Häufige Fehler, die man bei der Planung eines Palettierprojekts vermeiden sollte

Die Automatisierung der Palettierung ist eine wichtige Investition für Hersteller, die ihre Produktivität erhöhen, die Arbeitskosten senken und die Sicherheit am Arbeitsplatz verbessern wollen. Viele Unternehmen, die ihr erstes Palettierroboterprojekt in Angriff nehmen, stoßen jedoch auf unerwartete Herausforderungen, die den Einsatz verzögern, die Kosten in die Höhe treiben und die Investitionsrendite (ROI) beeinträchtigen. Die Kenntnis dieser häufigen Fallstricke kann den Unterschied zwischen einer reibungslosen Implementierung, die einen schnellen ROI liefert, und einem langwierigen Kampf, der das Vertrauen in die Automatisierung untergräbt, ausmachen.

Dieser Leitfaden befasst sich mit den häufigsten Fehlern, die bei der Planung von Palettierprojekten gemacht werden, und bietet umsetzbare Strategien, um diese zu vermeiden. Unabhängig davon, ob Sie kollaborative Roboter (Cobots), Industrieroboter oder schlüsselfertige Lösungen in Betracht ziehen, stellt die richtige Planung sicher, dass Ihre Automatisierungsinvestition die erwarteten Effizienzgewinne und Kosteneinsparungen bringt.

Fehler 1: Unzureichende Projektplanung und Anforderungsdefinition

Einer der schädlichsten Fehler bei Palettierprojekten ist der Beginn ohne gründliche Definition der Projektanforderungen. Viele Hersteller stürzen sich in die Automatisierung, ohne eine umfassende Analyse ihrer spezifischen Palettieranforderungen durchzuführen, was zu Systemen führt, die nicht den betrieblichen Realitäten entsprechen.

DieProduktvariabilität wird oft unterschätzt. Unternehmen konzipieren ihre Systeme für die gängigsten Produkte, versäumen es aber, die gesamte Bandbreite an Artikeln, Verpackungsgrößen, Gewichten und Materialien zu berücksichtigen, die sie verarbeiten. Ein Vakuumgreifer, der für versiegelte Kartons optimiert ist, wird mit porösen Materialien oder unregelmäßig geformten Artikeln Probleme haben. Wenn die minimalen und maximalen Produktabmessungen nicht dokumentiert werden, kann dies dazu führen, dass ein Roboter mit unzureichender Reichweite oder ein Greifer ausgewählt wird, der Größenabweichungen nicht ausgleichen kann.

Palettenspezifikationen erfordern die gleiche Aufmerksamkeit. Neben der Auswahl von Standard-Euro- oder ISO-Paletten müssen Sie auch die Qualität der Paletten, Maßtoleranzen und Höhenunterschiede berücksichtigen. Holzpaletten können aufquellen, wenn sie Feuchtigkeit ausgesetzt sind, wodurch Höhenunterschiede entstehen, die die Platzierungsgenauigkeit beeinträchtigen. Diese scheinbar geringfügigen Abweichungen können dazu führen, dass der Roboter entweder Produkte aus übermäßiger Höhe fallen lässt oder das End-of-Arm-Tooling mit der Palette kollidiert.

Die Integrationsanforderungen sollten im Vorfeld sorgfältig geprüft werden. Legen Sie fest, wie Ihr Palettiersystem mit vorgelagerten Förderanlagen, nachgelagerten Stretchwicklern, Lagerverwaltungssystemen (WMS) und Fertigungssteuerungssystemen (MES) kommunizieren soll. Wenn Sie bis zur Installation warten, um diese Integrationspunkte zu klären, entstehen kostspielige Verzögerungen und Änderungsaufträge.

Fehler 2: Auswahl des falschen Robotertyps für Ihre Anwendung

Die Wahl zwischen kollaborierenden Robotern und Industrierobotern wirkt sich erheblich auf die Palettierleistung aus, aber viele Unternehmen entscheiden sich aufgrund falscher Vorstellungen und nicht aufgrund der Anwendungsanforderungen.

Cobots bieten für bestimmte Szenarien überzeugende Vorteile: vereinfachte Programmierung, geringere Anforderungen an die Sicherheitsumzäunung, kompakte Stellflächen und niedrigere Anschaffungskosten. Ihre Grenzen werden jedoch in Produktionsumgebungen kritisch. Die meisten Cobots handhaben Nutzlasten unter 20 kg und arbeiten mit Geschwindigkeiten unter 6-8 Zyklen pro Minute. Wenn sich Ihre Anwendung diesen Grenzen nähert, sinkt die Leistung des Roboters erheblich, und Sie riskieren, einen Produktionsengpass zu schaffen.

Industrieroboter bieten höhere Traglasten (40-500 kg), höhere Geschwindigkeiten (8-12+ Zyklen pro Minute) und eine größere Reichweite (bis zu 4.200 mm). Sie bieten eine gleichbleibende Leistung über ihren gesamten Traglastbereich und erweisen sich als zuverlässiger im 24/7-Dauerbetrieb. Moderne Palettierlösungen zeigen, wie Industrieroboter hohe Leistung mit benutzerfreundlicher Bedienung kombinieren können und die traditionelle Programmierkomplexität, die kleinere Hersteller einst abschreckte, beseitigen.

Viele Betriebe machen den Fehler, sich für Cobots zu entscheiden, um Sicherheitszäune zu vermeiden, und stellen dann fest, dass ihre Durchsatzanforderungen eigentlich Industrieroboter bevorzugen. Umgekehrt spezifizieren manche Betriebe Industrieroboter zu hoch, obwohl ein Cobot ausreichen würde, was die Investitionskosten unnötig erhöht. Die Entscheidung sollte von der Nutzlast, der Zykluszeit, den Reichweitenanforderungen und den langfristigen Produktionszielen bestimmt werden und nicht von vorgefassten Meinungen zur Komplexität.

Fehler 3: Auswahl eines ungeeigneten End-of-Arm-Tooling (EOAT)

Die Auswahl der End-of-Arm-Tools ist einer der am meisten unterschätzten Aspekte bei der Konstruktion von Palettiersystemen, doch die Wahl ungeeigneter EOATs verursacht erhebliche betriebliche Probleme.

Vakuumgreifer eignen sich hervorragend für versiegelte Kartons und Produkte mit glatten, nicht porösen Oberflächen. Sie bieten eine sanfte Handhabung und eine einfache Bedienung. Bei porösem Karton, staubigen Umgebungen oder Produkten mit unregelmäßigen Oberflächen haben sie jedoch erhebliche Probleme. Die versteckten Kosten für kundenspezifische Vakuumwerkzeuge erhöhen sich mit der Zeit, da jede Produktänderung oder SKU-Variation eine Neukonstruktion des Greifers erforderlich machen kann.

Unternehmen unterschätzen häufig die Komplexität der Handhabung von Produkten mit mehreren Artikelnummern. Ein Greifer, der für 400 mm × 300 mm große Kartons ausgelegt ist, kann versagen, wenn sich die Produktabmessungen zu 450 mm × 350 mm großen Verpackungen ändern. Mehrzonen-Vakuumgreifer mit unabhängig voneinander gesteuerten Saugzonen bieten eine größere Flexibilität, so dass ein und derselbe Greifer verschiedene Kartongrößen ohne bauliche Veränderungen handhaben kann.

Mechanische Greifer und Parallelbackengreifer bieten Alternativen für Produkte, die von Vakuumsystemen nicht effektiv gehandhabt werden können. Sie eignen sich hervorragend für regelmäßig geformte Gegenstände, die ein festes, kontrolliertes Greifen von der Seite erfordern. Sie erfordern jedoch in der Regel eine komplexere Programmierung und können Schnellwechselsysteme für eine Produktvielfalt erfordern.

Moderne schlüsselfertige Systeme bieten Kompatibilität mit verschiedenen Greifermarken (OnRobot, Schmalz und andere) und bieten so die Flexibilität, den optimalen EOAT für Ihre spezifischen Produkte auszuwählen und gleichzeitig die Systemintegration zu gewährleisten. Die Zusammenarbeit mit Anbietern, die bewährte, standardisierte Werkzeuge anbieten, reduziert sowohl die Anschaffungskosten als auch die langfristigen Betriebskosten.

Fehler 4: Unterschätzung der Nutzlast- und Reichweitenanforderungen

Wenn Sie die Nutzlast- und Reichweitenspezifikationen falsch einschätzen, entstehen grundlegende Probleme, die sich nach der Installation nicht einfach korrigieren lassen.

Die Traglastkapazität muss sowohl das Produktgewicht als auch das Gewicht des EOAT berücksichtigen. Ein Roboter, der für 20 kg Traglast ausgelegt ist, kann keine 20 kg schweren Produkte handhaben, wenn der Vakuumgreifer 5 kg wiegt - die effektive Traglast sinkt auf 15 kg. Unternehmen spezifizieren oft Roboter, die bei oder nahe ihrer maximalen Traglast arbeiten, was die Genauigkeit verringert, die Zykluszeiten verlangsamt und den Verschleiß beschleunigt.

Viele Betriebe planen, Paletten auf 1,6 bis 1,8 Meter zu stapeln, berücksichtigen aber nicht die vertikale Reichweite, die erforderlich ist, wenn der Roboter auf Bodenhöhe montiert ist. Der Roboter muss vom niedrigsten Entnahmepunkt (oft auf einer Förderhöhe von etwa 800-900 mm) bis zur Oberseite einer vollständig gestapelten Palette reichen, zuzüglich des Freiraums für An- und Abfahrbewegungen. Dies erfordert häufig entweder einen Roboter mit größerer Reichweite als ursprünglich angenommen oder die Hinzufügung einer vertikalen Hubachse, um den Arbeitsbereich zu erweitern.

Zukunftssicherheit verdient Beachtung. Wenn die Möglichkeit besteht, dass in den nächsten 3 bis 5 Jahren schwerere Produkte gehandhabt oder höhere Paletten gestapelt werden, sollten Sie den Roboter jetzt entsprechend spezifizieren. Die Aufrüstung von Robotern nach der Installation kostet wesentlich mehr als die Auswahl einer geeigneten Kapazität zu Beginn.

Modulare Palettierlösungen ermöglichen die Auswahl von Robotern verschiedener Marken (YASKAWA, Universal Robots, FANUC und andere), so dass Sie genau die Kombination aus Traglast und Reichweite spezifizieren können, die Ihre Anwendung erfordert, ohne Kompromisse bei anderen Systemmerkmalen einzugehen.

Fehler 5: Vernachlässigung von Zykluszeit- und Durchsatzberechnungen

Wird vor der Fertigstellung des Systemdesigns keine strenge Zykluszeitanalyse durchgeführt, führt dies zu unterdimensionierten Lösungen, die den Produktionsanforderungen nicht gerecht werden.

DieZykluszeit umfasst weit mehr als nur die Bewegungsgeschwindigkeit des Roboters. Sie müssen die Zeit für die Produktentnahme, den Weg zur Palette, die Ablagezeit, die Aktivierung/Deaktivierung des Greifers, die Zeit für den Palettenwechsel und alle zusätzlichen Aufgaben wie das Ablegen von Zwischenblättern oder Etagentrennern berücksichtigen. Eine vollständige Zeitstudie, die die prozentuale Auslastung des Roboters aufzeigt, bestimmt, ob ein einzelner Roboter ausreicht oder ob mehrere Roboter oder ein vollflächiges Handling notwendig werden.

Viele Projekte scheitern, weil die Planer davon ausgehen, dass der Roboter kontinuierlich mit maximaler Geschwindigkeit arbeiten kann. In der Realität werden Roboter langsamer, wenn sie sich Entnahme- und Bestückungspunkten nähern, und sie können ihre Spitzengeschwindigkeit nicht über komplexe Bewegungspfade hinweg beibehalten. Die realen Zykluszeiten sind in der Regel 15-25 % länger als die theoretischen Berechnungen vermuten lassen.

Bei den Durchsatzanforderungen muss auch die Variabilität der Produktion berücksichtigt werden. Wenn Ihre Anlage im Durchschnitt mit 8 Kartons pro Minute läuft, aber bei Produktwechseln oder Schichtüberschneidungen Spitzenwerte von 12 Kartons pro Minute erreicht, muss der Palettierer den Spitzenbedarf abdecken, nicht den Durchschnittsbedarf. Andernfalls entsteht ein Engpass, der die gesamte Anlage verstopft.

Moderne Palettiersysteme geben realistische Taktraten (bis zu 12 Pakete pro Minute, je nach Konfiguration) anstelle von theoretischen Maximalwerten an und bieten so transparente Leistungserwartungen, mit deren Hilfe Sie genau beurteilen können, ob das System Ihre Durchsatzanforderungen erfüllt.

Fehler 6: Übersehen von Integrations- und Kommunikationsanforderungen

Palettiersysteme arbeiten nicht isoliert. Viele Projekte scheitern an den Integrationsproblemen mit bestehenden Anlagen und Steuerungssystemen, doch die Unternehmen unterschätzen diese Komplexität immer wieder.b

DieKommunikationsprotokolle müssen mit allen Geräten kompatibel sein. Ihr Palettierroboter muss Signale von vorgelagerten Förderanlagen empfangen, die die Ankunft des Produkts anzeigen, Bestätigungssignale senden, um Palettenspender auszulösen, und mit nachgelagerten Stretchwicklern oder fahrerlosen Transportsystemen (FTS) kommunizieren. Die Verwendung inkompatibler Protokolle (z. B. der Versuch, eine EtherCAT-basierte Robotersteuerung ohne geeignete Gateways an ein Profibus-Netzwerk anzuschließen) führt zu Integrationsalbträumen.

Das System-Timing erfordert eine sorgfältige Koordination. Wenn das vorgelagerte Förderband die Produkte schneller anliefert, als der Palettierer sie platzieren kann, benötigen Sie Pufferkapazität. Wenn der nachgelagerte Palettenwickler langsamer arbeitet als der Palettierer, brauchen Sie entweder Palettenstauraum oder eine koordinierte Produktionsplanung.

Die Softwareintegration mit WMS-, MES- oder ERP-Systemen ermöglicht erweiterte Funktionen wie die automatische Auswahl von Palettenmustern auf der Grundlage von Auftragsdaten, Bestandsverfolgung in Echtzeit und Produktionsberichte. Die Planung dieser Integrationen nach der physischen Installation erschwert die Implementierung erheblich.

Dedizierte Automatisierungsplattformen bieten standardisierte Kommunikationsschnittstellen und unterstützen die Integration mit gängigen Industrieprotokollen, was den Prozess der Anbindung Ihrer Palettierzelle an bestehende Fabrikanlagen und Informationssysteme vereinfacht.

Fehler 7: Schlechte Planung von Produktwechseln und SKU-Flexibilität

In den heutigen High-Mix-Fertigungsumgebungen bestimmen die Geschwindigkeit der Produktwechsel und die SKU-Flexibilität den Wert des Palettiersystems, doch viele Projekte werden nur für die Effizienz bei einem einzigen Produkt optimiert.

Die herkömmliche Roboterprogrammierung für die Palettierung kann zeitaufwändig sein und erfordert technische Unterstützung bei der Erstellung neuer Palettenmuster oder der Anpassung an unterschiedliche Kartongrößen. Dies führt zu betrieblichen Engpässen, wenn die Produktionspläne häufige Produktwechsel erfordern. Manche Anlagen vermeiden Umstellungen ganz und führen ineffiziente Produktionspläne aus, nur um die Neuprogrammierung der Roboter zu minimieren.

Moderne No-Code-Palettiersoftware wie LUNA von Unchained Robotics beseitigt dieses Hindernis. Bediener ohne Programmierkenntnisse können über intuitive grafische Oberflächen neue Kartonabmessungen konfigurieren, Palettenmuster erstellen und Stapelhöhen anpassen. Diese Fähigkeit verwandelt Umstellungen von stunden- oder tagelangen technischen Projekten in Bedieneraufgaben, die in wenigen Minuten erledigt sind.

EOAT-Schnellwechselsysteme beschleunigen die Umstellung weiter, wenn unterschiedliche Produkte unterschiedliche Greifer erfordern. Manuelle Greiferwechsel können 20-30 Minuten dauern und erfordern eine Neuprogrammierung des Roboters, während automatisierte Schnellwechselsysteme den Wechsel in weniger als 2 Minuten durchführen.

Moderne Palettier-Softwareplattformen sind ein Beispiel für die Flexibilität der Palettierung. Die Bediener können ohne Programmierkenntnisse neue Palettenmuster konfigurieren, Produktabmessungen anpassen und Arbeitsabläufe optimieren. Dies ermöglicht eine schnelle Reaktion auf sich ändernde Produktionsanforderungen und unterstützt sowohl Strategien für hohe Stückzahlen als auch für eine hohe Mischproduktion.

Fehler 8: Vernachlässigung von Sicherheit und Platzbedarf

Sicherheitsanforderungen und Platzbeschränkungen werden bei der anfänglichen Planung nicht ausreichend berücksichtigt, was zu teuren Änderungen während oder nach der Installation führt.

Herkömmliche Installationen von Industrierobotern erfordern umfangreiche Sicherheitsumzäunungen, die den Platzbedarf des Systems erheblich über die physischen Abmessungen des Roboters hinaus erweitern. Unternehmen stellen bei der Installation oft fest, dass die verfügbare Bodenfläche nicht ausreicht, um sowohl die Palettierzelle als auch die erforderlichen Sicherheitsbarrieren unterzubringen. Dies macht es erforderlich, entweder andere Anlagen zu verlagern, die Palettenpositionen zu reduzieren (was die Systemkapazität einschränkt) oder kostspielige alternative Sicherheitsmaßnahmen zu implementieren.

Moderne Sicherheitssysteme mit Laserscannern und Sicherheitssensoren schaffen virtuelle Sicherheitszonen, die kompaktere Anlagen ermöglichen. Diese Systeme ermöglichen dem Bediener den Zugriff auf bestimmte Bereiche (z. B. fertige Palettenpositionen), während der Roboter in anderen Zonen weiterarbeitet, wodurch die Betriebszeit maximiert und gleichzeitig die Sicherheit gewährleistet wird. Zweizonen-Systeme können die Stillstandszeit um bis zu 40 % reduzieren, verglichen mit herkömmlichen Umzäunungen, die alle Roboterbewegungen stoppen, wenn sie betreten werden.

Kompaktes Design ist nicht nur aus Sicherheitsgründen wichtig. Der Platz auf dem Boden ist von großem Wert, und wenn große Flächen für die Palettierung verwendet werden, verringert sich die Flexibilität für künftige Neukonfigurationen der Linie. Effiziente Palettierlösungen zeigen, wie moderne Systeme hohe Leistung bei minimalem Platzbedarf bieten können.

Beider Installationsplanung müssen der Zugang für Gabelstapler zum Palettenwechsel, der Wartungszugang zu allen Anlagenseiten und ein angemessener Freiraum für die Produktzufuhr und -ausgabe berücksichtigt werden. Wenn diese Zugangsbeschränkungen erst nach der Installation der Geräte entdeckt werden, sind kostspielige Umzüge oder betriebliche Kompromisse erforderlich.

Fehler 9: Unterschätzung von Einsatzzeit und Ressourcen

Viele Palettierprojekte leiden unter unrealistischen Zeitplänen, die nicht den gesamten Umfang der Installation, Inbetriebnahme und Bedienerschulung berücksichtigen.

DieStandortvorbereitung dauert oft länger als erwartet. Die elektrische Infrastruktur muss installiert, Druckluftleitungen verlegt (falls erforderlich), Bodenbefestigungspunkte vorbereitet und Netzwerkanschlüsse hergestellt werden. Wenn eine dieser Versorgungseinrichtungen am Installationsort nicht ohne weiteres verfügbar ist, können die Vorlaufzeiten für Elektrounternehmen oder Änderungen an der Einrichtung das Projekt um Wochen verlängern.

DieKomplexität der Inbetriebnahme ist je nach Systemdesign sehr unterschiedlich. Bei Systemen, die eine benutzerdefinierte EOAT oder eine komplexe Integration mit vorhandenen Geräten erfordern, kann die Fehlersuche und Optimierung Wochen dauern. Schlechte Eingangsqualität - z. B.Kartons mit Abmessungen außerhalb der spezifizierten Toleranzen, inkonsistente Kartonklappenfaltung oder Abweichungen in der Palettenhöhe - verlängert die Inbetriebnahmezeit erheblich, da die Ingenieure unerwartete Probleme beheben müssen.

Fürdie Schulung des Bedienpersonals sollte ausreichend Zeit eingeplant werden. Moderne Systeme mit intuitiven Schnittstellen erfordern zwar weniger Schulung als herkömmliche Industrieroboter, aber die Bediener benötigen dennoch eine praktische Einweisung, die Palettenwechsel, Musteranpassungen, grundlegende Fehlerbehebung und Sicherheitsverfahren umfasst. Eine übereilte Schulung führt zu Unsicherheit bei den Bedienern, vermehrten Supportanfragen und einem langsameren Produktionshochlauf.

Rationalisierte Palettierlösungen ermöglichen eine Installation in weniger als 24 Stunden und minimieren die Komplexität der Programmierung, aber ein erfolgreicher Einsatz erfordert immer noch eine ordnungsgemäße Planung, Standortvorbereitung und Einarbeitung der Bediener, um einen schnellen ROI zu erzielen.

Schlussfolgerung: Strategische Planung führt zum Erfolg bei der Palettierung

Eine erfolgreiche Palettierautomatisierung erfordert eine systematische Planung, die technische, betriebliche und organisatorische Faktoren berücksichtigt. Durch die Vermeidung dieser häufigen Fehler - unzureichendes Scoping, falsche Roboterauswahl, ungeeignete EOAT, falsch kalkulierte Spezifikationen, schlechte Integrationsplanung, unflexible Umrüstprozesse, unzureichende Sicherheitsüberlegungen und unrealistische Erwartungen an die Bereitstellung - positionieren Sie Ihr Projekt für eine schnelle Rendite und langfristigen Erfolg.

Moderne schlüsselfertige Lösungen kombinieren bewährte Hardware, intuitive Software und umfassenden Support, um die Implementierungsrisiken zu minimieren. Markenunabhängige Ansätze, die Roboter von YASKAWA, Universal Robots, FANUC und anderen führenden Herstellern unterstützen, stellen sicher, dass Sie die optimale Konfiguration für Ihre spezifischen Anforderungen spezifizieren können, während die Systemintegration und die Einfachheit der Bedienung erhalten bleiben.

Unabhängig davon, ob Sie Ihren ersten Palettierprozess automatisieren oder eine bestehende Automatisierung erweitern möchten, verwandelt eine gründliche Planung, die sich an den besten Praktiken der Branche orientiert, die Palettierung von einem potenziellen Problem in einen strategischen Wettbewerbsvorteil. Setzen Sie sich mit unseren Automatisierungsexperten in Verbindung, um Ihre spezifischen Palettierungsanforderungen zu besprechen und eine Lösung zu entwickeln, die gängige Fallstricke vermeidet und gleichzeitig messbare Produktivitätssteigerungen, Arbeitskostensenkungen und eine verbesserte Sicherheit am Arbeitsplatz ermöglicht.

Quellen und weiterführende Literatur!