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 Geschwindigkeit, Platzersparnis und digitale Steuerung 

Plattform für automatisierte Verpackungslinien

Die neue TLM-Generation berücksichtigt die gestiegenen Anforderungen der Branche an Leistung, Platzbedarf und Preis
Quelle: Gerhard Schubert GmbH 

Vor drei Jahren sprach sich herum, dass bei der TLM-Technologie (Top Loading Machine) von Schubert ein neuer Meilenstein bevorsteht. Auslöser war ein Prototyp, den das Unternehmen erstmals dem Fachpublikum präsentierte – ebenfalls auf der interpack. Dieser „Erlkönig“ ließ erahnen, dass eine neue TLM-Generation vieles neu definieren würde, von der Steuerungsarchitektur bis zur Gestellkonstruktion. Die Neugier der Branche war geweckt, und in vielen Kundengesprächen kristallisierte sich heraus, was ein serienreifes Modell bis zur Marktreife noch benötigt.

Drei Jahre später stand das Ergebnis dieser Arbeit in Düsseldorf auf der interpack. Mit dem Vorserienstand von 2023 hat die aktuelle TLM-Generation nicht mehr viel zu tun. Und das aus gutem Grund: Seit 2023 hat sich der Markt noch einmal gewandelt: „Die gestiegene Kostensensibilität vieler Kunden und der zunehmende Wettbewerbsdruck aus Asien forderten uns heraus“, erläutert Manuel Schuster, Leiter Neuentwicklung Baugruppen bei. „Umso entschlossener wollten wir mit der nächsten TLM eine Lösung auf den Markt bringen, die unsere Innovationsstärke als Technologieführer unterstreicht, aber auch die hohen Anforderungen an Leistung, Platzbedarf und Preis berücksichtigt.“

Steiferes Gestell, höhere Pickerleistung

Besonders ins Auge fällt das Gestell, das mit seiner leicht geschwungenen Konstruktion bereits optisch auffällt. Doch nicht aus rein ästhetischen Gründen: Die neue Konstruktion ermöglicht den F4-Robotern mit KI-gestützter Bahnberechnung, ihre Leistung voll auszuschöpfen. „Die bisher verwendeten Gestelle schwangen zu stark, um die Pick-and-Place-Roboter präzise bei hohen Geschwindigkeiten einsetzen zu können“, erläutert Volker Haaf, Leiter Entwicklung – Elektronik und Software. Zusammen mit dem Dresdner Unternehmen Schubert Motion wurde daraufhin eine vierfach steifere Gestellvariante entwickelt, die Pick-and-Place bei Höchstgeschwindigkeit sicherstellt. 

Das Besondere an der TLM: Trotz ihres unveränderten Eigengewichts konnte das Unternehmen die Maschine gezielt kostenoptimieren – eine wesentliche Voraussetzung, um im aktuell sehr kompetitiven Umfeld bestehen zu können. Zugleich hat das Unternehmen die TLM konstruktiv weiterentwickelt. Durch eine intelligente Neukonzeption lässt sich bei gleichbleibenden Außenabmessungen mehr Prozess- und Automationstechnik ins Gestell integrieren – und erlaubt eine deutlich höhere Funktionsdichte: „Mehr Technik auf gleichem Raum erweitert perspektivisch die Einsatzmöglichkeiten für unsere Kunden und macht die gesamte Anlage noch effizienter. Mit der neuen TLM dringen wir gezielt in neue Leistungsbereiche vor“, erläutert Haaf. 

Davon konnten Besucher der interpack sich am Stand überzeugen: In Form eines Flowpackers verpackte die neue TLM-Generation gestapelte runde Kekse in Schlauchbeutel. Fünf F4-Aggregate in drei Zellen verpackten 800 Kekse beziehungsweise 266 Flowpacks pro Minute bei einer Foliengeschwindigkeit von 30 Metern in der Minute. Dabei arbeiten die Roboter der TLM-Generation mit dem Twin-Pick-Verfahren: Zwei Produkte lassen sich so gleichzeitig statt sukzessive greifen – „ein weiterer wichtiger Stellhebel auf dem Weg zu mehr Leistung“, hebt Manuel Schuster hervor. Wohl einzigartig in der Form ist auch die Bahnberechnung der Roboter, die bei jedem Pick neu erfolgt. „So können wir die Leistung jedes Roboterarms um 20 Prozent steigern, ohne die Mechanik zu belasten – und reduzieren zudem Vibrationen“, so Haaf.

Energetisch spart die TLM ebenfalls einiges ein: Mit der neuen Maschinengeneration kommen selbstoptimierende Vakuumpumpen zum Einsatz, die einen wichtigen Beitrag zur Energieeffizienz leisten. Der Verbrauch an Druckluft, etwa für Saugwerkzeuge, lässt sich dadurch um rund 30 Prozent senken. „Vakuumtechnik macht in einer Pickerlinie nahezu die Hälfte des gesamten Energiebedarfs aus. Entsprechend groß ist der Einfluss, den die neuen Pumpen auf die Gesamtenergieeffizienz der Anlage haben“, erläutert Manuel Schuster.

EtherCAT in der Feldkommunikation

Mit einer neuen Steuerung der Anlage stellt das Unternehmen auch das Ethernet-Protokoll für die Automatisierungskomponenten von Sercos-III auf EtherCAT um. EtherCAT hat sich im Bereich der dynamischen Motion-Applikationen durchgesetzt und eignet sich somit perfekt für die schnelle Robotik.

Bei so vielen Neuerungen muss Anlagenpersonal nicht auf das bewährte Bedienkonzept verzichten: An den übersichtlich gestalteten HMI-Bildschirmen können Bediener die Maschinen nach wie vor steuern und Prozesse überwachen – und das sogar deutlich flexibler als vorher. Als abnehmbare Tablets lassen sich die Bildschirme dezentral nutzen und ermöglichen eine webbasierte Interaktion mit der Anlage. Gerade bei umfassenden Linien müssen Bediener nicht zu einer fixen Schnittstelle zurückkehren, um Informationen auszuwerten, Formate zu wechseln oder Wartungsarbeiten durchzuführen. Sie tun dies bequem vom jeweiligen Standort aus und können so bei Bedarf schneller reagieren – eine wichtige Voraussetzung, um beispielsweise Regularien wie dem Cyber Resilience Act gerecht zu werden, der einen sicheren Betrieb von Systemen durch laufende Konfiguration und Updates vorschreibt.

Gestalterisch bietet die neue TLM Anwendern ebenfalls Freiraum: Mit Schwarz-Grau und Weiß bietet das Unternehmendie Innovation in zwei Farblinien an. Seit der interpack sind Pickerlinien und Flowpacker der aktuellen Generation am Markt erhältlich; bis 2028 möchte das Unternehmen das gesamte TLM-Portfolio mit dem neuen Ansatz anbieten.

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