Automatisierte Kartonmagazinbeladung für Verpackungslinien

SOMIC entwickelte gemeinsam mit Yaskawa eine automatisierte Lösung zur Kartonbeladung, um Anlagenverfügbarkeit, Ergonomie und Produktionseffizienz zu verbessern.

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Hersteller von Kaffee, Pasta, Käse, Kosmetik, Tiernahrung und weiteren Konsumgütern setzen Sekundärverpackungssysteme ein, um Produkte für Transport und Einzelhandel vorzubereiten. Die SOMIC Verpackungsmaschinen GmbH & Co. KG entwickelt automatisierte Verpackungsanlagen, die Primärverpackungen in Versandkartons oder verkaufsfertige Verpackungen für unterschiedlichste Branchen einlegen.

Mit steigenden Produktionsvolumina erkannte das Unternehmen die manuelle Beladung der Kartonmagazine als Prozessschritt, der die Produktivität begrenzte und die körperliche Belastung der Bediener erhöhte. SOMIC entwickelte daher eine automatisierte Lösung, um den Materialfluss zu optimieren und wiederkehrende manuelle Tätigkeiten zu reduzieren.

Manuelle Beladung führte zu betrieblichen Einschränkungen
Das manuelle Befüllen von Kartonmagazinen erfordert, dass Bediener Kartonzuschnitte regelmäßig in die Maschine einlegen. Diese Tätigkeit ist körperlich belastend, unterbricht den Produktionsablauf bei jedem Nachfüllen und bindet Personal an Aufgaben mit geringer Wertschöpfung.

Das Entwicklungsteam von SOMIC suchte deshalb nach einer automatisierten Lösung, die eine kontinuierliche Kartonzufuhr während des gesamten Produktionsprozesses gewährleistet und gleichzeitig unterschiedliche Kartonformate zuverlässig verarbeitet. Ziel war es, die Prozesssicherheit zu erhöhen, die Anlagenverfügbarkeit zu verbessern, manuelle Eingriffe zu reduzieren und das Bedienpersonal für überwachende und wertschöpfende Aufgaben einzusetzen.

Kollaborierender Roboter automatisiert die Kartonzuführung
Das Ergebnis dieser Entwicklung ist der SOMIC CoboLoad, der die Beladung des Kartonmagazins mithilfe eines kollaborierenden Roboters automatisiert.

Das Kernstück der Lösung bildet der kollaborierende Roboter HC20DTP von Yaskawa, ausgestattet mit einem speziell entwickelten SOMIC-Greifer. Je nach Kartongeometrie kommt entweder ein Innen- oder Außengreifer zum Einsatz. Ein Schnellwechselsystem ermöglicht die schnelle Umrüstung auf unterschiedliche Kartonformate, die auf derselben Verpackungsmaschine verarbeitet werden.

Das System kombiniert Robotik mit 3D-Bildverarbeitung und sensorgestützter Greiftechnik. Die Bildverarbeitung erkennt automatisch die Position der Kartonstapel, während Sensoren das präzise Greifen und Ablegen im Magazin steuern. Schräg stehende oder versetzte Stapel werden automatisch ausgeglichen. Zwischenlagen können mithilfe von Vakuumsaugern entfernt werden, und bei Bedarf richtet eine optionale Wendestation die Kartonzuschnitte vor dem Einlegen korrekt aus.

Dadurch verarbeitet das System auch ungleichmäßig ausgerichtete Kartonstapel zuverlässig und automatisiert.

Da der Roboter in unmittelbarer Nähe des Bedienpersonals arbeitet, benötigte SOMIC eine Lösung für die sichere Mensch-Roboter-Kollaboration bei gleichzeitig hoher industrieller Leistungsfähigkeit.

Der kollaborierende Roboter HC20DTP erfüllt diese Anforderungen durch zertifizierte Sicherheitsfunktionen, innenliegende Kabelführung und den kollaborativen Betrieb ohne dauerhaft erforderliche Schutzzäune im abgesicherten Betrieb. Für Anwendungen mit höheren Geschwindigkeiten können zusätzliche Sicherheitseinrichtungen wie Lichtschranken oder Sicherheitsmatten integriert werden.

Ein weiteres Auswahlkriterium war die große Reichweite des Roboters. Mit einer Reichweite von 1.900 mm erreicht er jede Position auf einer Standard-Europalette, sodass ein Umsetzen der Palette während der automatischen Beladung entfällt. Mit einer Traglast von bis zu 20 kg, einer Wiederholgenauigkeit von 0,05 mm und der Schutzart IP67 verbindet der Roboter industrielle Robustheit mit den Anforderungen der Mensch-Roboter-Kollaboration.

Projektleiterin Brigitte Stockenreiter erläuterte die Entscheidung: „Der HC20DTP ist ein vollwertiger Industrieroboter mit hoher Leistung und Geschwindigkeit, der gleichzeitig als kollaborierender Roboter eingesetzt werden kann. Dadurch lässt er sich ohne aufwendige Schutzzäune in bestehende Produktionsumgebungen integrieren und bietet gleichzeitig die notwendige Flexibilität für unterschiedliche Anwendungen.“

PLC-Integration vereinfacht den Anlagenbetrieb
Neben der Roboterleistung war für SOMIC die vollständige Integration in die bestehende Maschinensteuerung entscheidend.

Mit der Software-Schnittstelle MotoLogix von Yaskawa wird der Roboter direkt über die SPS der Verpackungsmaschine innerhalb der IEC-61131-Umgebung programmiert und gesteuert. Die Berechnung der Bewegungsabläufe erfolgt weiterhin durch die Robotersteuerung, während die Bediener ausschließlich in der vertrauten SOMIC-Steuerungsumgebung arbeiten.

Darüber hinaus lässt sich die Lösung über OPC UA in größere Produktionslinien integrieren und gewährleistet dabei eine einheitliche Bedienoberfläche. Nach Angaben von SOMIC kann der Roboter vollständig über das bestehende HMI der Verpackungsmaschine bedient werden, wodurch Schulungsaufwand und Inbetriebnahme vereinfacht werden.

Höhere Anlagenverfügbarkeit und verbesserte Ergonomie
Das automatisierte Beladesystem versorgt das Kartonmagazin kontinuierlich über eine komplette Palette hinweg, ohne dass Bedienereingriffe erforderlich sind. Dadurch werden unterbrechungsfreie Verpackungsprozesse auch während längerer Produktionsphasen und Nachtschichten ermöglicht.

Nach Angaben von SOMIC führt die Lösung zu einer höheren Anlagenverfügbarkeit, einer gleichmäßigeren Kartonzuführung, einer verbesserten Ergonomie, einem geringeren manuellen Arbeitsaufwand sowie niedrigeren Personalkosten. Gleichzeitig können sich die Bediener verstärkt auf die Prozessüberwachung und andere wertschöpfende Tätigkeiten konzentrieren.

Die Lösung wurde auf der Interpack 2026 vorgestellt, die vom 7. bis 13. Mai 2026 in Düsseldorf stattfand. Im Anschluss an die Messe befanden sich bereits erste Kundenprojekte in Vorbereitung.

Bearbeitet von Sucithra Mani, Redakteurin bei Induportals – mit Unterstützung von KI adaptiert.

www.yaskawa.com

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