Effiziente Bewegung ist eine Frage des Systems

Hohe Taktraten, empfindliche Produkte und wachsende Variantenvielfalt werfen die Frage auf, wie Verpackungsanlagen nicht nur leistungsfähiger, sondern auch langfristig ressourcenschonend ausgelegt werden können. Michael Döring, Leiter Schubert Motion bei der Gerhard Schubert GmbH, hat dem packREPORT Auskunft gegeben.

Roboter wie Schuberts F4 arbeiten jetzt mit noch höherer Geschwindigkeit und Genauigkeit.

Herr Döring, was verstehen Sie unter einem nachhaltigen Verpackungsprozess?

Die PPWR ist in vielen Bereichen des Übergangs zu nachhaltigen Verpackungen ein willkommener Schritt nach vorn. Erstens: Auch wenn viele der in der Verordnung genannten Fristen und Ziele noch auf weitere Diskussionen stoßen werden, bietet das Dokument natürlich die lang erwartete regulatorische Stabilität, die Unternehmen benötigt haben, um mit Zuversicht nachhaltige Wachstumsstrategien zu entwickeln. Zweitens, und das ist vielleicht am wichtigsten, hat der neue Rechtsrahmen das Potenzial, als Katalysator für den Aufbau eines echten Ökosystems der Zusammenarbeit in unserer Branche zu dienen.

Wie genau gehen Sie dabei vor und welche Rolle spielt dabei künstliche Intelligenz?

Wir erneuern die klassische Bahnplanung unserer Roboter und heben sie dadurch auf eine neue Qualitätsstufe. In einem virtuellen Versuchslabor lassen wir für typische Pick-and-Place-Aufgaben tausende Bewegungsrechnungen durchführen, die nah am gewählten Optimum sind. Hierzu zählen etwa repräsentative Aufgaben wie das Aufnehmen und Ablegen empfindlicher Produkte. Diese Profile werden mit neuronalen Netzen angelernt, um sie dann an der realen Maschine in Millisekunden bereitstellen zu können. So lässt sich ein Roboter quasi „out of the box“ auf Leistung und Belastung orientiert betreiben, ohne lange Tests und ohne dass jede Formatumstellung mühsam neu auf Taktleistung gebracht werden muss. Für Betreiber bedeutet das weniger Trial-and-Error an der Linie, eine deutlich höhere Reproduzierbarkeit guter Einstellungen und die Möglichkeit, auch bei häufig wechselnden Formaten nahe an der theoretisch möglichen Leistung zu arbeiten. Sanftere, gut abgestimmte Bewegungen der Roboter reduzieren Lastspitzen, Schwingungen und unnötige dynamische Belastungen der Komponenten. Antriebe verbrauchen weniger Energie, Lager und Getriebe werden geschont, Verschleißgrenzen verschieben sich nach hinten. Nachhaltigkeit bedeutet in diesem Kontext vor allem, die vorhandene Hardware länger wirtschaftlich nutzen zu können und ungeplante Stillstände zu vermeiden – ein Aspekt, der in der Diskussion häufig zu kurz kommt.

Ihre Optimierungen bewegen sich aber nicht ausschließlich auf der digitalen Ebene, oder?

Jede Beschleunigung eines Roboters überträgt Kräfte in das Gestell und damit in den gesamten Anlagenverbund. Ist die mechanische Basis zu nachgiebig, kann dies die dynamischen Vorteile moderner schnelllaufender Roboter teilweise zunichtemachen. In der Entwicklungsphase für unsere F4-Roboter zeigte sich, wie sensibel Hochgeschwindigkeitsprozesse darauf reagieren – etwa beim Einlegen von Pralinen in Trays, wo schon kleine Schwingungen zu erhöhtem Ausschuss führen oder Taktreserven gefährden können. Deshalb haben wir in Dresden parallel an einem neuen Gestellkonzept für die Top-Loading-Maschinen gearbeitet, das mit deutlich höherer Steifigkeit, besserer Raumausnutzung und Zugänglichkeit punktet. Wir verbessern damit das Verhältnis zwischen Hochgeschwindigkeit und Genauigkeit, die Anlage läuft ruhiger und bleibt über ihren Lebenszyklus hinweg einfacher zu beherrschen. Was es damit genau auf sich hat, verraten wir auf der interpack in Düsseldorf. (pR)