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Verfahrenstechnik 5/2019

Verfahrenstechnik 5/2019

VERFAHREN UND ANLAGEN

VERFAHREN UND ANLAGEN Komplexes Zusammenspiel Vollautomatische Big-Bag-Füllstation Eine neue Big-Bag-Füllstation befüllt vollautomatisch und mannlos 4-Schlaufen-Big-Bags. Unter Berücksichtigung minimaler Sonderkonfigurationen kann nahezu jeder Big-Bag über dieses System befüllt werden. Autor: Patrick Zirwes, Key Account Management, Emde Technologies GmbH, Nassau xeren Anlagen mit gravimetrischer/eichfähiger Verwiegung für verkaufsfertige Gebinde mit hohen Durchsatzleistungen. Dabei wurde der Automatisierungsgrad im Hinblick auf die Palettenhandhabung, den automatischen Dosier- und Wiegeprozess sowie weiterer Handhabungshilfen für den Bediener stetig weiterentwickelt. Dennoch ist das Handling einzelner Big- Bags sehr zeitintensiv. Bisher werden einzeln konfektionierte Big-Bags mit vier Tragschlaufen von einem Bediener in die Füllstation eingehängt und nach dem Füllvorgang manuell verschlossen. Dies bindet hohe Ressourcen. Häufig sind Verpackungslinien ein Engpass in kontinuierlichen Produktionsprozessen. Eine Zwischenlagerung großer Produktmengen ist sehr kosten- und raumintensiv. Zuverlässiger Dauerbetrieb Aus diesem Grund wird eine „Online“-Verpackung des Produktionsausstoßes direkt in Endverbraucher-Gebinde hinein immer stärker verfolgt. Sehr robuste und zuverläs- Ein Kernprodukt des Bereichs Schüttguttechnik ist das Big-Bag-Handling, das sich in den letzten Jahren rasant entwickelt hat, denn der Big-Bag hat sich als äußerst flexibel einsetzbares Packmittel für Schüttgüter in allen Branchen bewährt. Emde baut seit mehreren Jahrzehnten Big-Bag- Füllanlagen, angefangen von einfachen Anlagen mit volumetrischer Befüllung und geringen Füllleistungen bis hin zu komplesig im Dauerbetrieb arbeitende Anlagen sind die Voraussetzung zur Ermöglichung einer solchen Betriebsweise. Dank moderner Überwachungstechnik mit Webcams und einem direkten Zugriff auf die Steuerung mittels Fernwartungsmodem ist ein schneller Service selbst über größte Distanzen hinweg sichergestellt. Die Kundenwünsche nach Big-Bag-Füllanlagen mit Höchstleistungen als auch die Anforderungen an einen maximalen Automatisierungsgrad nehmen ständig zu. Dies alles hat Emde als Ansporn genommen und die Entwicklung von Füllstationen konsequent vorangetrieben und nun als Weltneuheit die vollautomatische Big-Bag-Füllanlage für die Befüllung von 4-Schlaufen-Big-Bags auf den Markt gebracht. Die vollautomatische Anlage basiert auf den bereits bekannten halbautomatischen Anlagen von Emde, ergänzt durch eine Robotergreifeinheit zum Erkennen und Aufnehmen der Big-Bags, einem automatischen Verschlusssystem zum Verschließen der Big-Bags nach der Befüllung sowie weiterer kleiner Anpassungen an der eigentlichen Füllstation.

VERFAHREN UND ANLAGEN 01 Nach erfolgreicher Aufnahme des Big-Bags erfolgt eine Übergabe in die Füllstation, wobei hier die Schlaufen formschlüssig auf Lasthaken aufgefädelt werden 02 Durch visuelle Sensoren und neuartige Greifer kann der Roboter Big-Bags automatisch aufnehmen und einhängen Die Anlagenplanung, die Fertigung aller Anlagenkomponenten als auch der Steuerungsbau werden von Emde in Eigenleistung erbracht. Natürlich gehört hierzu auch die Montageleistung vor Ort mit der anschließenden Inbetriebnahme und Bedienerschulung. Das entsprechende Fachpersonal stellt diesen Service weltweit sicher. Fünf Schritte „Neben einem hohen Durchsatz lassen sich auch toxische Stoffe ohne Bedienpersonal sicher abfüllen.“ Doch wie funktioniert eine solche Anlage? Prozessschritte visueller und haptischer Natur, die uns Menschen von Geburt an gegeben sind, müssen einer robotergestützten Arbeitsweise anwendungsorientiert implementiert werden. Dazu gehören spezielle visuelle Sensoren und exklusiv entwickelte Greifer sowie die entsprechende programmtechnische Einbindung dieser Komponenten. All dies ergibt im Zusammenspiel einen extrem komplexen Ablauf, der letztlich das Aufnehmen und Einhängen der Big-Bags für den Bediener übernimmt. Der Ablauf dieser Anlage gliedert sich in fünf wesentliche Schritte: n Das Robotergreifsystem erkennt mittels spezieller Sensoren die Lage und Position der Big-Bag-Schlaufen, errechnet deren Koordinaten und nimmt diese zielgerichtet auf. Der Roboter greift dabei in die Schlaufe hinein, wie es auch ein Bediener machen würde. Der Zustand bzw. die Anwesenheit der Schlaufen im Robotergreifsystem wird dabei permanent überwacht und bei Verlust einer Schlaufe wird der Big-Bag sicher ausgeschleust und ein neuer Big-Bag wird gegriffen. Dadurch bleibt ein vollautomatischer Betrieb ohne Bedienereingriff gewährleistet, selbst wenn ein Big-Bag nicht richtig gegriffen werden kann. n Nach erfolgreicher Aufnahme des Big- Bags erfolgt eine Übergabe in die Füllstation, wobei hier die Schlaufen formschlüssig auf Lasthaken aufgefädelt werden. Das heißt, der Big-Bag hängt sicher an den Lasthaken und kann sich bei der Füllung ausnivellieren, was die Standsicherheit entsprechend erhöht. Auch hierbei erfolgt eine permanente Kontrolle der Schlaufenanwesenheit in den Lasthaken. n Hängt der Big-Bag sicher an den Lasthaken wird anschließend das Füllrohr mit dem Big-Bag verbunden, bevor die eigentliche Befüllung startet. Zur Befüllung gibt es grundsätzlich zwei Varianten, eine gravimetrische oder eine volumetrische Befüllung, abhängig von der geforderten Füllleistung und Füllgenauigkeit. n Sobald der Big-Bag fertig gefüllt ist, wird die Verschlusseinheit aktiviert und der Big-Bag wird verschlossen. Danach erfolgt ggf. noch eine weitere Komprimierung des Big-Bags mittels Pressplatte, um die Standsicherheit zu erhöhen. n Zum Abschluss wird der Big-Bag auf eine Staurollenbahn transportiert und die Anlage ist wieder bereit zur Aufnahme eines neuen, leeren und zu füllenden Big-Bag. Selbstverständlich kann die Anlage auch noch um weitere Peripheriegeräte wie Etikettendrucker, Haubenstretcher, Folienwickler, Probennehmer usw. ergänzt werden. Ebenso ist eine Anbindung an ein fahrerloses Transportsystem (FTS) machbar und ermöglicht somit auch die Automatisierung des nachgeschalteten Logistikprozesses. Flexibles System Die Anwendungsbereiche solcher Anlagen können dabei verschiedener nicht sein. Zum einen sind es die Kunden, die eine große Stückzahl an Gebinden abfüllen wollen, zum anderen sind diese Systeme aber auch bei kleinen Stückzahlen im kontinuierlichen Betrieb durchaus wirtschaftlich zu betreiben, da entsprechendes Personal im Schichtdienst eingespart werden kann. Aber auch der Einsatz solcher Systeme zur Abfüllung gesundheitsgefährdender und toxischer Stoffe in einer gekapselten Atmosphäre ohne ständig anwesendes Bedienpersonal ist ein interessanter Ansatz für potenzielle Kunden. Im Gegensatz dazu kommt auch ein Einsatz einer vollautomatischen Anlage bei sensiblen und hochreinen Schüttgütern in Betracht, um Verunreinigungen durch Bediener zu vermeiden. Fotos: Emde www.emde.de VERFAHRENSTECHNIK 5/2019 11

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