Depalettierzelle mit MX-System löst Platzproblem in der Intralogistik
Bürkert stand am Campus Criesbach vor einer klassischen Herausforderung der Fertigungslogistik: Die manuelle Zuführung schwerer Behälter in das automatische Kleinteilelager bremste die Prozesse und belastete die Mitarbeiter. Für herkömmliche Automatisierungslösungen fehlte jedoch der Platz. Die passende Alternative lieferte RO-BER mit einer besonders kompakten Depalettierzelle, die von AGVs beschickt wird. Erfüllt werden konnten die hohen Ansprüche des Endanwenders allerdings nur, weil die Anlage durch den Einsatz des MX-Systems von Beckhoff komplett ohne Schaltschrank auskommt.
In der Intralogistik ist Platz eine der wertvollsten Ressourcen – nicht selten geht es um jeden Quadratzentimeter. So auch bei Bürkert Fluid Conrol Systems. Weil der Anbieter von Mess-, Steuer- und Regelungssystemen für Flüssigkeiten und Gase kontinuierlich wächst, gilt es, auch die innerbetriebliche Logistik immer weiter zu optimieren. Statt Standardprodukte zu verkaufen, setzt Bürkert auf Ventile, deren Ausführung und Material exakt auf den jeweiligen Kunden zugeschnitten sind. So kommt es, dass das Angebot des Unternehmens 140.000 verkaufsfähige Artikel umfasst. „Diese Vielfalt in Produktion und Intralogistik zu beherrschen ist eine echte Herausforderung“, beschreibt Frank Landgraf, zuständig für alle Logistikprozesse bei Bürkert, die Ausgangslage. „Während der Automatisierungsfokus früher auf der Montage lag, ist heute das größte Potenzial in der Intralogistik zu finden.“ Hinzu komme der Aspekt der Ergonomie. „Das manuelle Handling von schweren Kisten, die 20 kg und mehr wiegen, ist nicht mehr zeitgemäß und angesichts des Arbeitskräftemangels auch nicht mehr abbildbar.“ Ein Nadelöhr am Standort in Criesbach bildete die Einspeisung von Material in ein automatisches Kleinteilelager (AKL) mit rund 27.000 Stellplätzen. Hierfür wurde eine automatisierte Lösung gesucht, die Gegebenheiten vor Ort ließen jedoch kaum Spielraum. Die Anlage musste in eine bestehende Nische passen, die für konventionelle Roboterzellen und voluminöse Schaltschränke zu klein gewesen wäre.
Reduzierter Aufwand und Platzbedarf
Mit dieser Aufgabenstellung wandte sich Bürkert an RO-BER Industrieroboter aus Kamen. Spezialisiert auf anspruchsvolle Portalrobotersysteme, entwickelte das Unternehmen gemäß den spezifischen Anforderungen in Criesbach eine maßgeschneiderte Zelle für das Depalettieren der Kleinladungsträger (KLT) von Bodenrollern. Ein Linearroboter mit Multifunktionsgreifer entnimmt die Behälter und setzt sie orientierungsgenau auf die Fördertechnik des AKL. Während RO-BER bei Mechanik und Robotik auf sein bewährtes Lösungsportfolio zurückgreifen konnte, wurden mit Blick auf die Automatisierung neue Wege eingeschlagen. Denn um die geforderte Kompaktheit zu erreichen, entschied sich RO-BER für den Einsatz des MX-Systems von Beckhoff. „Aufgrund der Charakteristik als steckbare, modulare Lösung für schaltschranklose Automatisierung war unser Interesse schnell geweckt“, erzählt Elmar Stöve, Geschäftsführer von RO-BER. Als Automatisierungsbaukasten vereint das MX-System alle Funktionen eines Schaltschranks – von Steuerungs- und Antriebstechnik über die I/Os bis zur Energieversorgung und Absicherung. Die robusten, IP67-geschützten Funktionsmodule eröffnen in vielen Anwendungen die Möglichkeit, konventionelle Schaltschränke vollständig zu substituieren. Alle benötigten Module werden auf eine Baseplate gesteckt, die direkt an der Maschine montiert wird. Für RO-BER bedeutete dies, dass kein separater Stellplatz für einen Schaltschrank eingeplant werden musste. Stattdessen wurde die Automatisierung direkt in den Oberbau der Maschine integriert. Das reduzierte nicht nur den Platzbedarf deutlich, sondern vereinfachte die Konstruktion der gesamten Zelle.
Beschleunigte Montage und Inbetriebnahme
„Die Vorteile des MX-Systems erstrecken sich über den gesamten Lebenszyklus der Anlage, von Konzeption und Planung bis zur Instandhaltung“, erklärt Antonia Kuhn, die im Vertrieb bei Beckhoff tätig ist. „In der Montage eliminiert das standardisierte Schnittstellenkonzept der Baseplate den Aufwand für manuelle Verdrahtung und komplexe Kabelwege. Funktionsmodule werden einfach aufgesteckt und verschraubt, wodurch die elektrische Verbindung automatisch hergestellt wird.“ Für den Maschinenbauer ergab sich daraus ein enormer Effizienzgewinn. „Das MX-System mit Industrie-PC, Servoverstärkern, Hauptschalter, Einspeisung, 48-V-Versorung und I/O-Modulen war in wenigen Minuten an der Maschine montiert“, bestätigt Elmar Stöve. „Ein bemerkenswerter Unterschied zu den Installationszeiten bei Schaltschränken, die Stunden oder Tage in Anspruch nehmen.“ Die One Cable Automation (OCA) reduziert den Verdrahtungsaufwand zu den Motoren, da Power, Daten und Feedback in einer Leitung geführt werden. Damit einhergehend reduziert sich auch das Fehlerpotenzial. Zudem ist jede Komponente aus dem Portfolio des MX-System diagnosefähig – ein großer Vorteil in der Instandhaltung.
Nahtlose Integration und Vernetzung
„Mit Blick auf die automatische Depalettierung ging es für uns nicht nur um die Funktionalität der neuen Maschine, sondern um die nahtlose Integration in übergeordnete Strukturen und die Anbindung an unsere fahrerlosen Transportfahrzeuge“, betont Marius Mazugo, zuständig für die Prozessoptimierung bei Bürkert. Hier kann die offene, PC-basierte Steuerungstechnik von Beckhoff ihre Stärken ausspielen, da sie alle gängigen IT- und Kommunikationsstandards zur Verfügung stellt. Das ermöglicht dem Anwender eine lückenlose Nachverfolgbarkeit in der Logistiksteuerung, dem Produktionsleitsystem und Unternehmensdatenbanken. Wenn ein AGV in die Anlage einfährt, erkennt das System automatisch den Auftrag, depalettiert die KLTs, führt sie dem AKL zu und stapelt die leeren Bodenroller auf, die anschließend wieder vom AGV abgeholt werden. Dieser vollautomatische Kreislauf macht manuelle Eingriffe überflüssig und vermeidet Stillstandzeiten.
Einfache Projektierung und Skalierbarkeit
Neben dem MX-System ist in der Depalettieranlage auch ein kundenspezifisches Control-Panel der Serie CP39xx von Beckhoff in Tragarmausführung mit kompakter Tastererweiterung verbaut. Die HTML-5-fähige Visualisierung mit TwinCAT 3 HMI ist auf intuitive Bedienung ausgelegt und ermöglicht eine detailgetreue Abbildung der Maschine und ihrer Prozesse. Zudem kommen in der Anlage neben Servomotoren der Serie AM8000 auch einige IP67-EtherCAT-Box-Module zum Einsatz. Die Projektierung der kompletten Anwendung erfolgte in der Automatisierungssoftware TwinCAT 3. „Für RO-BER als erfahrenem Anwender von Beckhoff Technik war für den Einsatz des MX-Systems also keinerlei Umstellung in der Programmierung erforderlich“, unterstreicht Elmar Stöve. Die Flexibilität der Software und die hohe Rechenleistung der Industrie-PCs ermöglichen es, sehr komplexe Aufgabenstellungen zu bewältigen. So sind Anlagen von RO-BER prinzipiell in der Lage, auch gemischte Paletten oder unterschiedliche Packstücke zu verarbeiten.
Hohe Ergonomie und Prozessstabilität
Für Bürkert hat sich die Investition in die neue Depalettierung ausgezahlt. „Unsere Vorstellungen bezogen auf die Funktionalität sowie auf einen reibungslosen und störungsfreien Betrieb wurden von RO-BER sehr gut umgesetzt“, resümiert Stefan Keilbach, Teamcoach im Bereich Lager und Logistik am Bürkert Campus. „Zudem sieht die Anlage modern aus und integriert sich auch optisch sehr gut.“ Das Projekt unterstreicht den Trend hin zu modularen, kompakten Logistikeinheiten, die flexibel in bestehende Materialflüsse integriert werden. Das MX-System fungiert dabei als technologischer Katalysator: Es ermöglicht Maschinenbauern, das Design ihrer Anlagen nicht mehr um den Schaltschrank herum planen zu müssen, sondern die Automatisierung organisch in die Mechanik einzufügen. Das Resultat sind kompakte, ästhetisch aufgeräumte und wartungsfreundliche Maschinen.
Handfeste Wettbewerbsvorteile
Die Zusammenarbeit zwischen Bürkert, RO-BER und Beckhoff zeigt, dass „Think outside the box“ – oder in diesem Fall „Think outside the cabinet“ – zu neuartigen Lösungen führt, die Effizienz und Mehrwert deutlich steigern können. „Wir sehen großes Potenzial für das MX-System und haben viele Ideen für weitere Automatisierungsprojekte“, blickt Elmar Stöve voraus. „So zeigen wir in diesem Jahr auf der Logimat z. B. eine neue, entsprechend ausgerüstete Kompaktpalettierer-Zelle.“ Der nächste Beleg dafür, dass der schaltschranklose Maschinenbau keine ferne Vision mehr ist, sondern in der industriellen Fertigung angekommen ist und dort handfeste Wettbewerbsvorteile liefert.
