Möbel waren früher oft teure, handwerklich hergestellte Einzelstücke, die teilweise über Generationen genutzt wurden. Heute werden die meisten Möbel in Massen- und Serienproduktion aus MDF- oder Spanplatten hergestellt, oft auch als Baukasten, die von den Kunden selbst zusammengebaut werden. Bei dieser Art der Möbelproduktion geht es um sehr große Stückzahlen: So müssen Verpackungsanlagen etwa 20 Schränke pro Minute mit allen dazugehörigen Einlegeteilen verpacken – bei zusätzlich hoher Variantenvielfalt. Hier kommen die Maschinen der Wächter Packautomatik ins Spiel. Das Unternehmen aus der Nähe von Paderborn ist ein Hersteller für Sondermaschinen im Bereich Sekundär-Verpackung.
Prototyp aufgebaut
Ein namhafter Möbelhersteller, der seine Produkte zum selbstständigen Zusammenbauen für zuhause anbietet, hat bei Wächter Packautomatik ein System zum Verpacken von Möbeln angefragt. Ein Team aus Vertrieb, mechanischer und elektrischer Konstruktion und Automatisierung bei Wächter Packautomatik entwickelte daraufhin ein Konzept bestehend aus 15 Robotern, aufgeteilt in sieben einzelne Zellen. Ergänzt wird die Verpackungslinie durch zwei Kartonaufrichter am Anfang, die aus einem flachen Kartonzuschnitt einen Tray falten, und zwei Deckler am Ende der Linie, die den Karton verschließen. Anschließend erfolgt die Palettierung der fertigen Ware. Zunächst wurde eine Verpackungszelle mit zwei Robotern als Prototyp aufgebaut, um Prozesse und Funktionen real testen zu können. Danach begannen die Verantwortlichen mit der Planung der gesamten Linie.
Herausforderung: Variantenvielfalt
Eine Herausforderung waren die vielen Produkt- und Prozessvariationen. Diese in der realen Roboterzelle zu testen wäre zeitaufwendig gewesen. Zur späteren Analyse sollte daher mittels Software zur Fabrikplanung und -simulation ein digitaler Zwilling der Verpackungsanlage modelliert werden. Wladimir Krieger, der bei Wächter Packautomatik in der Automatisierungsabteilung tätig ist und sich um die softwaretechnische Inbetriebnahme und Optimierung von Maschinen und Robotern kümmert, entschied sich für die Software von Visual Components.
Diese ermöglicht es, Produktionsanlagen mithilfe einer Bibliothek von mitgelieferten, vorgefertigten Fabrikkomponenten zu entwerfen, zu planen und zu simulieren. Außerdem können digitale Zwillinge erstellt werden – von einzelnen Produktionszellen bis zu kompletten Fabriken. Ein solcher digitaler Zwilling hilft bei der Planung und Optimierung der Produktion und kann auch für die virtuelle Inbetriebnahme eingesetzt werden.
Wie kommen die Möbel in die Verpackung?
Das zu verpackende Material ist auf Paletten gestapelt und wird über ein Fördersystem automatisiert den Roboterzellen von zwei Seiten her zugeführt. Die Palettenplätze sind links und rechts der zentral verlaufenden Verpackungslinie angeordnet. Die beiden Roboter entnehmen eine definierte Anzahl an Produkten und platzieren sie auf einem Ausrichttisch oberhalb der Kartons, von wo aus sie mit dem anderen Roboter abgenommen und in den aufgerichteten Karton eingesetzt werden.