Störungsfreier Betrieb

Palettieren mit Roboter ohne Schutzzaun bei Verla-Pharm

Die Arznei- und Nahrungsergänzungsmittel von Verla-Pharm liegen seit Jahrzehnten im Trend. Das bedeutet für diesen Branchenpionier aber auch: immer größere Durchsätze, immer höherer Logistikaufwand und eine optimale Ausnutzung der vorhandenen Produktionsfläche. Vor diesem Hintergrund setzt das bayrische Traditionsunternehmen nun erstmals einen Palettier-Cobot von Yaskawa ein.

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Verla-Pharm setzt erstmals einen Palettier-Cobot des Typs „Motoman HC20“ von Yaskawa ein. Bild: Yaskawa
Verla-Pharm setzt erstmals einen Palettier-Cobot des Typs „Motoman HC20“ von Yaskawa ein. Bild: Yaskawa

Seit über 60 Jahren steht das blau-gelb verpackte Magnesium der Verla-Pharm Arzneimittel GmbH & Co. KG schon in den Apothekenregalen. Magnesium Verla ist Marktführer unter den Magnesium-Arzneimitteln. Doch umfasst das Portfolio des mittelständischen Pharmaherstellers längst auch vielfältige andere Mineralstoff- und Vitaminpräparate in unterschiedlichen Darreichungsformen. Ausgewählte pflanzliche Arzneimittel, Naturstoffe und hochwertige Nahrungsergänzungsmittel runden die Angebotspalette ab.

Rund 270 Mitarbeiter stellen die Produkte heute in modernen Produktionsstätten in Tutzing am Starnberger See her. Und das Unternehmen wächst weiter. Im Zuge einer kontinuierlichen Weiterentwicklung sollte deshalb auch die bisher manuelle Karton-Palettierung am Ende einer bestehenden Produktionslinie durch eine automatisierte Lösung ersetzt werden. Als wesentliche Vorgaben sollte diese zum einen möglichst einfach zu bedienen sein und zum anderen nur wenig Aufstellfläche benötigen.

Cobot-Automatisierungs-lösung von AHM

Auf der Suche nach einer geeigneten Lösung stand zunächst ein klassischer Palettierer mit zwei Linearachsen im Fokus. Deshalb wendeten sich die Verantwortlichen an die AHM Sondermaschinenbau GmbH in Dasing bei Augsburg, die seit über 25 Jahren entsprechende Pack- und Palettiersysteme entwickelt und realisiert.

„Als zentrale Herausforderung erwiesen sich die engen Platzverhältnisse vor Ort“, erinnert sich Hubert Asam, Geschäftsführer und Projektleiter bei AHM. Deshalb brachten er und seine Kollegen noch eine weitere Option ins Spiel: eine Lösung mit einem Cobot – einem Roboter, der eine sichere Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) und damit den direkten Kontakt zwischen Roboter und Bediener erlaubt. Der Vorteil: Personen können sich dem Manipulator gefahrlos nähern. Damit ist also weder ein Sicherheitsbereich noch eine Schutzzaun-Einhausung notwendig.

Vor diesem Hintergrund fiel die Entscheidung tatsächlich für diese Alternative. Als weiterer Vorteil ist die entstandene kleine Anlage sehr flexibel einsetzbar, denn sie kann durch ihre Leichtbauweise bei Bedarf problemlos an andere Stellen im Werk versetzt werden. Und nicht zuletzt präsentiert sie sich nach Einschätzung von Geschäftsführer Hubert Asam als „smarte, schicke Lösung, die gut in diese hochwertige Produktionsumgebung passt“.

Die Anlage ist sehr einfach aufgebaut: Die Roboter-Zelle besteht lediglich aus dem Roboterarm (montiert auf einem Sockel) mit passendem Greifer, Steuerung und Bediengerät. Die zu palettierenden Kartons kommen auf dem vorhandenen Zuführband angefahren und aktivieren den Roboter über eine Lichtschranke. Dieser setzt den Karton dann auf eine Palette um und zwar an die exakt passende Stelle.

Palettier-Cobot Motoman HC20

Die technische Besonderheit dieser nur auf den ersten Blick einfachen Zelle ist ein Palettier-Cobot aus der Roboterserie „Motoman HC“ („Human Collaborative“) von Yaskawa.

Obwohl es sich um einen vollwertigen Industrieroboter handelt, kann er auch in sicher reduzierter Geschwindigkeit arbeiten. Bei eventuellen, auf jeden Fall ungefährlichen Kollisionen hält der Manipulator sofort an, sodass sich Personen unmittelbar in seinem Arbeitsraum befinden dürfen.

Bei Verla-Pharm läuft der Roboter ausschließlich im abgesicherten, langsamen Modus. Das ausgewählte Modell, ein „Motoman HC20“, überzeugt durch seine staub- und wasserdichte IP67-Schutzklasse, leicht zu reinigende Oberflächen und die Nutzung von lebensmittelgeeignetem Schmierfett (Food Grade Grease, FGG). Vor allem aber bietet der Cobot eine hohe Traglast von 20 Kilogramm in Verbindung mit einer Reichweite von 1.900 Millimetern. „Er passt damit ideal für diese Anwendung“, stellt Hubert Asam fest. Denn allein der Greifer wiegt etwa drei Kilogramm, und zusammen mit den zu palettierenden Kartons kommen leicht schon einmal 15 Kilogramm zusammen. Dabei kommt ein MRK-Greifer von Schmalz zum Einsatz. Dieser ist – wie viele kompatible Zubehörprodukte aus dem Yaskawa-Ökosystem – ideal auf den Manipulator abgestimmt. Solche praktischen Plug-&-Play-Komponenten erleichtern Systempartnern wie AHM die schnelle Umsetzung von Roboterinstallationen für viele Anwendungsbereiche, speziell auch für das kollaborative Palettieren.

Wie alle Modelle der „Motoman HC“-Serie, zeichnet sich auch der HC20 durch eine besonders nutzerfreundliche Bedienung aus: Neben dem Einsatz eines übersichtlichen Handbediengeräts ist es auch möglich, den Roboterarm direkt mit der Hand zu führen und zu programmieren (Direct Teach, DT). Hierdurch ergibt sich eine Zeitersparnis bei der Erstellung von Roboterprogrammen. Noch einfacher macht es der Sondermaschinenbauer AHM seinem Kunden Verla-Pharm: Die Abläufe für insgesamt drei Kartonformen sind bereits vorprogrammiert.

Die geforderte Sicherheit im direkten Kontakt mit dem Bediener gewährleistet der „Motoman“-Cobot durch sechs integrierte Momentensensoren, die den Roboter im Fall einer Kollision mit Personen in seinem Umfeld sicher abschalten. Diese Cobot-Serie wurde gezielt für die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) unter Erfüllung der geltenden Normen, vor allem der ISO/TS 15066, entworfen. Solche Roboter benötigen, abhängig von der Risikobewertung, keine zusätzlichen Schutzmaßnahmen, wie z. B. einen Schutzzaun, wodurch Platz und Kosten eingespart werden. Die vorgeschriebene Messung möglicher Kollisionskräfte bei Inbetriebnahme übernimmt normalerweise Yaskawa mit speziellen Mess- und Prüfgeräten – „eine Dienstleistung, die wir gern in Anspruch nehmen“, so Hubert Asam von AHM.

Erste Praxiserfahrungen

Der neue Palettierer ist nicht nur der erste Cobot im Einsatz bei Verla-Pharm, sondern der erste Roboter überhaupt. Die Anlage läuft seit der Installation störungsfrei und hat die hohen Erwartungen von Anfang an voll erfüllt. Und auch für AHM war es ein wegweisendes Erfolgsprojekt: „MRK hat Zukunftspotenzial“, ist sich Geschäftsführer und Projektleiter Hubert Asam sicher. „Unsere Kunden fragen zunehmend danach. Entsprechende Lösungen sind für uns nicht zuletzt ein Marketinginstrument – zumal die Roboter der „Motoman HC“-Serie von Yaskawa auch optisch sehr gelungen sind.“

Florian Kohut, 
Key-Account-Manager Packaging Industry, Yaskawa Europe GmbH – Robotics Division, 
Allershausen

Christopher Schneider, Cobot Business Coordinator, 
Yaskawa Europe GmbH – Robotics Division, 
Allershausen

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· Artikel im Heft ·

Störungsfreier Betrieb
Seite 36 bis 37
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