Neue Ablagelinie nach dem Vorbild des Kartonpackers

Da große Einzelhändler zu Kunden wurden und der Vertrieb 17 Bundesstaaten erreichte, musste Fiesta Pacific einfach die Kapazität erhöhen. Sie begannen mit dem Kartonierer und arbeiteten sich dann zurück.

Im Jahr 1980 gründete Manuel Marruenda ein Heimunternehmen in San Diego, das Horchata, Jamaica und Tamarindo herstellte und vertrieb, drei Getränke, die häufig in mexikanischen Restaurants zu finden sind. Das Unternehmen beliefert mittlerweile mehr als 3.000 Restaurants mit Fiesta-Getränkespendern und Bag-in-Box-Konzentraten, die in diesen Spendern verwendet werden, und verkauft es außerdem an Einzelhändler und Lebensmittelgeschäfte.

In der seit 2006 von Fiesta Pacific genutzten Produktionsstätte werden jetzt auch ethnische Getränkekonzentrate hergestellt, die in 16-Unzen-PET- und 64-Unzen-HDPE-Behältern verkauft werden. Das Wachstum dieses Unternehmens – das seit der Einführung großer Einzelhändler wie Walmart in ihren Filialen rasant verläuft – wird von Manuels Sohn Manny Marruenda, dem heutigen Präsidenten des Unternehmens, geleitet. Da der Vertrieb inzwischen 16 Bundesstaaten erreicht, ist es kein Wunder, dass im vergangenen Januar eine neue Verpackungslinie in Produktion ging. Auf der Linie werden sowohl 16-Unzen-PET- als auch 64-Unzen-HDPE-Flaschen abgefüllt.

Russell Stone von RLS Mechanical Services, Ivoryton, Conn., ein wichtiger Anbieter von Design- und Engineering-Beratungsdiensten, sagte, die Linie sei von der Kartonverpackungsmaschine aus aufgebaut worden, so Stone Der Sammelpacker ist ein 991 Unipack 2.0 von Standard-Knapp. „Der Kartonpacker war wirklich maßgeblich daran beteiligt, die Linie möglich zu machen“, sagt Stone. „Angesichts der Geschwindigkeiten, mit denen es läuft, hat es eine sehr kompakte Stellfläche. Das wären 150 Flaschen pro Minute bei den 64-Unzen-Flaschen und 200 pro Minute bei den 16-Unzen-Flaschen.“

Standard Knapp ist bekannt für seine Hochgeschwindigkeits-Abwurfpacker mit Soft-Catch-Funktion, die für Kisten mit oder ohne Trennwände verwendet werden. Aber diese Maschine bei Fiesta Pacific ist eines der ersten Pick-and-Place-Systeme des Unternehmens im Portalstil, bei dem die Kommissioniervorrichtung senkrecht zur Förderrichtung der Flaschen bewegt wird. Durch diesen Ansatz vergrößert sich die Stellfläche der Maschine erheblich kleiner, sagt Mario Mazzotta, Vizepräsident für Vertrieb und Marketing bei Standard-Knapp.

„Unser Basis-Kartonpacker 9395 Versatron ist ungefähr 22,5 x 5,5 Fuß oder 125 Quadratfuß groß“, sagt Mazzotta. „Der Unipack 2.0, der bei Fiesta Pacific läuft, ist 15 x 5 Fuß oder etwa 75 Quadratfuß groß. Man kann also mit Recht sagen, dass dies eine Reduzierung des Fußabdrucks um etwa 40 % bedeutet.“ Mazzotta weist außerdem darauf hin, dass es bei Bedarf möglich ist, zusätzliche Packkopfbaugruppen hinzuzufügen, um den Durchsatz zu erhöhen. Hier sind 16-Unzen-PET-Flaschen abgebildet, die zur Ladestation des Sammelpackers transportiert werden.

Bemerkenswert am Unipack 2.0 ist seine werkzeuglose Wechselfunktion, einschließlich selbstspeichernder Wechselregale, die das gerade nicht verwendete Kommissionierwerkzeug aufnehmen. Um zu einer neuen Flaschengröße zu wechseln, drückt der Bediener eine Taste am Rockwell HMI und der servoangetriebene Pick-Kopf bewegt sich automatisch zu einem Docking-Rack, wo das aktuell verwendete Pick-Tool abgelegt werden kann. Anschließend entfernt der Bediener ein paar Sicherungsstifte, trennt einige Luftschläuche und schiebt das Werkzeug in sein Docking-Rack. Der Aufnahmekopf bewegt sich dann zum Andockgestell des Werkzeugs, das für die neue Flaschengröße benötigt wird, und der Bediener schließt die Luftschläuche und Sicherungsstifte für dieses Werkzeug an. Damit ist die Maschine bereit für die neue Flaschengröße.

Sobald die Kapazität des Sammelpackers feststand, verlagerten Stone und Marruenda ihren Fokus Maschine für Maschine stromaufwärts. Ganz am Anfang der Linie steht ein Flaschenentwirrer Modell NEHCPCL-60 mit integriertem Ionisierungsluftspüler von New England Machinery. Ein Bediener entleert große Säcke mit Flaschen manuell in den Entzerrer, der sich auch durch seine geringe Stellfläche auszeichnet. Marruenda gefällt auch, wie einfach der Wechsel von einer Flaschengröße zur anderen ist. Der Monoblock-Füller/Verschließer verarbeitet 16-Unzen-Flaschen mit 200/Minute und 64-Unzen-Flaschen mit 150/Minute.

„Es umfasst drei Bereiche, von denen der erste der große Entmischungsschüsselbereich ist“, sagt Marruenda. „Sechs Acrylteile müssen ausgetauscht werden, es sind keine Werkzeuge erforderlich. Dann gibt es eine Innenform, die durch zwei Flügelschrauben in Position gehalten wird. Auch hier sind keine Werkzeuge erforderlich. Und schließlich werden zwei Schrauben an einer Acrylschiene justiert, die die Flaschen aufrecht hält. Bei allen anderen Einstellungen handelt es sich um Messuhren sowie um eine Einstellung des Lichtschrankensensors. Insgesamt dauert der Wechsel etwa 15 bis 20 Minuten.“

Als es um die Auswahl eines Füllers ging, war eines klar: Es war an der Zeit, vom Inline-Abfüllansatz, auf den sich Fiesta Pacific immer verlassen hatte, abzuweichen und auf einen Rotationsfüller umzusteigen. „Mit der Ausrüstung, die wir hatten, hatten wir das Glück, 12 Flaschen pro Minute in 64-Unzen-Flaschen zu füllen“, sagt Marruenda. „Besonders bei der Horchata, die eine mäßig viskose Qualität hat.“

Auch die Entscheidung für einen Monoblock-Füller/Verschließer markierte eine Abkehr von früheren Praktiken. Wieder einmal war dies zum Teil auf die Notwendigkeit zurückzuführen, Dinge auf relativ kleinem Raum unterzubringen. Nach Prüfung mehrerer namhafter Lieferanten entschied sich Marruenda und Stone für die Maschine, die sich für ein kontinuierlich arbeitendes Monoblockmodell FSFM-246 von Filler Specialties entschied. Dieser 24-Ventil-Füller verfügt über einen rotierenden Pick-and-Place-Verschließer mit sechs Köpfen für hocheffizientes Verschließen und ist in der Lage, Geschwindigkeiten von bis zu 145 Flaschen/Minute bei der 16-Unzen-Größe zu bewältigen.

„Sauberkeit spielte bei der Kaufentscheidung eine große Rolle, und Filler Specialties hat eine lange Geschichte in der Herstellung hygienischer Monoblock-Füller und Verschließer“, sagt Stone. Wichtig war auch die Füllgenauigkeit. „Dieser Durchflussmesser-Füller“, sagt Marruenda, „liefert täglich Genauigkeiten von plus oder minus 0,05 %.“ Das hat zu enormen Einsparungen geführt, was wie das Tüpfelchen auf dem i ist.“

Die Flaschen erreichen die Füllerzuführung in einer einzigen Reihe und werden durch eine Förderschnecke transportiert, die sie an eine Sternradzuführung weitergibt. Die Flaschen werden mithilfe von magnetischen Durchflussmessern befüllt und dann per Sternrad in den Chuck-Verschließer transportiert, wo die spritzgegossenen Polypropylen-Gewindeverschlüsse angebracht werden.

Das nächste ausgewählte Gerät war ein druckempfindlicher Etikettierer der Serie SL von PE Labellers, einem ProMach-Unternehmen. Das vollumwickelte Papieretikett von DG Print Works, Inc. wird im Flexodruck in vier Farben plus einer Sonderfarbe gedruckt. Kurz bevor sie in den Etikettierer gelangen, wird den Flaschen mit einem Tintenstrahldrucker der MK-G-Serie von Keyence ein Datumscode auf die Schulter gedruckt. Keyence beschreibt seinen Drucker als den „weltweit ersten Tintenstrahldrucker mit Selbstdiagnose, der auf Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit ausgelegt ist“.

Die gefüllten, verschlossenen und etikettierten Flaschen sind nun bereit für die Kartonverpackung. Doch zunächst durchlaufen sie ein Inspektionssystem von Tensor ID. Es verfügt über zwei Visionscape GigE-Kameras von Omron Microscan, die zusammen mit einer Hintergrundbeleuchtung von Spectrum Illumination am Förderband montiert sind. Ein Laser-Fotosensor von Banner Engineering sendet ein Auslösesignal an die Kamera, wenn eine Flasche an den Kameras und der Hintergrundbeleuchtung vorbeiläuft. Bei jedem Auslösesignal erfassen die Kameras ein digitales Bild jeder Flasche. Eine vorprogrammierte Software prüft das Vorhandensein der Kappe und stellt sicher, dass jede Kappe vollständig und korrekt aufgeschraubt ist. Wenn einer Flasche ein Verschluss fehlt oder sie einen schiefen Verschluss hat, wird ein diskreter Ausgang an die Rockwell Micrologix-SPS des Inspektionssystems gesendet, damit solche Flaschen verfolgt und aussortiert werden können. Erwähnenswert ist, dass ein ähnliches optisches Inspektionssystem vorgeschaltet wurde, um sicherzustellen, dass auch fehlerhafte Flaschen aus der Linie aussortiert werden, bevor sie in die Nähe des Füllers gelangen.

„Diese Art von Inspektionssystemen ist bahnbrechend“, sagt Marruenda. „Es ist einfach nicht die Art von Dingen, die man mit dem menschlichen Auge untersuchen kann, egal wie viele Leute man mit der Aufgabe beauftragt. Und indem wir verhindern, dass eine verformte Flasche, sagen wir eine verbeulte Flasche, in den Füller gelangt, verhindern wir, dass die Flasche überfüllt wird, was wiederum zu allen möglichen Wartungsproblemen führt. Optimiert wurde auch der Übergang der Flasche von der Förderschnecke zum Sternrad, denn wenn eine Flasche verformt ist, kommt es an der Übergabestelle zu einem Stau.“ Vollumschlag-Haftetiketten werden angebracht, kurz bevor die Flaschen den Sammelpacker erreichen.

„Vielleicht sogar noch wichtiger“, sagt Stone, „ist die Überprüfung auf fehlende oder verdrehte Verschlüsse.“ Denken Sie an eine gespannte Mütze. Wenn die Flasche eine Plattform auf dem Etikettierer erreicht, hat sie nicht die genaue Höhe, was zu Staus auf dem Etikettierer führen kann. Oder denken Sie an eine Flasche, der ein Verschluss fehlt. Es wird wahrscheinlich trotzdem den Etikettierer passieren und zusammen mit allen anderen Flaschen beim Kartonierer ankommen. Das Aufnahmewerkzeug am Sammelpacker ist jedoch vakuumbetätigt, was bedeutet, dass das Risiko besteht, dass Produkt aus einer Flasche in das Vakuumsystem des Sammelpackers gesaugt wird. Dies führt zu Wartungsproblemen, die das Zerlegen und Reinigen von Dingen umfassen. Diese Inspektionssysteme sind also eine große Hilfe bei der Vermeidung unnötiger Ausfallzeiten.“

An diesem Punkt werden die Flaschen in einer einzigen Reihe dem intermittierend arbeitenden Standard-Knapp-Kartonpacker zugeführt. Direkt davor steht ein Kartonaufrichter CE25-ST von Pearson Packaging. Mit der vertikalen Kartonpräsentation und der kompakten Stellfläche passt der Kartonaufrichter gut, bemerkt Marruenda. Zum Verschließen der Gehäuseböden wird Klebeband verwendet.

Die Kartons werden jeweils zu zweit in die Ladestation befördert. Für die 16-Unzen-Flaschen verteilt ein Bahnenteiler die ankommenden Flaschen auf drei Bahnen, sodass die Vakuumgreiferköpfe des am Portal montierten Pick-and-Place-Werkzeugs jeweils 24 der 16-Unzen-Flaschen aufnehmen und zum Lager befördern können Ladestation. Dort fährt das Pick-and-Place-Werkzeug durch ein Gitter und gibt vorsichtig 12 Flaschen pro Karton ab. Bei der 64-Unzen-Größe werden bei jedem Zyklus 12 Flaschen angehoben, was einem Format von sechs Flaschen pro Karton entspricht.

Gefüllte Kartons werden neben einem Standard Knapp 199 Kartonbandverschließer transportiert. Die Maschine mit kontinuierlicher Bewegung verwendet einen pneumatischen Einleger für die nachlaufenden Klappen, um ein präzises Timing und eine gleichmäßige Bandanbringung zu gewährleisten. Laut Mazzotta von Standard Knapp war das Taping-System eher ein nachträglicher Einfall.

„Als Russ und Manny in unserer Einrichtung waren, um den Kartonverpacker abzuzeichnen, erwähnte ich ihnen, dass wir auch einen Kartonverschließer herstellen, der entweder Kleber oder Klebeband verwendet“, sagt Mazzotta. „Wir gingen zu einem, das wir auf dem Boden hatten, und ließen es ein paar Mal laufen, und Manny bat mich ziemlich schnell, ihn am Gerät zu zitieren. Er hat innerhalb weniger Wochen eine Bestellung aufgegeben.“

Beim Verlassen der Kartonverjüngung passieren die Kartons ein Tintenstrahlsystem von Matthews Marking Systems, das auf jedem Wellpappenkarton Mindesthaltbarkeitsinformationen und einen Chargencode anbringt.

Die Linie ist nun seit Januar in der kommerziellen Produktion. Laut Stone lief es am Ende des dritten Tages mit einer Effizienz von etwa 70 % und innerhalb von zwei Monaten waren es etwa 90 %. Es ist unnötig zu erwähnen, dass es dadurch viel einfacher geworden ist, mit der wachsenden Nachfrage Schritt zu halten. Marruenda sagt: „Der Wechsel zu dieser neuen Linie war wie der Wechsel von einem Volkswagen zu einem Ferrari.“