Roboterlösung ohne Berührungsängste

Der neue Cobot RB3-1200 von Rainbow wurde von der eigenen Belegschaft installiert und programmiert.

Mittelständische Unternehmen aus nichttechnischen Bereichen wie der Lebensmittelverarbeitung sind bei der Automatisierung mit Robotern in der Regel auf externe Dienstleister angewiesen. Das bedingt jedoch Abhängigkeiten sowie hohe Kosten, wenn Umprogrammierungen erforderlich werden. Inzwischen sind jedoch Roboter-Anbieter auf dem Markt, die nicht nur leistungsfähige Geräte zu günstigen Preisen anbieten, sondern über ihre örtlichen Vertretungen auch Hilfe zur Selbsthilfe leisten. Ein Erfahrungsbericht.

„Wir sind seit unserer Gründung 1930 auf die Verarbeitung qualitativ hochwertiger Lebensmittel spezialisiert“, weiß Christian Hinterberger, Betriebsleiter bei der Morga AG in Ebnat-Kappel (Schweiz). Das familiengeführte mittelständische Unternehmen mit rund 100 Mitarbeitern stellt gut 1.500 verschiedene vegetarische Produkte aus hochwertigen natürlichen Lebensmitteln her, viele davon in Bio-Qualität. Dazu gehören Nuss- und Dörrobst-Mischungen, Müslis, Teigwaren, Fertiggerichte, Bouillons, Obstsäfte und Konfitüren sowie Tees. Besonderes Augenmerk gilt dabei der gesunden Ernährung und der Berücksichtigung von Allergien und Unverträglichkeiten. Ergänzend betätigt sich das Unternehmen auch im Bereich Lohnabfüllung und -verpackung für große Kaufhausketten.

Für eine hoch automatisierte Teeabfüllung

„Da wir bei Tees als Lohnabfüller für diverse Großabnehmer tätig sind, ist diese Abteilung besonders hoch automatisiert“, sagt Sandro Bättig, Technischer Leiter bei Morga. Hier stehen inzwischen vier vollautomatische Abfüllanlagen. Mit ihrer komplizierten Technik stellen diese Maschinen 350 Teebeutel pro Minute her, die dann einzelumhüllt und zu 20 in die Teepackung gepackt werden. Abschließend packt die Anlage dann fünf dieser Teepackungen in einen Tray, den die Händler nach Abriss des Deckels direkt ins Regal schieben können. Diese werden etikettiert und verlassen die Anlage über eine Rollenbahn.

Hinter der Abpackanlage wird die Umverpackung von einem Cobot-Roboter mit Sauggreifer gegriffen und auf Paletten gestapelt. Zwei dieser Paletten stehen jeweils rechts und links des Cobots in Warteposition. Sobald eine davon voll ist, wird sie von den Mitarbeitern per Hubwagen gegen eine Leerpalette getauscht. Dieselben Mitarbeiter sorgen auch bei den Verpackungsmaschinen dafür, dass die benötigten Verbrauchsmaterialien wie Teemischung, Gewebebeutel für die Teebeutel, Etiketten, Kartons etc. stets in ausreichender Menge verfügbar sind. Auch kümmern sie sich um Störungsmeldungen und die Beseitigung kleinerer Fehler.

Auf solchen Maschinen entstehen bei Morga pro Minute jeweils 350 fertige Teebeutel samt aromadichter Umhüllung. Im Auslauf kommen dann Karton-Umverpackungen mit je fünf Verkaufskartons zu 20 Beuteln an.

„Als bei uns Anfang 2023 die Entscheidung zur Automatisierung einer vierten Abfüllanlage anstand, wollten wir uns von der bisherigen Abhängigkeit vom Programmersteller lösen“, erinnert sich C. Hinterberger. Auch waren die inzwischen erhältlichen Modelle preislich teils deutlich günstiger als die Lösungen des bisherigen Anbieters. Nach gründlicher Prüfung des Marktangebots fiel die Vorentscheidung für das Modell RB3-1200 des südkoreanischen Herstellers Rainbow, das auch von den Abmessungen her besser mit den Platzverhältnissen vor der Abfüllstrecke harmonierte. Bei den bisherigen Robotern war wegen der beengten Platzverhältnisse jeweils ein gekröpfter Spezialgreifer erforderlich.

Ausschlaggebend war jedoch die Tatsache, dass es für dieses Fabrikat umfassenden Support durch einen kompetenten Schweizer Vertriebspartner gibt. Die Compar AG ist ein Engineering-Unternehmen mit jahrzehntelanger Erfahrung in der Automatisierung industrieller Prozesse mit Schwerpunkt auf Robotik und kameragestützter Qualitätssicherung. Als Schweizer Vertriebspartner der Cobot-Systeme von Rainbow ist Compar bereit, seinen Rainbow-Kunden neben technischem Support auch Hilfe zur Selbsthilfe bei der Realisierung eigener Roboterlösungen zukommen zu lassen.

Mit Wagemut

„Wir hatten zwar schon Erfahrung mit dem Teachen unserer vorhandenen Roboter, standen aber bezüglich der eigentlichen Programmierung vor einem Sprung ins kalte Wasser“, verrät S. Bättig. Deshalb wurde im Juni 2023 zunächst Compar in Freienbach aufgesucht, um einen dort vorhandenen Rainbow-Roboter zu besichtigen. Dabei sei man sehr herzlich empfangen worden. Schnell habe sich gezeigt, dass Compar bereit war, die Risiken einer Eigenprogrammierung dank umfassender Unterstützung zu minimieren. So überprüfte Compar zunächst die Machbarkeit der ins Auge gefassten Roboterlösung mithilfe einer Simulation und bestätigte, dass der Hersteller Rainbow besonderen Wert auf eine einfach zu erlernende Bedienung legt. Der Anwender soll nach Möglichkeit auch ohne einen externen Integrator zurechtkommen. Ziel ist es, dass die Mitarbeiter mit dem Gerät auch ohne vertieftes Knowhow in komplexer Programmierung zurechtkommen. Programmierung und Bedienung erfolgen aus diesem Grund auch mithilfe eines ganz normalen handelsüblichen Tablets.

Nach einem Stillstand des Roboters nach Kollision genügt ein zweifaches Tätscheln, damit er wieder weiterarbeitet.

„Von Compar und Rainbow bekamen wir neben guter Dokumentation auch ein Musterprogramm sowie Hilfestellungen zu einer geeigneten Programmierstrategie“, sagt S. Bättig. Für die eigentliche Programmierung habe er vielfach auf fertig vorprogrammierte Codeblöcke zurückgreifen können. Zudem habe sich Compar als sehr hilfreich erwiesen, indem Tipps gegeben und Fragen beantwortet wurden. Das Ergebnis dieser guten Unterstützung war, dass die Anlage innerhalb von lediglich vier Wochen hochgefahren werden konnte.

Da er in dieser Zeit aufgrund seiner anderen Aufgaben im Unternehmen noch viele weitere Aufgaben zu übernehmen hatte, beziffere er den tatsächlichen Netto-Zeitaufwand für das Programmieren des Roboters auf lediglich etwa eine Mannwoche. Und das, obwohl die Programmierung nicht mit üblichen Schemata bewerkstelligt werden konnte. Grund hierfür war, dass der Roboter das Handgelenk aufgrund beengter Platzverhältnisse am inneren Palettenrand andersherum drehen muss als weiter außen.

Letztlich sei das ganze Projekt sehr schnell realisiert worden: Nach der Bestellung im Juli 2023 wurde der Roboter bereits Ende August geliefert und schon im September aufgebaut. Seit November 2023 arbeitet das System störungsfrei.

Mitarbeiter „sehr zufrieden“

„Ein besonders wichtiger Aspekt war für uns auch die Akzeptanz des neuen Roboters durch die Mitarbeiter in der Abteilung“, ergänzt C. Hinterberger. Dort habe wegen der Umstellung zunächst Unsicherheit bestanden, doch habe sich das schnell geändert und der „Neue“ werde als bester Roboter in der Abteilung angesehen. Schon der Umgang mit diesem Cobot-System sei sehr bedienerfreundlich. Zum Teachen könne der Mitarbeiter den gesamten Arm mit freigestellten Achsen ohne Mühe von Hand an die Stelle schieben, die er ansteuern solle.

Bei unbeabsichtigtem Kontakt mit einem Mitarbeiter bleibe der Roboter sofort stehen und mache erst dann weiter, wenn man ihm zweimal einen leichten Klaps gebe. Die Handhabung erfolge mithilfe einer leicht verständlichen grafischen Bedienoberfläche auf einem handelsüblichen Tablet. Zum erneuten Anfahren nach einer größeren Unterbrechung müsse der Mitarbeiter nach dem Start des Tablets lediglich die Steuersoftware des Roboters aufrufen und Angaben zur Palette und derjenigen Stapelposition auf der Palette eingeben, an der weitergemacht werden solle.

„Mit dem Ergebnis dieses Projekts sind wir sehr zufrieden. Mut und Engagement haben sich ausgezahlt. Wir konnten Tausende Franken einsparen und – fast noch wichtiger – unsere Abhängigkeit von externen Dienstleistungen verringern“, bilanziert C. Hinterberger.