Erschienen am: 29.10.2015, Ausgabe SPS-MAGAZIN 11 2015

Automatische Defolierung

Auspacken bitte

Die Defolierung ist ein automatisiertes Verfahren zum Entpacken von in Folie verpackten Gegenständen. Geforscht wurde schon lange an Ansätzen zur Automatisirung dieses Prozesses in der Warenannahme und Kommisionierung. Nun wurde ein Verfahren zur Anwendung im Versandhandel entwickelt, das lasergestützt arbeitet. Mit drei Prozessabläufen und einer gezielten Kombination von Laserlicht und Druckluft lassen sich die meisten Folien entfernen.


Bild 1: Die automatische Defolierung ermöglicht eine schnellere Warenannahme und verringert die Anzahl beim Auspacken beschädigter Produkte.
Bild: LMS Development Concept

Im Jahr 2012 wurde der Grundstein für die Entwicklung eines industriell nutzbaren Verfahrens gelegt. Durch Grundlagenforschung zum Schneiden von Kunststofffolien konnten Voraussetzungen geschaffen werden, ohne die die weitere Entwicklung nicht möglich gewesen wäre. In den folgenden drei Jahren befasste sich das Unternehmen LMS Development Concept mit der Erforschung und dem Entwicklen einer passenden Kombination aus Laserlicht, Druckluft und Geschwindigkeit der jeweiligen Fördertechnik.

Komponenten in Kombination

Es sollen Gegenstände während der Beförderung auf der Transporttechnik berührungslos entpackt werden. Aus diesem Grund müssen zum entgültigen Entfernen der Folien Transportgeschwindigkeit, Laser und Druckluft zusammen passen. Der Laser dient zum Schneiden der Folien. Erst dann kann mit einer Kombination aus Unterdruck und Druckluft die Folie vollständig vom Produkt entfernt werden. Damit der Laser die Folien schneiden kann, muss die Folie vorher mit einem speziellen Absorber behandelt werden. Diese Flüssigkeit dient zum Umwandeln der Lichtenergie in thermische Energie. Das Verfahren bietet offensichtliche Vorteile: zum Einen eine schnellere Warenannahme, zum Anderen verringert sich die Anzahl der durch Cutter-Messer oder ähnliche Werkzeuge beschädigten Produkte. Im Gegensatz zu bereits bestehenden Geräten, die eine automatische Defolierung durchführen, bietet das neue geschützte Verfahren eine Bearbeitung von allen Formen und Abmessungen von Produkten. So kann die verfügbare Anlage eines Anbieters z.B. lediglich Paletten defolieren und ist dabei auf exakte Abmessungen angewiesen. Eine Toleranz von 30mm ist nicht sehr viel. Daher bietet das neue Verfahren, welches sich auf Paletten ebenso anwenden lässt wie auf Kleingebinde, eine ernstzunehmende Alternative.

Automatisierung und Antriebstechnik

Um den Defolierprozess komplett zu automatisieren, sind mehrere Komponenten nötig. Zum Einen wird die komplette Anlage mit Hilfe von Lichtschranken in Kombination mit Relais gesteuert. Zum Anderen ist das Transportband an einen Frequenzrichter gekoppelt, um die Transportgeschwindigkeit anzupassen. Das zu defolierende Produkt kann mittels des Barcodes erkannt werden und die Parameter der Anlage werden automatisch angepasst. Wird der Anlage ein Produkt zugeführt, wird es mittels Barcode erkannt und automatisch geprüft, ob das Produkt schon einmal bearbeitet wurde. Ist dies der Fall werden Bandgeschwindigkeit, Laserleistung und der Druck des Sprühmoduls für den Absorber reguliert und angepasst. Durch Reflexionslichtschranken wird das Sprühmodul gesteuert und somit der Absorber auf die Folien aufgetragen. Der Absorber ist eine Flüssigkeit, die später für die Energieumwandlung innerhalb der Folie sorgt. So kann die Lichtenergie des Laserstrahls in thermische Energie umgewandelt werden. Gleichzeitg verhindert der Absorber, dass Laserlicht das Produkt unter der Folie beschädigt. Durch eine komplexe Prozessplanung gelang es der Firma LMS Development Concept auch das Abnehmen bzw. Entfernen der Folien zu automatisieren. Hierbei wird mit Hilfe von Druckluft und Unterdruck in einem festgelegtem Verhältnis die Folie sanft vom Produkt entfernt. Der Luftdruck kann dabei bis acht Bar betragen. Produktschäden sind durch die Komplexität jedoch ausgeschlossen. Die Fördertechnik, die der Entwicklung der Defolieranlage zu Grunde liegt, besteht aus einem Transportband, welches durch einen Drehstrom- Getriebemotor mit einer Leistung von 380W angetrieben wird. Zur besseren Integration in bestehende Wareneingangsstraßen kann die Anlage auch mittels SPS betrieben werden. Die im Prototypen eingesetzte Relais-Steuerung ist ausreichend, um den Arbeitsablauf in kleineren Unternehmen zu verbessern.