Wer kennt sie nicht, die Spiele und Puzzles aus Ravensburg, weltweit bekannt unter dem Marken-Namen "Ravensburger" und von Jung und Alt heiß begehrt. Ausdauer ist gefordert, wenn es um die Lösungsfindung beim Puzzeln geht, oder auch Fantasie, um aus heiklen Spiel-Situationen am Ende doch als Sieger hervorzugehen.

Doch das ist nur ein Teil der Geschichte, denn zuvor müssen die Puzzles und Spiele mit viel Kreativität, KnowHow und speziellem Equipment entwickelt, produziert und später in alle Welt versandt werden. So gesehen läuft es bei der Ravensburger Spieleverlag GmbH in Ravensburg genauso wie in jedem anderen Produktionsbetrieb: Die letzten Schritte der Produktion sind auch hier das Packen der einzelnen Produkte (Spiele und Puzzles) sowie das Umverpacken und Palettieren zu größeren Lager- und Versand-Einheiten. Um nun das Verpacken und Einlagern speziell von Puzzles so rationell wie nur möglich zu gestalten, entschlossen sich die Verantwortlichen bei Ravensburger, in eine neue, automatisierte Verpackungs- und Palettier-Anlage zu investieren, die pro Stunde rund 10.000 Puzzles zu verarbeiten hat.

Die Gründe für das massive Investment in eine automatisierte Verpackung, ab Endmontage und bis zur Einlagerung ins Hochregallager, sind vielschichtig. Sie betrafen sowohl steigende Ansprüche an Liefer-Qualität und -Quantität, als auch Aspekte wie bessere Nutzung von Paletten und Hochregallager durch optimale Lagenbildung, oder auch deutliche Reduzierung bis Wegfall von tausenden von Staplerbewegungen, die bis dato für den internen Waren-Umschlag bzw. Materialfluss nach der Produktion erforderlich waren. Wurde zu Beginn der Planungsphase noch erwogen, die aus dem Jahr 1989 stammende Lagen-Palettieranlage einer gründlichen Modernisierung zu unterwerfen, so nahm man von dieser Idee bald Abstand und favorisierte eine komplette Neuausrüstung.

Nach einem sorgfältigen und umfangreichen Auswahlprozess erhielt der Allgäuer Roboter- und Materialfluss-Spezialist FPT Robotik GmbH & Co. Schattbucher Straße 10 aus 88279 Amtzell den Zuschlag für die Projektierung und Lieferung der kompletten Anlage zum automatischen Verpacken und Palettieren der gesamten Puzzle-Produktion von Ravensburger.
Die Firma FPT ging aus dem sehr gut besetzten "Pitch" als Sieger hervor. Ausschlaggebend war das überzeugende Gesamtkonzept und der lukrative Lösungsansatz bei preisgleicher Konkurrenzfähigkeit. Die Firma FPT hat in der Vergangenheit schon einige sehr wichtige Automatisierungsprojekte bei Ravensburger realisiert. Die räumliche Nähe - Amtzell ist nur wenige Kilometer vom Ravensburgerer Hauptsitz entfernt - erleichtert die gemeinsame Zusammenarbeit, da keine Zeit durch lange Reisen verloren geht und die Firma FPT bei Ravensburger im Zweifelsfall innerhalb von 20 min vor Ort sein kann.
Die Vorgaben lauteten: Direktanbindung der Produktion ans Hochregallager durch vollautomatischen, mannlosen Materialfluss ab dem Verpacken bis ins besagte Hochregallager. Durch Automatisierung sollten vor allem die rund 90.000 Stapler-Bewegungen pro Jahr, die im Umfeld des Hochregallagers notwendig waren, eliminiert werden.

Zu berücksichtigen war, dass es ca. 80 verschiedene Schachtelgrößen und damit auch 80 unterschiedliche Palettier-Lagenbilder gibt, entsprechend flexible Förder-, Handling- und Greifsysteme benötigt werden und diese die Produktion von vier Linien bewältigen müssen. Die Schachteln wiegen pro Puzzle/Spiel zwischen 100 Gramm und 12 kg und je nach Größe der Schachtel werden pro Linie in der Minute zwischen 30 und 45 Stück ausgestoßen. Um den Output der Produktion sowie die Produkte-Vielfalt zu beherrschen, sind leistungsfähige Greifer notwendig, die in einem Hub zwischen min. 1 und max. 40 Produkten/Spielen mit Gewichten bis max. (4 x 12 kg =) 48 kg aufnehmen können. Da die Produktionsanlagen 4 bis 5 Monate pro Jahr in 6 Tage-Wochen im 3-Schichtbetrieb durcharbeiten und in den restlichen Monaten an 6 Tagen pro Woche in zwei Schichten gearbeitet wird, stellt man an die nachgelagerte Palettier- und Verpackungsanlage - inklusive der Handling- und Materialfluss- Einrichtungen - höchste Ansprüche an deren Leistungsverfügbarkeit und technische Verfügbarkeit.

Nicht unerwähnt bleiben sollte in diesem Zusammenhang, dass die aus der Produktion kommenden Puzzles in luftdurchlässige, perforierte Folie eingeschweißt sind und dass diese keinesfalls beschädigt oder verformt werden darf. Da aber die Folie anfangs noch warm und "klebrig" klebend ist und nach dem Abkühlen eher glatt und rutschig, galt die besondere Sorgfalt der Suche nach einem geeigneten Greifsystem.

Als erfahrener Generalunternehmer holte sich FPT Robotik für den Bereich Handling und Greifen von Folienpacks, Schachteln und Leer-Paletten die Unterstützung vom Spezialisten für Vakuum-Systeme und -Komponenten J. Schmalz GmbH, 72293 Glatten. Den Greifsystemen kommt hier entscheidende Bedeutung zu, denn sie allein bilden die Schnittstelle zwischen den Produkten und den Robotern. Die von FPT Robotik projektierte und gelieferte Palettieranlage besteht u.a. aus 4 Vorstaplern, die als Linear-Stapeleinheit ausgeführt und mit Vakuum-Flächengreifern vom Typ FM von Schmalz ausgerüstet sind. Des weiteren aus 4 "6-Achsen-Industrierobotern" von Kuka mit 180 kg Traglast, mit einem kombiniertem Mechanik-/Vakuum-Spezialgreifer zur Übernahme der in Folie verpackten Puzzles und exaktem Stapeln auf den dafür bereitgestellten Paletten. Und last but not least einem weiteren 6-Achsen-Roboter von Kuka mit einem Vakuum-Flächengreifer vom Typ SBX, zum Bereitstellen der Euro- bzw. Industriepaletten. An diesem Greifer ist zusätzlich ein weiteres, separates Vakuum-Greifsystem installiert, das ausschließlich für das Handhaben von Karton-Zwischenlagen zuständig ist.

Die Vorstapler...
Die vier Vorstapler sind als Linear-Handlingsystem ausgeführt und mit je 2 x 3 = 6 FM-Vakuum-Flächengreifmodulen versehen. Die in zwei parallel angeordneten Reihen montierten Flächengreifer können die von den Produktionslinien ausgestoßenen Puzzle-Folienpacks ohne Umstellung aufnehmen und stapeln sie auf einem Förderband zu so genannten "Turmreihen" auf. Die Vakuum-Erzeugung des Flächengreifsystems erfolgt elektrisch über eine kompakte Vakuumpumpe vom Typ EVE-TR 40AC3, womit das Vakuum für kurze Handling-/Greif-Zyklen sehr schnell aufgebaut wird und permanent zur Verfügung steht. Die aufgestapelten Turmreihen gelangen über ein weiteres Förderband zum Industrieroboter (Palettier-Roboter) mit kombiniertem Spezialgreifer.

Die Palettier-Roboter...
Die Greifsysteme für die Palettier-Roboter bestehen aus jeweils sieben Vakuum-Flächengreifmodulen FM der Größe 400 x 120 mm mit Strömungswiderständen. Der Spezialgreifer ist in der Lage 3 verschiedene Greifsituationen auszuführen: Für die Greifsituation "Zange" wird mittels Mechanik und Vakuum gegriffen, während für die Greifsituation "über Eck" (2-Seiten-Griff) ausschließlich Vakuum für das Greifen verantwortlich ist, ebenso wie für die Greifsituation "flächiger Greifer". Hier wird das äußere Greifmodul weggeklappt - also um 90° geschwenkt - sodass die Produkte dann von oben flächig angesaugt und gestapelt werden können.
Insbesondere am Ende eines Auftrages oder bei Produktwechsel ist ein optimales Lagenbild für die letzte - und somit unvollständige - Palette sehr wichtig. Der Greifer muss in der Lage sein, die nun verbleibenden Produkte bestmöglich und somit hochflexibel auf der Palette zu verteilen. Daher sind die unterschiedlichen Greifmöglichkeiten von entscheidender Bedeutung!
Des weiteren ist ein exaktes Absetzen der Puzzles auf der Palette von großer Bedeutung. Eine ungünstige Druckverteilung würde nämlich speziell in den unteren Schichten zu Beschädigungen führen. Nur stabile und sauber geschichtete Paletten können problemlos im Hochregal gelagert werden und den hohen Qualitätsanforderungen genügen.

Beim Kombi-Spezialgreifer der Palettier-Roboter sind nicht nur allein die Flächengreifmodule von Schmalz - die Vakuumversorgung  (elektrisch durch Vakuumpumpe EVE-TR 80AC3), die Komponenten für die Vakuum-Steuerung (Vakuum-Schalter und -Ventile) sowie die Vakuum-Filter stammen ebenfalls aus dem Hause Schmalz.

Der Palettenstapler...
Der Palettenstapler schließlich basiert auf einem Roboter mit Flächengreifer vom Typ SBX mit integriertem Mehrstufenejektor SEM, der sich durch enormes Saugvermögen ausgezeichnet. Er hat die Aufgabe, Industrie- und Europaletten zu sortieren und bereit zu stellen. Dabei werden die Paletten sorgfältigst auf Beschädigungen überprüft und genau vermessen. Zwischen jede Palette wird zusätzlich eine Papierzwischenlage gelegt. Zum Handhaben dieser dünnen Zwischenlage ist ein extra Greifer vorhanden. Ausgestattet ist er mit vier Faltenbalg-Sauggreifern aus dem Werkstoff Vulkollan, mit 1,5 Falten, 40 mm Durchmesser und einem Vakuumejektor vom Typ SCP zum Erzeugen des Vakuums.
In dieser Station werden pro Stunde ca. 120 Paletten bereitgestellt. Die fertigen Palettenstapel werden anschließend von sogenannten "Querschiebewagen" aufgenommen. Diese Bereitstellungswagen fahren die einzelnen Palettierstationen an und versorgen sie "just in time" mit leeren Paletten.
Volle, bzw. fertige Paletten werden von den Querschiebewagen abgeholt und anschließend in eine Folien-Verpackungs-Station gefahren. Dort werden die Paletten in Folie gepackt, ggfs. umreift und entsprechend etikettiert. Über eine Rollenbahn geht es direkt ins Hochregallager.

Um einen reibungslosen Ablauf der Materialflussprozesse zu gewährleisten, müssen speziell auch die Roboter-Systeme und Greifer in allen Stationen dauerhaft und störungsfrei funktionieren, weshalb FPT hier, wie schon seit über 10 Jahren, auf die Zusammenarbeit und die Produkt- und Service-Qualität mit und von Schmalz setzt(e). Wichtig zu erwähnen ist noch, dass sämtliche Vakuum-Greifsysteme aus Komplett-Systemen und Standard-Vakuum-Komponenten von Schmalz realisiert werden konnten. Womit sich Konstruktion, Beschaffung und Montage einfacher gestalteten und durch den Wegfall von Sonderkonstruktionen Kosten gespart werden konnten.

Hinweis: Auf Anfrage sind alle Bilder auch in "high quality" erhältlich.