In einer Verpackungslinie zählt jede einzelne Bewegung. Einen Behälter befüllen, einen Verschluss aufsetzen, ihn korrekt verschließen, das Produkt an der richtigen Stelle etikettieren und den Behälter anschließend mit der passenden Produktionsgeschwindigkeit weitertransportieren – jeder Arbeitsschritt muss präzise, gleichmäßig und zuverlässig ausgeführt werden. Genau hier kommt das Pick & Place-System zum Einsatz. Es ist ein fester Bestandteil moderner Verpackungslinien und übernimmt das Zuführen, Aufnehmen, Positionieren und – je nach Anwendung – auch den Transfer von Komponenten oder Behältern.
Doch in welchen Fällen sollte ein Pick & Place-System in einer Verpackungslinie eingesetzt werden? Wie lässt es sich mit anderen Maschinen wie einer Abfüllmaschine, einer Verschließmaschine, einer Etikettiermaschine oder einem Verpackungsmonoblock kombinieren?
In diesem Artikel erläutern wir ausführlich die Funktionsweise eines Pick & Place-Systems, seine wichtigsten Vorteile, typische Einsatzbereiche sowie die Kriterien, die bei der Auswahl der passenden Lösung berücksichtigt werden sollten. Außerdem zeigen wir, wie sich diese Technologie in das Gesamtkonzept von CDA integriert.
Wie funktioniert ein Pick & Place-System?
Das Funktionsprinzip eines Pick & Place-Systems basiert auf einer einfachen, zugleich jedoch äußerst präzisen Abfolge von Arbeitsschritten.
Erkennung der aufzunehmenden Komponente
Die Komponente (Verschluss, Flasche, Pipette usw.) wird mithilfe eines Vibrationsförderers, einer Zuführschiene, eines Zuführtisches, eines Förderbands oder eines anderen Zuführsystems in den Aufnahmebereich transportiert.
Aufnahme der Komponente
Das Greifsystem nimmt die Komponente mithilfe unterschiedlicher Technologien auf, zum Beispiel:
- Vakuumsaugern,
- mechanischen Greifern,
- speziell entwickelten Greifsystemen, die an die Form der jeweiligen Komponente angepasst sind.
Kontrollierte Bewegung
Die Komponente wird entlang einer programmierten Bahn zur Ablagestation transportiert. Die Bewegung erfolgt stabil, wiederholgenau und ist vollständig mit den übrigen Prozessen der Verpackungslinie synchronisiert.
Präzise Ablage
Die Komponente wird mit hoher Genauigkeit auf dem Behälter oder dem Förderband positioniert. Dieser Schritt ist insbesondere dann entscheidend, wenn ein Verschluss vor dem Verschließen präzise auf einer Flasche platziert werden muss.
Synchronisation mit dem nächsten Prozessschritt
Nach der Ablage wird der Behälter automatisch zur nächsten Station weitertransportiert – beispielsweise zum Verschließen, Verkorken, Etikettieren, Prüfen, Kennzeichnen oder Gruppieren.
Der eigentliche Mehrwert eines Pick & Place-Systems besteht nicht nur darin, Komponenten aufzunehmen und abzulegen, sondern dies zum richtigen Zeitpunkt, an der richtigen Position, mit der passenden Geschwindigkeit und ohne Beschädigung des Produkts oder der Komponente auszuführen.
Warum ein Pick & Place-System in eine Verpackungslinie integrieren?
Die Vorteile eines Pick & Place-Systems stehen in direktem Zusammenhang mit der Leistungsfähigkeit der Produktion. Wenn Unternehmen ihre Produktionsleistung steigern, manuelle Handhabungen reduzieren, eine höhere Prozesssicherheit erreichen oder einen sensiblen Arbeitsschritt automatisieren möchten, ist diese Technologie eine besonders effiziente Lösung.
1. Wiederkehrende Aufgaben automatisieren
In vielen Verpackungslinien werden bestimmte Arbeitsschritte noch manuell ausgeführt, beispielsweise das Aufsetzen von Verschlüssen, das Positionieren von Zubehörteilen, die Zuführung zu einer Verschließstation oder der Transfer von Flaschen zwischen zwei Maschinen. Ein Pick & Place-System automatisiert diese wiederkehrenden Aufgaben und erhöht dadurch Effizienz und Prozesssicherheit.
2. Die Produktionsleistung steigern
Für Bediener ist es kaum möglich, über mehrere Stunden hinweg dieselbe Geschwindigkeit und Präzision aufrechtzuerhalten. Ein Pick & Place-System arbeitet hingegen mit einer konstanten, programmierbaren und wiederholgenauen Leistung. Dadurch lässt sich der Durchsatz der Verpackungslinie erhöhen, ohne Kompromisse bei der Produktqualität einzugehen.
3. Die Positioniergenauigkeit verbessern
Bei kleinen Behältern, technischen Verschlüssen oder empfindlichen Verpackungen ist eine exakte Positionierung unerlässlich. Eine fehlerhafte Ablage kann zu folgenden Problemen führen:
- schief aufgesetzten Verschlüssen;
- falsch positionierten Verschlüssen;
- Stillständen der Verpackungslinie;
- fehlerhaften Produkten;
- einer Verringerung der Produktionsleistung.
Ein Pick & Place-System sichert diesen Arbeitsschritt durch eine präzise und wiederholgenaue Positionierung jeder einzelnen Komponente.
4. Fehler reduzieren und Bediener entlasten
Sich ständig wiederholende Bewegungen bei hoher Produktionsgeschwindigkeit führen häufig zu Ermüdung, Bedienfehlern und im schlimmsten Fall zu Muskel-Skelett-Erkrankungen. Durch den Einsatz eines Pick & Place-Systems werden diese Belastungen reduziert, sodass sich das Bedienpersonal auf wertschöpfendere Aufgaben wie Qualitätskontrolle, Maschineneinstellungen, Materialnachschub und Anlagenüberwachung konzentrieren kann.
5. Einfache Integration in eine komplette Verpackungslinie
Ein Pick & Place-System entfaltet seinen größten Nutzen, wenn es in eine vollständig automatisierte Verpackungslinie integriert wird, in der alle Maschinen perfekt miteinander synchronisiert arbeiten. Es lässt sich problemlos mit Abfüllmaschinen, Verschließmaschinen, Etikettiermaschinen, Fördertechnik, Zuführsystemen und End-of-Line-Lösungen kombinieren.
Pick & Place: Konkrete Einsatzbereiche
Pick & Place-Systeme kommen in zahlreichen Anwendungen zum Einsatz. Ihre Verwendung hängt von der Art des Produkts, dem Behälter, der gewünschten Produktionsleistung und dem angestrebten Automatisierungsgrad ab.
Automatisches Aufsetzen von Verschlüssen vor dem Verschließen
Dies ist einer der häufigsten Anwendungsfälle. Das Pick & Place-System nimmt einen Verschluss aus dem Zuführsystem auf und positioniert ihn auf dem befüllten Behälter, bevor dieser in die Verschließmaschine gelangt. Diese Konfiguration eignet sich besonders für Verpackungslinien, auf denen kleine Flaschen oder Verschlüsse verarbeitet werden, die eine besonders präzise Positionierung erfordern.
Handhabung spezieller Verschlüsse
Pipetten, Tropfeinsätze, kindersichere Verschlüsse oder andere Spezialverschlüsse erfordern eine besonders präzise Handhabung. Dank eines speziell auf die jeweilige Komponente abgestimmten Greifsystems gewährleistet das Pick & Place-System einen sicheren und zuverlässigen Prozess.
Transfer zwischen zwei Stationen
In bestimmten Verpackungslinien wird ein Pick & Place-System eingesetzt, um Behälter oder Komponenten von einer Station zur nächsten zu transportieren und so einen kontinuierlichen sowie zuverlässigen Produktionsablauf sicherzustellen.
Integration in einen Verpackungsmonoblock
Seinen größten Mehrwert bietet ein Pick & Place-System innerhalb eines Verpackungsmonoblocks – einer Maschine, die mehrere Verpackungsprozesse in einem einzigen Gestell vereint, beispielsweise das Abfüllen, Verschließen und Etikettieren.
CDA bietet Monoblock-Lösungen an, die diese Arbeitsschritte in einer kompakten Maschine zusammenführen. Je nach Ausführung können die Monoblocks Zuführsysteme, Abfüll-, Verschließ- und Etikettierfunktionen auf kleinstem Raum integrieren.
Das Pick & Place-System im Verpackungsmonoblock
Die Verbindung zwischen einem Pick & Place-System und einem Verpackungsmonoblock ist besonders sinnvoll, da ein Monoblock mehrere Verpackungsschritte in einer einzigen Maschine zusammenführt.
Ein Monoblock umfasst in der Regel:
- eine Abfüllstation;
- eine Station zum Aufsetzen und Verschließen der Verschlüsse;
- eine Etikettierstation;
- sowie zusätzliche Funktionen wie Zuführung, Fördertechnik und Produkttransfer.
In diesem Zusammenhang übernimmt das Pick & Place-System eine zentrale Rolle bei der Verbindung der einzelnen Prozessschritte. Es eignet sich insbesondere dann, wenn die Maschine:
- Verschlüsse automatisch aufsetzen soll;
- eine hohe Produktionsleistung ohne manuelle Eingriffe gewährleisten muss.
So kann beispielsweise die E-Fill SW dank ihres integrierten Pick & Place-Systems im vollautomatischen Betrieb arbeiten und das automatische Aufsetzen sowie Verschließen der Verschlüsse übernehmen. Diese Lösung eignet sich besonders für Unternehmen, die mehrere Verpackungsschritte auf möglichst geringer Stellfläche zusammenführen möchten.
Die wichtigsten Vorteile eines Pick & Place-Systems
Höhere Produktionsleistung
Der offensichtlichste Vorteil liegt in der Automatisierung, die höhere und zugleich konstante Produktionsleistungen ermöglicht.
Ein reibungsloserer Produktionsablauf
Ein Pick & Place-System reduziert Engpässe innerhalb der Verpackungslinie und minimiert kurze Produktionsunterbrechungen, wodurch ein kontinuierlicher Materialfluss gewährleistet wird.
Höhere Positioniergenauigkeit
Durch seine hohe Wiederholgenauigkeit sorgt das System für ein exaktes Zentrieren der Verschlüsse vor dem Verschließen und trägt so zur Reduzierung fehlerhafter Produkte bei.
Weniger manuelle Handhabungen
Bediener müssen deutlich weniger wiederkehrende Aufgaben übernehmen und können sich stattdessen auf wertschöpfende Tätigkeiten wie Qualitätskontrolle, Maschinenüberwachung oder Materialnachschub konzentrieren.
Optimale Integration in eine komplette Verpackungslinie
Ein Pick & Place-System ist weit mehr als nur eine zusätzliche technische Komponente. Es ist Bestandteil eines ganzheitlichen Konzepts zur Optimierung der Leistung und Effizienz einer kompletten Verpackungslinie.
FAQ : Pick & Place-Systeme und Verpackungslinien
Was ist ein Pick & Place-System?
Ein Pick & Place-System ist eine automatisierte Lösung, die Komponenten wie Verschlüsse, Flaschen oder Zubehörteile aufnimmt und an einer definierten Position wieder ablegt. Es dient dazu, Aufnahme-, Transfer- und Positionierprozesse innerhalb einer Verpackungslinie zu automatisieren.
Kann ein Pick & Place-System zum Aufsetzen von Verschlüssen eingesetzt werden?
Ja. Zu den häufigsten Anwendungen gehört das Aufnehmen eines Verschlusses aus einem Zuführsystem und das präzise Platzieren auf einem Behälter, bevor dieser automatisch verschlossen wird.
Worin besteht der Unterschied zwischen einem Pick & Place-System und einer Verschließmaschine?
Ein Pick & Place-System übernimmt das Aufnehmen, Transportieren und Positionieren der Komponente, während die Verschließmaschine den eigentlichen Verschließvorgang durchführt. Beide Systeme ergänzen sich und arbeiten innerhalb der Verpackungslinie perfekt zusammen.
Kann ein Monoblock mit einem Pick & Place-System ausgestattet werden?
Ja. Einige Verpackungsmonoblocks verfügen über ein integriertes Pick & Place-System, das das automatische Aufsetzen der Verschlüsse vor dem Verschließen übernimmt.
Woher weiß ich, ob meine Verpackungslinie ein Pick & Place-System benötigt?
Wenn Ihre Produktion noch viele wiederkehrende manuelle Handhabungen umfasst oder Sie den Durchsatz Ihrer Verpackungslinie steigern möchten, kann die Integration eines Pick & Place-Systems eine besonders effiziente Lösung sein.
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