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Das Entpalettieren von Säcken erfolgt jetzt dank AZO automatisch

AZO automatisiert das Entladen von Säcken mit Siemens AI Bin Picking für mehr Effizienz, weniger Fehler und einen weiteren Schritt Richtung Fabrik der Zukunft.

Säcke mit bis zu 25 Kilogramm Gewicht manuell in Anlagen zu entleeren, ist für Bedienende körperlich stark belastend. AZO NV entwickelte deshalb für einen Babynahrungshersteller eine automatisierte Lösung: Ein Roboter übernimmt die Entnahme von der Palette, eine nachgelagerte Maschine öffnet die Säcke unter hygienischen Bedingungen. Basis dafür ist eine KI-gestützte Bildverarbeitung von Siemens.

Hygiene steht bei Babynahrung an erster Stelle

Hersteller von Babynahrung produzieren vielfältige Milchpulvervarianten mit unterschiedlichen Vitamin- und Mineralstoffzusammensetzungen für verschiedene Altersgruppen. Gleichzeitig müssen sie zahlreiche Allergien berücksichtigen. Entsprechend selten kommen große Silos zum Einsatz. Stattdessen wird in kleinen Chargen produziert, und die Rohstoffe werden überwiegend in Säcken angeliefert.

Hinzu kommen sehr hohe Hygieneanforderungen. Das stellt die Automatisierung vor besondere Herausforderungen: Säcke sind schwer, unregelmäßig geformt und anfällig für Beschädigungen. „Ein Kunde hat uns gebeten, eine Maschine zu entwickeln, die Säcke hygienisch öffnet“, erklärt Corné Daane, Sales Branch Manager Vital bei AZO NV.

“Das ist uns gelungen: Die Anlage kommt mit wenigen beweglichen Teilen aus, ist leicht zu reinigen und vollständig gekapselt. Dadurch bleibt die Umgebung staubfrei und wir haben praktisch keinen Produktverlust. Das beim Aufschneiden freigesetzte Pulver saugen wir hygienisch ab, sodass es weiterverwendet werden kann. Anschließend zieht eine Schneckendruckvorrichtung den Beutel sauber wieder aus der Maschine.“

AZO - hygiene first

Automatisiertes Entpalletieren

„Die Säcke kommen auf Paletten an. Ursprünglich sollten die Produktionslinien manuell beschickt werden. Mitarbeitende mussten die bis zu 25 Kilogramm schweren Säcke einzeln von der Palette nehmen und in die Anlage einlegen. Das ist körperlich belastend und fehleranfällig. Zudem können Säcke leicht beschädigt werden, was das Risiko für Verluste und Unfälle erhöht. Auch aus hygienischer Sicht ist die manuelle Handhabung nicht ideal. Deshalb haben wir nach einer Lösung gesucht, um auch diesen Prozessschritt zu automatisieren.“

Das erwies sich als anspruchsvoll. „Da es sich um kleine Chargen handelt, befinden sich auf einer Palette oft unterschiedliche Sacktypen und Größen“, erklärt Nick Heuten, Manager Automation bei AZO NV. „Zudem sind sie unsortiert gestapelt. Um sie mit einem Roboter zu entpalettieren, müsste man jede mögliche Variante und Lage in einem CAD-Modell definieren. Das ist in der Praxis nicht umsetzbar. Deshalb haben wir nach einer Lösung auf Basis künstlicher Intelligenz gesucht. Zwar gibt es zahlreiche Start-ups mit interessanten Ansätzen, doch für uns bei AZO standen industrielle Skalierbarkeit und geprüfte Qualität im Fokus. Die Wahl fiel auf Siemens, mit denen wir seit vielen Jahren eng zusammenarbeiten.“

AZO - Jeroen Pieters

About AZO

AZO ist ein deutsches Familienunternehmen und spezialisiert auf die Automatisierung von Schüttgutprozessen: vom Wareneingang über Lagerung und Transport bis zu Dosierung, Mischen und Abfüllen. Das Unternehmen ist in mehreren Branchen tätig, darunter Batterien, Kunststoffe, Lebensmittel und Pharma. Weltweit beschäftigt AZO rund 1.200 Mitarbeitende, davon etwa 140 in der belgischen Tochtergesellschaft.

Unsere Bin-Picking-Technologie hat sich bei größeren Sackgütern sofort bewährt.
Jeroen Pieters, Account Manager, Siemens

„Mit SIMATIC Robot Pick AI verfügen wir bereits über langjährige Erfahrung in der KI-basierten Bildverarbeitung“, ergänzt Jeroen Pieters, Account Manager bei Siemens. „Bislang haben wir die Technologie vor allem für das Bin Picking eingesetzt, also für das Greifen kleiner, unregelmäßig geformter Teile aus Behältern. Gemeinsam mit Nick bin ich in unser Werk in Deutschland gefahren, wo wir die Technologie selbst in der Produktion unserer SIMATIC S120 Antriebe einsetzen, die übrigens auch in dieser Anlage verbaut sind. Für einen Test haben wir die Produktion kurz angehalten und einige Säcke ausprobiert. Die Ergebnisse waren sofort vielversprechend.“

Der Anspruch: 100 % zuverlässig erkennen und greifen

„Säcke zuverlässig zu greifen, ist für einen Roboter eine echte Herausforderung, vor allem wenn sie unregelmäßig auf der Palette liegen“, so Nick. „Und genau das ist in der Praxis fast immer der Fall. Selbst bei automatischer Palettierung verschiebt sich Material. Säcke können geknickt sein oder übereinanderliegen, es kann hochstehende Laschen geben. Oder Falten hindern den Roboter daran, einen Unterdruck aufzubauen, und so weiter. Als Mensch sieht man sofort, wenn etwas nicht richtig liegt. Für einen Roboter ist das viel schwieriger.“

AZO - Nick Heuten
„Menschen erkennen sofort, welcher Sack sich am besten greifen lässt. Für einen Roboter ist das deutlich schwieriger.“
Nick Heuten, Automation Manager, AZO

"Schon kurz nach dem Start erreichten wir eine Erfolgsquote von 80 %. Ein wichtiger Schritt – doch unser Ziel ist eindeutig: Jeder Greifvorgang muss sitzen. Aktuell liegen wir bei 95 %. Das System dokumentiert jeden einzelnen Versuch und erkennt, welche Vorgänge erfolgreich waren und welche nicht. Diese Daten stellen wir Siemens in regelmäßigen Abständen zur Verfügung, damit der Algorithmus kontinuierlich optimiert werden kann. Gleichzeitig bleibt alles lokal: Der Algorithmus läuft ganz ohne Cloud-Verbindung direkt auf einer SIMATIC BX‑59A."

Modular aufgebaut, flexibel kombiniert

„Ein wesentlicher Vorteil der Siemens-Technologie ist ihre modulare Architektur“, so Nick. „SIMATIC Robot Pick AI übernimmt das präzise Greifen der Säcke. Darauf aufbauend setzen wir unsere eigene KI-Lösung ein: LOB Vision. LOB steht für Logistics Operations Bot und bestimmt die exakte Positionierung der Säcke vor der Schneidmaschine. Auch diese Software läuft auf der BX-59A. So können wir dieses Know-how gezielt im eigenen Haus halten.“

„Die Ansteuerung des Roboters erfolgt über die SIMATIC Robot Library. „Dabei handelt es sich um eine Softwarebibliothek, mit der wir den Roboter direkt über die SPS steuern können. Dadurch müssen wir keine spezifische Robotersprache erlernen. Das ist ein großer Vorteil. Aufgrund strenger Hygieneanforderungen setzen wir derzeit einen hermetisch gekapselten Roboter von Stäubli ein. Wenn ein anderer Kunde beispielsweise Sandsäcke verarbeiten möchte, können wir ohne großen Anpassungsaufwand einen anderen Robotertyp integrieren.“

AZO - Modular structure

Ein klarer Wettbewerbsvorteil

„Mit dieser Anlage haben wir uns einen klaren Wettbewerbsvorteil erarbeitet – und das vollständig auf Basis westeuropäischer Technologie“, resümiert Corné. „Projekte wie dieses ermöglichen es uns, unsere Produktion hier vor Ort zu halten. Denn immer weniger Mitarbeitende sind bereit, diese körperlich anstrengende Arbeit zu übernehmen. Unsere Kunden profitieren von einem hygienischen und vollständig rückverfolgbaren Prozess. Gleichzeitig arbeitet die Anlage sehr energieeffizient: Bremsenergie wird im Gleichstrom-Zwischenkreis zurückgewonnen und direkt wieder genutzt. Wenn ein Motor abbremst und ein anderer gleichzeitig startet, verwendet dieser die freiwerdende Energie. Gerade in Systemen mit vielen Start- und Stoppvorgängen ergibt sich daraus ein erhebliches Einsparpotenzial.“

AZO - Corné Daane
Mit Projekte wie diesem können wir unsere Produktion in Westeuropa halten.
Corné Daane, Sales Branch Manager Vital, AZO NV

Die wichtigsten Vorteile auf einen Blick

  • verbesserte Ergonomie für Bedienende
  • Rückgewinnung von Bremsenergie über die Servoantriebe
  • 100% hygienische Verarbeitung
  • praktisch kein Produktverlust
  • vollständige Rückverfolgbarkeit

„Das wäre ohne die enge Zusammenarbeit mit Siemens nicht möglich gewesen – sowohl mit dem belgischen Team als auch mit der deutschen Zentrale. Unsere deutschen Kolleginnen und Kollegen sind inzwischen sehr gespannt darauf zu sehen, was wir hier erreicht haben. Es ist schön zu sehen, dass wir uns damit einen Vorsprung sichern können.“