliegen lassen kann, sondern in einem bestimmten Abstand zueinander positio- nieren muss. Die Justierung dieses Abstandes ist Millimeterarbeit. Je genauer der Abstand zueinander, desto größer die Sta- bilität des letztendlichen Stapels. Eine vertraute Technik ist die Verwendung von Klappen, die genau zum richtigen Zeitpunkt zwischen den Rollen hochgefahren werden und die Produkte aufhalten. Der Nachteil dabei ist, dass die Position der Klappen nicht variabel einstellbar ist, und in jedem Fall von dem Abstand zwischen den Rollen abhängig ist. Eine Änderung des Sta- pelmusters kann bedeuten, dass die gesamte Konstruktion angepasst werden muss. Als Alternative zum Klappen werden manchmal Arme oder Stempel verwendet, die die Produkte aufhalten oder an Ort und Stelle drücken. Auch diese Techniken kennzeichnen sich durch eine gewisse Inflexibilität. Eine Änderung des Stapelmusters führt immer noch zu lange Umstellzeiten. SPS-Steuerung Eine völlig andere Technik ist die Verwendung einer SPS-Steuerung zur Regelung des Abstandes zwischen den Produkten. Das SPS-System signalisiert, wenn das Produkt eine Fotozelle passiert und schaltet daraufhin genau zum richtigen Moment die Rol- len aus, damit das Produkt stillsteht. Durch Variation der Zeitspanne zwischen dem Passieren der Fotozelle und dem Ausschal- ten der Rollen kann der Abstand zwischen den Produkten im Gegensatz zur Klapptechnik variabel geregelt werden. Aber auch diese Technik hat ihre Unzulänglichkeiten. Wenn ein Produkt nicht gerade auf der Rollenbahn liegt, nimmt das SPS-System den Zeitpunkt, an dem die vordere Spitze die Fotozelle passiert, als Ausgangspunkt, mit der Folge, dass die Rollen um den Bruchteil einer Sekunde zu früh gestoppt werden. Es kann jedoch auch passieren, dass ein Produkt gerade zu dem Zeitpunkt, an dem die Rollen stoppen, rutscht und somit einen Augenblick zu spät zum Stillstand kommt. Schließlich kann Verschleiß in der Form eines gedehnten Antriebsriemens oder eines Spiels in der Kette Ungenauigkeiten bei der Positionierung von Produkten verursachen. Eine Ungenauigkeit von wenigen Millimetern kann bereits zu Störungen im Prozess führen. In der Praxis kommt es regelmäßig vor, dass eine Maschine sofort nach dem Hochfahren reibungslos läuft, jedoch nach einem halben Tag erste Aussetzer aufweist. Auch sind Beispiele von Maschinen bekannt, die im Winter perfekt eingestellt sind, jedoch weniger gut funktionieren, wenn höhe- re Temperaturen im Sommer die Reibung zwischen Produkt und Rollen nachteilig beeinflussen.
  5. 5. www.Qimarox.de • Sicherheitsabsperrungen • Vertikalförderer • Palettiermodulen Seite -  5 2.2 Knickarm- und Portalroboter Das unterscheidende Merkmal von Palettierrobotern besteht darin, dass jedes Produkt mit einem Greifer aufgegriffen wird. Durch Koordinaten weiß der Roboter genau, wie ein Greifer manövriert werden muss, um ein Produkt von einer Rollenbahn aufzugreifen und in der richtigen Position auf einer Palette abzulegen. Eine zusätzliche Wendebahn, um Produkte um eine Vier- telumdrehung zu drehen, ist nicht erforderlich. Während der Greifer die Produkte bewegt, können Sie in jedem gewünschten Winkel gedreht oder notfalls sogar gekippt werden. Palettierroboter werden in zwei verschiedenen Konfigurationen verwend- et. Am gewöhnlichsten ist der Knickarmroboter, ein Roboterarm, der 360°-Drehungen rund um den Drehpunkt, auf dem er befestigt ist, vollziehen kann. Knickarmroboter sind Standardmaschinen, die weltweit tausendfach in Betrieb sind und nicht nur zum Palettieren, sondern auch zu anderen Zwecken eingesetzt werden. Die Reichweite eines Knickarmroboters ist durch die Länge des Arms beschränkt Im Gegensatz zu einem Knickarmroboter sind bei einem Portalroboter Reichweiten möglich, die für den jeweiligen Zweck geeignet sind. Wie der Name bereits sagt, ist dieser Roboter an einer Portalkonstruktion aufgehängt. Dadurch kann der Greifer in verschiedene Richtungen bewegt werden, je nach Abmessungen der Portalkonstruktion. Dadurch ist ein Portalroboter spielen in der Lage, verschiedene Endverpackungsanlagen bzw. verschiedene Paletten zu bestücken. Maßgeschneiderte Lösungen Die meisten Hersteller beginnen mit dem Bau einer Palettiermaschine erst dann, wenn sie eine entsprechende Bestellung erhal- ten haben Das bietet Ihnen die Möglichkeit, eine Maschine zu bauen, die den Vorgaben des Kunden in vollem Umfang entspricht. Jede Palettiermaschine ist somit einmalig, was zu hohen Service- und Wartungskosten führt. Ersatzteile sind beispielsweise nur beschränkt austauschbar und müssen manchmal sogar nach Maß angefertigt werden. Außerdem sind herkömmliche Palettier- maschinen wegen der hohen Anzahl an beweglichen Teilen relativ verschleiß- und wartungsanfällig. Dem gegenüber steht, dass die Technik, einschließlich der Standard-SBS-Steuerung, relativ einfach ist, wodurch ein Großteil der planmäßigen und außer- planmäßigen Wartung vom eigenen technischen Dienst ausgeführt werden kann. Die Maschine selbst beansprucht wenig Platz, aber für eine Integration in eine Endverpackungsanlage manchmal etwas mehr Platz erforderlich. Der Grund dafür liegt darin, dass die Produkte nur auf eine bestimmte Art und Weise eingeführt werden können, so das manchmal – je nach Maschinenkon- zept – Anpassungen an der an Transportbahn erforderlich sind, etwa in Form von Kurven und 90°-Umsetzern. Außerdem muss vor die von der Bahn oft eine zusätzliche Dosierbahn bzw. Wendebahn montiert werden. Die Dosierbahn hat die Funktion, die Produkte, ununterbrochen herangeführt werden, zu separieren. Die Wände Bahn dient dazu, die Produkte – je nach Stapelmus- ter – um 90° zu wenden. Flexibilität versus Kapazität Der große Vorteil von Robotern im Vergleich zu herkömmlichen Politikmaschinen liegt in der großen Flexibilität. Bei jedes Produkt Stück für Stück aufgegriffen wird, sind die Möglichkeiten für Stapelmuster schier unbegrenzt. Die größere Flexibilität geht jedoch auf Kosten der Kapazität. Weil die Produkte stückweise anstelle von schichtweise auf die Palette gesetzt werden, ist mehr Zeit für das Stapeln einer Palette erforderlich. Ein Paletttiervorgang dauert gut und gerne 5-7 Sekunden. Eine Verkürzung dieser Zeit ist in der Regel nicht möglich, weil bei größeren Geschwindigkeiten zu große Kräfte auf die Verpackungen wirken, durch die Brüche entstehen können. Die Kapazität pro Roboter ist daher auf ca. 700 Produkte pro Stunde begrenzt. Wenn mehr Kapazität erfor- derlich ist, werden deshalb oft mehrere Roboter parallel oder in Reihe geschaltet. Höhere Kapazitäten sind auch dann möglich, wenn man Palettierroboter genau wie herkömmliche Palettiermaschinen mehrere Produkte gleichzeitig auf eine Palette setzen lässt. Das bedeutet, dass Roboter in Kombination mit Vorformierungsvorrichtungen eingesetzt werden müssen. Hierbei handelt es sich um Maschinen, die genau wie konventionelle Palettiermaschinen die Produkte zu Reihen oder Schichten zusammen schieben, woraufhin der Roboter die komplette Reihe oder Schicht auf einmal auf eine Palette setzt. Wie bei herkömmlichen Pa- lettiermaschinen geht die höhere Kapazität bei diesen übrig Maschinen jedoch auf Kosten der Flexibilität in den Stapelmustern.
  6. 6. www.Qimarox.deSeite -  6 Stapelmuster programmieren Ein wichtiger Aspekt ist die Erstellung neuer Stapelmuster. Weil die Steuersoft- ware anders als bei herkömmlichen Palettiermaschinen sich nicht auf Stan- dard-SPS-Technologie stürzt, sind Unternehmen bei der Erstellung neuer Stapelmuster oft immer noch auf einen Programmierer des Roboterherstellers an- gewiesen. Hersteller versuchen diesen Bedarf mit speziellen Designprogrammen entgegenzukommen, deren Wert in der Praxis jedoch beschränkt ist. Sie bieten zwar die Möglichkeit, andere Koordinaten zum aufgreifen bzw. ablegen von Pro- dukten einzugeben, aber damit wird nicht automatisch die gesamte Bewegung des Roboterarms optimiert Und gerade diese Bewegung ist es, die die Dauer eines Palettiervorgangs und damit Kapazität des Roboters bestimmt. Außerdem spielen Toleranzen eine wichtige Rolle, zum Beispiel Variationen in den Abmessungen von Kartons. Nicht jeder Karton ist auf den Millimeter genau gleich groß Außerdem können Kartons manchmal ausgebeult sein und durchsacken, wodurch die Ab- messungen in der Praxis mitunter größer sind als in der Theorie. Weil die Koordina- ten der Aufgreifposition den Mittelpunkt des Kartons als Ausgangspunkt nehmen, können die geringen Variationen in den Abmessungen Probleme bei der Ablage von Produkten verursachen. Denkbar sind zum Beispiel Situationen, bei denen das Produkt gegen ein bereits positioniertes Produkt stößt und umkippt. Um dies zu verhindern, arbeitet man beim Einsatz von Robotern oft mit extra hohen Toleranzen, was zu anderen Problemen führen kann. Man denke beispielsweise an das Durchhängen von Kartons, weil die Kartonwände sich nicht übereinander befinden. Greiferwechsel Ein anderer Aspekt ist der Greifmechanismus. Es gibt verschiedene Techniken zum Aufgreifen von Produkten. Häufig wird hier die Vakuumstechnik verwendet, bei der Produkte mithilfe eines Saugnapfes von oben aufgegriffen werden Diese Technik funk- tioniert hervorragend für Kartons von guter Qualität, kann jedoch Probleme verursa- chen,wenndasUnternehmenaufpreiswertereKartonsausporösemMaterialumstellt. Außerdem eignet sich die Vakuumtechnik nicht bzw. kaum für Produkte wie Trays oder Eimer. Eine Alternative hierzu ist die Verwendung von Klemmen, die die Produkte an den Seiten aufgreifen. Bei empfindlichen Produkten wird oft eine Gabel verwendet, um Produkte von unten aufzugreifen, oft ergänzt durch einen Stempel, der das Produkt von oben an Ort und Stelle hält. Welcher Greifer geeignet ist, ist von Produkt zu Produkt unterschiedlich. Manchmal ist es erforderlich, für jedes Produkt einen gesonderten Greifer zu entwickeln, was bedeutet, dass bei einem Produktwechsel auch der Grei- ferkopf ausgetauscht werden muss. Das verursacht zusätzliche Umstellungszeiten. Komplexe Technologie Wie bereits erwähnt, sind Roboter – insbesondere Knickarmroboter – Standardmaschinen, die weltweit tausendfach im Ein- satz sind. Sie lassen sich daher relativ einfach integrieren, auch weil sich Anpassungen an der Konfiguration der Endverpack- ungsanlagen oft in Grenzen halten. Schließlich ist es zweitrangig, aus welcher Richtung Produkte antransportiert werden und wie die Paletten abtransportiert werden. Der Roboter passt in jede Konfiguration, solange die Koordinaten der Aufgreif- und Absatzpositionen innerhalb der Reichweite liegen. Die Verwendung der Vision-Technologie macht die Integration noch leichter. Produkte können ungeordnet antransportiert werden, während die Paletten nicht mehr millimetergenau herangeführt werden müssen. Allerdings muss manchmal der Betonboden verstärkt werden wegen der hohen Belastung auf dem Drehpunkt des Knickarmroboters. Im Vergleich zu herkömmlichen Palettiermaschinen haben Roboter weniger bewegliche Teile und sind da- durch weniger verschleiß- und störungsanfällig. Dem steht gegenüber, dass die Technologie komplex ist, was dazu führt, dass die Unternehmen hinsichtlich der Wartung oft auf den Lieferanten angewiesen sind. Auch wenn die Roboter selbst wartungs- arm sind, so führt die gesamte zusätzliche Technik in Form von Greifern und eventuellen Vorformiervorrichtungen dazu, dass das gesamte System den technischen Dienst ordentlich auf Trab hält. Auch für die Bedienung eines Palettierroboters sind im Vergleich zu herkömmlichen Palettiermaschinen Mitarbeiter erforderlich, die über bessere Kompetenzen verfügen, insbesonde- re zur Beseitigung von einfachen Störungen.
  7. 7. www.Qimarox.de • Sicherheitsabsperrungen • Vertikalförderer • Palettiermodulen Seite -  7 2.3 Highrunner mk7 Der Highrunner mk7 ist eine innovative Palettiermaschine von Qimarox, die die Kapazität von herkömmlichen Palettiermaschi- nen mit der Flexibilität von Palettierrobotern kombiniert. Was den Highrunner von herkömmlichen Palettiermaschinen unter- scheidet, ist der patentierte, stufenlos regelbare Formierschieber. Hiermit kann jedes Produkt sorgfältig und genau nach nahezu jedem denkbaren Stapelmuster positioniert werden. Anders als bei herkömmlichen Maschinen können hiermit auch eventuelle Abstände zwischen den Produkten einen millimetergenau eingestellt werden. Die Folge: weniger Störungen und stabilere Pa- letten. Mit diesem Formierschieber ist es sogar möglich, Produkte um eine Viertelumdrehung zu drehen. Der Formierschieber wählt eine derartige Position, dass eine Seite des Produktes gegen den Schieber anläuft, woraufhin die andere Seite durch das sich fortbewegende Transportband eine geschmeidige 90°-Drehung vollzieht. Der Schieber sorgt außerdem automatisch dafür, dass jedes Produkt gerade ausgerichtet wird. Die Montage einer gesonderten Windebahn ist nicht mehr erforderlich. Allenfalls aus Kapazitätsgründen kann sie sinnvoll sein. Formierbahn in gleicher Höhe Die Kapazität des Highrunner mk9 ist dank einiger durchdachter Anpassungen im Design höher als bei den meisten herköm- mlichen Palettiermaschinen. Zuallererst befindet sich die Formierbahn in gleicher Höhe wie die obere Seite der Palette. Die Platte, auf der eine neue Schicht formiert wurde, braucht nur über die Palette geschoben und weggezogen zu werden, um die Produkte abzulegen Ein Förderer sorgt im Anschluss daran dafür, dass die Palette um eine Ebene herabgesenkt wird, bis sich die obere Seite wieder auf gleicher Höhe befindet. Auf diese Weise braucht die Platte nicht – wie bei vielen herkömmlichen Maschinen der Fall – zunächst hoch transportiert werden, was viel Zeit spart.Zudem sind die verschiedenen Bewegungen so weit wie möglich entkoppelt. Die Produkte werden zunächst auf der Formierbahn zu einer Schicht zusammen geschoben, und erst wenn die Schicht komplett ist, werden sie auf die Ablageplatte geschoben. So kann die eine Schicht abgelegt werden, während in der Zwischenzeit die nächste bereits formiert wird. An- und Abtransport von Paletten Wenn eine Palette voll ist, senkt sich der Produktförderer auf Bodenniveau ab, woraufhin eine Rollenbahn den Abtransport der Palette übernimmt. Aus entgegengesetzter Richtung wird gleichzeitig eine leere Palette herangeführt, die vom Förderer auf- genommen und hochtransportiert wird. In Situationen, in denen mehrere Highrunner nebeneinander aufgestellt werden, ist es möglich, eine Rollenbahn für den An- und Abtransport sämtlicher Paletten zu verwenden – sowohl für volle als auch für leere. In diesem Crossrunner-Konzept verläuft die Rollenbahn unter allen Highrunnern hindurch, wobei die Steuerung dafür sorgt, dass der an- und Abtransport von Paletten auf die Aktivitäten der Maschinen abgestimmt wird, um Zusammenstöße zu vermeiden. Auf Wunsch ist es möglich, in der Steuerung Prioritäten anzugeben, um zu verhindern, dass der letzte Highrunner in der Reihe seine volle Palette wegen der anderen Paletten auf der Rollenbahn nicht loswerden kann. Das Crossrunner-Konzept macht komplexe Rollenbahnsysteme zum Abtransport von Paletten überflüssig. Dadurch ist es möglich, den Platzbedarf des ohnehin bereits kompakten Highrunners noch weiter zu beschränken.
  8. 8. www.Qimarox.deSeite -  8 Modulkonzept Im Gegensatz zu den herkömmlichen Maschinen ist der Highrunner eine komplette, hoch entwickelte Standardmaschine, in der die Anzahl der beweglichen Teile auf ein Mindestmaß reduziert wurde. Außerdem wurden hauptsächlich Standardkomponenten verwendet, die einfach ausgetauscht werden können und ganz normal im Handel erhältlich sind. Das macht den Highrunner zu einer zuverlässigen und wartungsarmen Maschine. Durch das Fehlen von spielanfälligen Antriebsriemen und Antriebsketten bleibt die Leistung der Maschine auch nach tausenden Betriebsstunden auf einem hohen Niveau. Dank des Modulkonzepts lässt sich die Maschine trotz des hohen Maßes an Standardisierung dennoch in jedes Endverpackungsverfahren integrieren. Serienmäßig wird die Maschine beispielsweise mit einer Seiteneingabe ausgestattet, wobei die Produkte links oder rechts von der Formierstelle herangeführt werden. Unternehmen, die eine höhere Kapazität wünschen, können sich jedoch auch für eine Mitteleingabe entscheiden. Die Schichten werden dann abwechselnd links und rechts von der Antransportbahn formiert. Auf diese Weise können mehreren Schichten gleichzeitig formiert werden. Schließlich ist der Highrunner mk7 mit doppelter Eingabe erhältlich, wobei zwei Antransportbänder und zwei vollwertige Formierbahnen eine extrem hohe Kapazität gewährleisten. Auch zum Einziehen von Zwischenblättern zwischen Palettenschichten und zum Wickeln von Paletten gibt es Standardmodule, die sich auf einfache Weise integrieren lassen. Einfach und preiswert im Gebrauch Nicht nur in der Wartung ist der Highrunner problemlos, sondern auch im Gebrauch – insbesondere im Vergleich zu Palettier- robotern. Bediener können per Touchscreen-Berührung von der Bedienungskonsole aus Stapelmuster beliebig ändern, ohne dass Eingriffe in die Maschine erforderlich sind. Mit demselben Touchscreen können die Bediener auch selbst Stapelmuster erstellen oder ändern. Außerdem ist der Highrunner sparsam im Energieverbrauch. Wie bereits erwähnt, hat diese Maschine im Vergleich zu herkömmlichen Palettiermaschinen weniger bewegliche Teile und verbraucht dadurch weniger Energie. Auch im Vergleich zu Palettierrobotern ist der niedrige Energieverbrauch spürbar. Was die Zahl der Getriebe angeht, so ist ein Highrun- ner beispielsweise durchaus mit einem Knickarmroboter vergleichbar. Aber während bei einem Knickarmroboter alle Getriebe permanent in Betrieb sind, sind sie beim Highrunner nur kurzzeitig in Betrieb.
  9. 9. www.Qimarox.de • Sicherheitsabsperrungen • Vertikalförderer • Palettiermodulen Seite -  9 3. Worauf ist bei der Automation zu achten? Die Anschaffung einer Palettiermaschine oder eines Palettierroboters erforderlich zunächst eine sorgfältige Analyse des kom- pletten Endverpackungsprozesses. Welche Palettierlösung geeignet ist, kann schließlich von Fall zu Fall unterschiedlich sein. Welche Aspekte sind am wichtigsten? • Verpackung: Der Palettierlösung muss in der Lage sein, Produkte zu palettieren, egal ob es sich um Kartons, Säcke, Eimer, Dosen, Behälter oder Trays mit oder ohne Schrumpffolie handelt. Längst nicht alle Verpackungs- varianten können von jeder Maschine bzw. von jedem Roboter gleich gut verarbeitet werden. Außerdem ist die Qualität der Verpackung wichtig. Vor allem in der Nahrungsmittelindustrie sehen wir immer häufiger Kartons als Umverpackung, die so ausgelegt sind, dass das Produkt damit direkt ins Regal gelegt werden kann, einschließlich Öffnungen und Perforationslinien, die auf Kosten der Stabilität gehen. Die Maschine bzw. der Roboter muss in der Lage sein, auch diese Kartons ohne Produktschaden auf einer Palette zu stapeln • Stapelmuster: Formen und Formate sind auch von Produkt zu Produkt unterschiedlich. Auch werden neben den Standard-Europaletten (1200 x 800 mm) manchmal andere Palettenformate verwendet, zum Beispiel die Blockpalette (1200 x 1000 mm). Die Kombination von verschiedenen Formen und Formaten von Produkten und Paletten bedeutet, dass die Palettiermaschine bzw. der Palettierroboter verschiedene Stapelmuster bewältigen können muss. Manchmal ist es dabei erforderlich, dass die Produkte nicht eng aneinander anliegen, sondern in einem gewissen Abstand zueinander gestapelt werden. Die Frage lautet, wie flexibel die Lösung ist beim Einsatz von wechselnden Stapelmustern mit oder ohne Abstände. Wie sieht es mit eventuellen Umstellungszeiten beim Wechsel von Stapelmustern aus? • Kapazität: Natürlich ist die erforderliche Kapazität ein wichtiger Faktor. Wie viele Produkte oder Paletten pro Stunde muss die Maschine bzw. der Roboter verarbeiten können? Die erforderliche Kapazität richtet sich nach der Geschwindigkeit der Produktions- und Endverpackungsanlagen, die für den Antransport der Produkte sorgen. Weil eine Maschine bzw. ein Roboter jahrelang hält, muss die Kapazität der Palettierlösung nicht nur heutige, sondern auch zukünftige Produktströme bewältigen können. Wichtig ist daher die Zukunfts- vision des Unternehmens. Aber auch der Trend, dass Verbraucherverpackungen immer kleiner werden, sollte nicht aus dem Auge verloren werden. • Platzbedarf: Der in Unternehmen verfügbare Platz zur Installation einer neuen Maschine ist oft begrenzt, zumal im Laufe der Jahre die Produktions- oder Endverpackungsanlagen oftmals ohnehin bereits erweitert wurden. Der Platz, den eine Palettierlösung beansprucht, wird nicht allein nur durch die räumlichen Abmessungen einer Maschine bzw. eines Roboters bestimmt, sondern durch die Anzahl der Maschinen bzw. Roboter, die man braucht, um die erforderliche Kapazität zu erreichen. Smarte Designs, bei denen beispielsweise die volle Raumhöhe effektiv genutzt wird, können von Vorteil sein. • An- und Abtransportmöglichkeiten: Eine Palettiermaschine bzw. ein Palettierroboter ist keine eigenständige Maschine, sondern immer Bestand- teil von einer oder mehreren in Endverpackungsanlagen. Welche Lösung den Vorzug genießt, richtet sich nach der Art und Weise, in der Produkte und leere Paletten antransportiert und volle Paletten im Anschluss daran abtransportiert werden können. Werden die Produkte über einen oder mehrere Förderer heran- geführt? Werden die vollen Paletten über eine Rollenbahn abtransportiert, oder muss ein Gabelstapler sie aufgreifen und an anderer Stelle absetzen? Und wie viel Pufferkapazität muss dabei berücksichtigt werden? Die Art und Weise, in welcher die Integration erfolgt, ist je nach Lösung unterschiedlich. • Zusätzliche Optionen: Eine Automatisierung des Palettierungsverfahren bedeutet oft mehr als nur den Einsatz von Maschinen oder Roboter Stapeln von Produkten auf Paletten. Für die Stabilität einer Palette ist es beispielsweise manchmal erforderlich, nach jeder Schicht ein Zwischenlegblatt einzulegen. Nach der Palettierung folgt oft genug noch die Umschürung bzw. Umwicklung einer Palette zur zusätzlichen Erhöhung der Stabilität. Außerdem wird es insbesondere in der Nahrungsmittelindustrie - aber nicht nur dort - immer wichtiger, die Paletten zu und den Inhalt der Palette einschließlich der Los- bzw. Seriennummern mit der Palettennummer zu verknüpfen (Stichwort Tracking & Tracing). Bei der einen Lösung ist die Integration all dieser zusätzlichen Maßnahmen in das Palettierungsverfahren einfacher als bei anderen Lösungen. m2
  10. 10. www.Qimarox.deSeite -  10 • Bedienungskomfort: Eine Automation des Palettierungsverfahren bedeutet nicht, dass alles völlig unbemannt läuft. Oft ist der menschliche Faktor erforderlich, wenn das Produkt bzw. das Palettenformat gewechselt wird und somit auch ein anderes Stapelmuster gewählt werden muss. Manchmal muss sogar ein völlig neues Stapelmuster erstellt werden, etwa bei der Einführung eines neuen Produktes. Die Einfachheit, mit der Stapelmuster gewählt bzw. erstellt werden können, ist in der Praxis oft der ausschlaggebende Faktor für das Ausmaß, in dem alle Möglichkeiten der Palettierlösung genutzt werden. • Energieverbrauch: Energieverbrauch ist ein Faktor, der in der Unternehmensführung immer mehr an Bedeutung gewinnt. Nicht nur weil ein hoher Energieverbrauch durch steigende Energiepreise zu höheren Kosten führt, sondern auch aus gesellschaftlicher Verantwortung, weil man einen Beitrag zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes leisten möchte. Manche Maschinen bzw. Roboter verbrauchen mehr Energie als andere. • Lebensdauer und Wartung. Ein Roboter erfordert möglicherweise weniger Wartung als eine Palettiermaschine, hat jedoch im Vergleich zu einer Maschine eine geringere Lebensdauer. Eine Maschine hält ohne weiteres 15-20 Jahre durch und kann nach einer eventuellen Überholung sogar noch in ein zweites Leben durchstarten. Ein Knickarm- roboter ist nach 12-15 Jahren oft am Ende seiner Lebensdauer angelangt und muss aufgrund der hohen Reparaturkosten oft komplett ausgetauscht werden. • Anfälligkeit: Eine Automation des Palettierungsverfahren bedeutet, dass man sich verstärkt in die Abhängigkeit von der Technik begibt. Wenn die Technik aussetzt, führt das zum Stillstand: nicht nur zum Stillstand des Palettierungsverfahren, sondern oft genug auch zum Stillstand des Endverpackungsprozesses und möglicherweise sogar der gesamten Produktion. Die Störungsanfälligkeit und die Empfindlichkeit der verwendeten Technik sind je nach Palettierlösung unterschiedlich.
  11. 11. www.Qimarox.de • Sicherheitsabsperrungen • Vertikalförderer • Palettiermodulen Seite -  11 ‘‘ Neben all diesen Aspekten gilt natürlich, dass die Kosten der verschiedenen Palettierlösungen einen wichtigen Faktor darstellen, über den man nachdenken sollte. Die Kosten bestehen aus Anschaffungskosten, Installations- kosten, Nutzungskosten und Wartungskosten. Nahezu alle genannten Aspekte wirken sich in größerem oder kleinerem Maße auf diese Kosten aus. Die Frage lautet: Welcher Nutzen steht diesen Kosten gegenüber? Mit anderen Worten: In welcher Zeit amortisiert sich in welcher Zeit amortisiert sich eine solche Lösung? „ Vor- und Nachteile Die folgende Tabelle zeigt noch einmal die vor und Nachteile der verschiedenen Palettierlösungen. Eigenschaften Gewünschtes Ergebnis Geschwindigkeit / Kapazität ++ +/- - ++ ++ Flexibilität (Stapelmuster, ++ +/- - ++ ++ Palettenformate, Abstände etc.) Qualität der Kartonverpackung ++ +/- - ++ ++ Integration Platzbedarf Antransportmöglichkeiten Steuerung Qualifikation des Bedieners Zusätzliche Optionen Zwischenlagerblätter * Umschnüren Wickeln Doppelpaletten Betrieb Neue Muster programmieren / konfigurieren Umstellungszeiten Wartung Lebensdauer Erreichbarkeit Kosten Anschaffungskosten Installationskosten Nutzungskosten (Stromkosten) Wartungskosten Ersatzteile Schadensrisiko Maschine Schadensrisiko Produkt Konventionelle Palettiermaschine Knickarmroboter Portalroboter Highrunner Mk7 Crossrunner Mk7 +/- +/- + + ++ - ++ +/- - - + - - + + +/- - - + + +/- - - + + + - +/- + ++ + ++ ++ + - + + - - +/- +/- ++ +/- +/- - - - ++ ++ + ++ - +/- - + - + ++ ++ + ++ +/- - - + + +/- +/- + ++ + ++ + + - *in Kombination mit - ++ + + + +/- + + + + +/- +/- - +/- - +/- + +/- - - +/- +/- + + +
  12. 12. Qimarox B.V. Nobelstraat 43 NL- 3846 CE Harderwijk - Niederlande. Alle Rechte vorbehalten. © 2015. Qimarox.de “ DISCLAIMER: this document is for informational en promotional purposes only all orders are subject to the Qimarox terms and conditions and Qimarox’s written confirmation. Copyright © 2013 Qimarox® ™ “ 4. Schlussfolgerungen Dieses Whitepaper gibt keine eindeutige Antwort auf die Frage, welche Palettierlösung den Vorzug genießt. Dies nicht zu sehr nach der Situation, in welche die Palettierlösung integriert werden muss, und nach den Anforderungen und Wünschen des betreffenden Unternehmens. Allerdings lassen sich auf der Grundlage der Analyse in diesem Dokument einige Schlussfolgerungen ziehen. Die erste Schlussfolgerung ist, dass der Highrunner mk7 in nahezu allen Fällen den Vorzug gegenüber einer herkömmlichen Palettiermaschine genießt. Der Highrunner mk7 ist mindestens genau so schnell, bietet mehr Flexibilität und mehr Vorteile in Nutzung und Wartung. Darüber hinaus ist der Highrunner dank der jahrelangen Weiterentwicklung und durch das hohe Maß an Standardisierung um 15-30 % preiswerter in der Anschaffung im Vergleich zu herkömmlichen Maschinen. Die zweite Schlussfolgerung lautet, dass die Kosten eines Highrunner mk7 mit denen eines Knickarmroboters vergleichbar sind. Ein Knickarmroboter kann für diesen Betrag mehrere Produktionsanlagen bedienen, ist jedoch in der Kapazität be- schränkt. Der Highrunner mk7 kann nur für einen Produkttyp gleichzeitig eingesetzt werden, bietet jedoch wesentlich mehr Kapazität, weil komplette Schichten gleichzeitig abgelegt werden können. Auch mit einem Knickarmroboter ist es möglich, komplette Schichten auf eine Palette zu setzen, jedoch müssen dafür Vorrichtungen geschaffen werden, die auf Kosten der Vorteile eines Roboters gehen. In diesem Fall müsste ebenfalls vorformiert werden. Auf den Punkt gebracht: Wenn die Situation eine flexible Palettierlösung mit hoher Kapazität erfordert, spricht schon bald einiges für den Highrunner mk7. Weil der Highrunner mk7 aus Standardkomponenten besteht, kann Qimarox eine kurze Lieferzeit garantieren. Zudem verfügt Qimarox über ein umfassendes Netzwerk von Partnern, die den Highrunner mk7 auf jedem Kontinent installieren und integrie- ren können. Wer sich für den Highrunner mk7 entscheidet, wird demnach kurzfristig über eine preiswerte, zuverlässige und flexible Palettierlösung verfügen können.

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