KOCH Robotersysteme modernisiert Abfüllung bei STO

Wenn eine Produktionslinie über viele Jahre robust und zuverlässig läuft, kommt irgendwann der Moment, an dem selbst ein bewährtes System ein technisches Update verdient. Genau so ging es der Abfüllstraße 5: Jahrelang im Einsatz, solide gebaut − aber nicht auf dem Niveau moderner Automatisierung. Also entschied STO, der Linie eine gezielte Modernisierung zu gönnen.

Die Mission: kein Neubau, sondern ein Retrofit − die Modernisierung der Abfüllung, Etikettierung, Vorgruppierung und Palettierung.

Thomas Fox, Produktionsleiter von STO

Der Ansatz bietet Vorteile: geringere Investitionen, keine neuen Fundamente und die Möglichkeit, bewährte Komponenten weiterzuverwenden. Diese Mischung aus Effizienz und Vernunft passte ideal zu den Zielen von STO.Dafür benötigte STO einen Partner, der sich in einer bestehenden Fremdanlage schnell zurechtfindet und die relevanten Prozessschritte weiterentwickeln kann. Weitere Gründe waren die Erfahrung im Gebinde- Handling sowie positive Ergebnisse früherer Projekte.Und da kam KOCH ins Spiel. „KOCH hat genau dort angesetzt, wo es für unsere Linie am wichtigsten war und uns bei einem zentralen Prozessschritt gezielt nach vorne gebracht“, fasst Thomas Fox, Produktionsleiter von STO, zusammen.

Auch wenn STO die gesamte Abfülllinie modernisieren wollte, lag der gemeinsame Fokus mit KOCH ganz klar auf einem entscheidenden Abschnitt: der Stapelung und Palettierung. Genau hier sollte die Leistung hinten raus erheblich gesteigert werden − von bisher rund 7 Sekunden pro Gebindegruppe auf ambitionierte 4 Sekunden.

Bis dato lief dieser Teil des Prozesses noch mechanisch: Eine Vorrichtung stapelte drei Eimer am Förderband übereinander, erst dann nahm ein Roboter den Dreier-Stapel auf und setzte ihn auf die Palette. Ein System, das zuverlässig funktionierte, aber schlicht zu langsam für die zukünftigen Produktionsziele.

Damit KOCH eine passende Lösung entwickeln konnte, musste das Team zunächst verstehen, wie genau dieser Teil der Linie arbeitete. Wie genau entsteht der Dreier-Stapel? Wo gehen wertvolle Sekunden verloren? Und vor allem: An welcher Stelle lässt sich die Arbeitsteilung zwischen Vorstapelung und Palettierung so neu strukturieren, dass die gewünschte Taktzeit dauerhaft erreichbar ist?

Jörg Winkens, zuständiger Vertriebsmitarbeiter des Projektes bringt es prägnant auf den Punkt: „Bevor wir schneller werden konnten, mussten wir zuerst verstehen, wo die Zeit bleibt. Nur wenn wir die bestehende Logik kennen, können wir eine neue entwickeln, die wirklich schneller und zuverlässiger ist.“

Dabei gab es zusätzliche Rahmenbedingungen, die in jeder Überlegung für eine schnellere und nachhaltige Lösung eine wichtige Rolle spielten: So war die Platzsituation rund um den bestehenden Robotersockel begrenzt, der aus Wirtschaftlichkeitsgründen weiterverwendet werden sollte. Gleichzeitig sollten die Programme später problemlos für andere Gebindetypen und Palettierbilder nutzbar sein. Und nicht zuletzt bringen die mit pastösen Medien gefüllten 18-Liter-Gebinde je nach Füllgrad gute 20 bis 28 Kilogramm auf die Waage − was eine ausreichend robuste Auslegung der Greifer und Robotertechnik erforderte.

All diese Anforderungen standen unter dem gemeinsamen Ziel des Projekts: die Produktivität steigern, die Arbeitsplätze ergonomisch entlasten und die Wirtschaftlichkeit der gesamten Linie nachhaltig verbessern. Und genau dafür musste die Palettierung neu gedacht werden — schnell, präzise und vor allem: zukunftsfähig.

Um die geforderten vier Sekunden zuverlässig zu erreichen, musste das Team von KOCH zunächst herausfinden, wie sich Stapelung und Palettierung so organisieren lassen, dass sie nicht mehr nacheinander, sondern parallel arbeiten. Denn eines war schnell klar: Mit dem bisherigen mechanischen Dreier-Stapler ließen sich keine Sekunden mehr einsparen.

Wenn die Linie doppelt so schnell werden sollte, brauchte es einen komplett neuen Ansatz.
Also machten die erfahrenen Anlagenplaner und Konstrukteure von KOCH das, was sie am liebsten tun:
Sie dachten den Prozess einmal komplett neu − vom Gebinde, das am Abnahmeplatz ankommt, bis zum fertigen Palettenbild. Sie entwickelten eine Lösung, bei der sich die beiden entscheidenden Prozesse — Vorgruppierung und Palettierung — nicht länger gegenseitig ausbremsen, sondern perfekt ineinandergreifen.

Ein neues Duo für mehr Tempo: ABB IRB 4600 & ABB IRB 6700
Die entscheidende Idee: Ein zweistufiger Roboterprozess. Das Stapeln und das Palettieren werden voneinander entkoppelt. Statt einer mechanischen Vorrichtung übernimmt nun ein eigener Roboter die Vorstapelung. Dafür kommt nun ein ABB IRB 4600 zum Einsatz. Er übernimmt die Eimer direkt am Abnahmeplatz und stapelt sie kontinuierlich zu sauberen Dreier-Stapeln — und das ohne Rücksicht auf den Palettierroboter. Während also der Palettierroboter ABB IRB 6700 gerade einen fertigen Stapel auf der Palette positioniert, baut der neue Vorgruppier-Roboter ABB IRB 4600 bereits den nächsten.
Wird ein Stapel gerade vom Palettierroboter abgeholt, wechselt der IRB 4600 automatisch auf den zweiten Stapelplatz und arbeitet dort weiter, bis der erste wieder frei ist − ohne Pause, ohne Warten, ohne Leerlauf. Genau diese Parallelität sorgt für die entscheidende Zeitersparnis. Der Stapelroboter arbeitet unabhängig vom Palettierroboter − und holt so die entscheidenden Sekunden heraus.
Sobald ein Stapel bereitsteht, übernimmt der ABB IRB 6700. Mit seiner hohen Traglast und Reichweite ist er perfekt für die schnelle Palettierung geeignet. Er erhält das Palettenstellbild sowie den Gebindetyp direkt aus der Anlagen-SPS und setzt die vorgruppierten Stapel präzise auf die bereitstehenden Europaletten ab.

So entsteht Lage für Lage ein exakt aufgebautes Muster. Ein Prinzip, das KOCH Projektleiter Marek Alemanno gerne mit einem Augenzwinkern beschreibt: „Zwei Roboter, die sich nicht in die Quere kommen − das ist wie ein gut eingespieltes Tanzpaar. Nur eben mit 24 Eimern pro Palette.“

Intelligente Greiftechnik – der Schlüssel zur Präzision
Damit das in dieser Geschwindigkeit funktioniert, wurde ein komplett neues Greifwerkzeug entwickelt: Es greift den Eimer sicher unter dem Deckelrand, überprüft dessen Sitz kontinuierlich über integrierte Sensoren und verhindert so zuverlässig Produkt-Verlust oder Fehlpositionen − selbst im 24/7-Betrieb.

Zum Setzen der fertig gestapelten Dreiergruppen kommt ein von STO entwickelter und beigestellter Stangengreifer zum Einsatz. Jeder der drei Eimer wird über einen eigenen Sensor überwacht, sodass der Roboter exakt weiß, ob der Stapel korrekt aufgenommen wurde. Zusätzlich misst ein Ultraschallsensor im Werkzeugkörper die tatsächliche Palettenhöhe, um den unvermeidbaren Millimeterunterschied bei Europaletten auszugleichen So landet jeder Stapel exakt dort, wo er soll − ohne Nachjustieren, ohne Zeitverlust. Für die Einzelgebinde sorgt ein KOCH Eimergreifer, ein 4 Fingergreifer mit servomotorischer Breitenverstellung. Er kombiniert Robustheit mit präziser Anpassbarkeit — ein Muss bei Gebinden zwischen 20 und 28 Kilogramm.

Ein Prozess im Takt – exakt alle 4 Sekunden
Das Zusammenspiel dieser Komponenten macht die enorme Leistungssteigerung möglich.
Das Ergebnis:
• 8 Eimer pro Lage
• 3 Lagen pro Palette
• 24 Eimer pro Palette
• 15 Eimer pro Minute
• 900 Eimer pro Stunde
• ca. 38 Paletten pro Stunde

Alle vier Sekunden nimmt der Stapelroboter ein Gebinde auf. Der Palettierroboter folgt exakt diesem Rhythmus und setzt die Stapel ohne Unterbrechung auf die Palette. Selbst beim Chargenende bleibt die Flexibilität erhalten: Per Bedieneranwahl kann eine automatische oder manuelle Restpalettierung gestartet werden — auch das steuert die Anlagen-SPS.

Mehr Flexibilität für die Zukunft
Parallel dazu wurden alle Programme so aufgebaut, dass sie später einfach kopiert und angepasst werden können. Neue Gebindetypen, andere Palettierbilder, variierende Formate? Kein Problem. Die Software nimmt es sportlich − und bleibt flexibel.

Mit der neuen Stapel- und Palettierlogik arbeitet die Anlage heute doppelt so schnell wie zuvor und gleichzeitig deutlich zuverlässiger und ergonomischer. Die beiden Roboter agieren wie ein eingespieltes Team — jeder konzentriert sich auf seinen Prozess, ohne den anderen auszubremsen. Das Ergebnis? Eine Linie, die im Takt der Zukunft arbeitet. „Die Mitarbeiter von KOCH waren stets erreichbar, fachlich absolut kompetent und haben bei jedem Schritt Rücksicht auf unsere Wünsche genommen.“, sagt Thomas Fox von STO und bringt damit auf den Punkt, wie reibungslos und partnerschaftlich die Umsetzung verlaufen ist.