Cobot-Palettierer Mit dem Motoman palettiert es sich flexibel und flott!

Autor / Redakteur: Stefan Westermann / Peter Königsreuther

Weil die Entwickler von Segbert auf einen MRK-fähigen Motoman-HC10 von Yaskawa setzen, können sich die Verpackungspraktiker jetzt freuen...

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Hier ist der neue Cobot-Palettierer CPA-10 von Segbert, der einen MRK-fähigen, hybriden Motoman-HC10 von Yaskawa integriert hat. Palettieren und Depalettieren gelingen damit auf zwei Paletten.
Hier ist der neue Cobot-Palettierer CPA-10 von Segbert, der einen MRK-fähigen, hybriden Motoman-HC10 von Yaskawa integriert hat. Palettieren und Depalettieren gelingen damit auf zwei Paletten.
(Bild: Segbert)

Genauer gesagt, reagiert Segbert jetzt mit seinem neuen Cobot-Palettierer CP-A10 auf aktuelle Marktanforderungen, die nach mehr Flexibilität am Ende der Verpackungslinie rufen. Das Herzstück dieser Eigenentwicklung ist ein MRK-fähiger (Mensch-Maschine-Kollaboration) Hybridroboter Motoman HC10 von Yaskawa.

Bei Segbert in Ahaus nahe der niederländischen Grenze dreht sich alles um das Handling von Papier und Pappe. Und damit um ein „ziemlich schwieriges Produkt“, wie Geschäftsführer Klaus Segbert zu den generellen Herausforderung in der Druck- und Verpackungsindustrie anmerkt.

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Die kompakte, verfahrbare End-of-Line-Anlage ist gefragt

Der Schwerpunkt von Segbert lag bisher auf großen Lagen-Palettierern, von denen weltweit über 300 vor allem in Druckereien und anderen Betrieben der grafischen Industrie zum Einsatz kommen. Doch hat man bei Segbert längst neue Kernmärkte im Blick, wie etwa die Kosmetik- und die Süßwarenindustrie. Diese Segmente haben naturgemäß ganz andere Anforderungen. Segbert dazu: „In vielen Supermärkten werden Produkte heute direkt von der Palette verkauft. Die Verpackungsformen sind entsprechend vielfältig bis hin zu runden und oben offenen Gebinden.“ Mit einem klassischen Lagen-Palettierer ließe sich das nicht darstellen. Gefragt seien vielmehr kompakte, flexible und einfach verfahrbare End-of-Line-Anlagen.

Welcher Roboter ist klein und dennoch fix und flexibel?

Vor diesem Hintergrund machte man sich auf die Suche nach passenden Komponenten. Schnell stand fest, dass Knickarmroboter dabei eine wichtige Rolle spielen würden. Doch standen Segbert nebst Kollegen vor einem generellen Problem, denn ein Cobot, der eine direkte MRK erlaubt, ist zwar flexibel und kompakt, erreicht aber nicht die gewünschten Geschwindigkeiten. Und ein klassischer Industrieroboter aber steht zwar für hohe Taktzahlen, benötigt aber durch die erforderlichen Schutzeinrichtungen mehr Platz und ist auch weniger universell, erklärt Segbert.

„Wir wollten auf jeden Fall mehr bieten! Nämlich volle Flexibilität bei voller Geschwindigkeit“, betont der Geschäftsführer. Für das neue Konzept war das letztlich entscheidend, denn damit will sich Segbert deutlich vom Wettbewerb abheben. Am Ende hat das Robotermodell Motoman HC10 von Yaskawa die Ahauser überzeugt.

Dieser Roboter reagiert von selbst auf Menschen

Diese Art hybrider Roboter steht für vollwertige Industrieroboter, die einerseits mit hoher Geschwindigkeit arbeiten können, sich aber bremsen, wenn ein Mensch

unmittelbar im Arbeitsraum auftaucht. Mit externen Sicherheitssensoren, wie etwa Laserscannern, lässt sich das erreichen. Im Industriemodus, also wenn kein Mensch gefährdet wird, agiert der Roboter mit Geschwindigkeiten bis 1 m/s. Der Hybridmodus, das heißt der Wechsel zwischen Kollaborations- und Industriemodus, maximiere dabei die Wirtschaftlichkeit bei minimaler Aufstellfläche. Besonders vorteilhaft ist das natürlich bei der Integration in Anlagen, bei denen Platzmangel herrscht und der Einsatz von Schutzzäunen kaum klappt.

Ein Roboter der 4. Kollaborationsart

Die geforderte Sicherheit im direkten Kontakt mit dem Bediener halte der Motoman HC10 durch sechs integrierte Momentensensoren aufrecht, die die Interaktion zwischen dem Roboter und seiner Umgebung flexibel machen. Sie überwachen dazu auftretende externe Kräfte, um die höchste Sicherheit während der direkten MRK zu bieten. Aus Sicht der deutschen und europäischen Sicherheitsnormen kann der Motoman HC10 als Roboter mit Leistungs- und Kraftbegrenzung in der 4. Kollaborationsart (gemäß der technischen Spezifikation ISO TS15066) eingesetzt werden.

Ein Palettier-Cobot-System mit verfahrbarem Schutzzaun

Damit war der Roboter für die Neuentwicklung des CPA-10 von Segbert prädestiniert. Die damit kompakt ausführbare Anlage kann sowohl dynamisch palettieren als auch depalettieren – und das auf zwei Paletten. Als semiautomatisches System läuft sie dabei normalerweise im schnellen Industriemodus. Wenn sich eine Person nähert, geht sie automatisch in den Kollaborationsmodus über.

In der aktuellen Version ist der CPA-10 für das Handling von Produkten wie Kartons, Boxen oder andere feste Gebinde ausgelegt, die mit einem MRK-Vakuumsauger gegriffen werden können. In der Ausführung ohne Schutzmaßnahmen respektive im rein kollaborativen Betrieb können damit 6 Produkte pro Minute palettiert oder depalettiert werden. Ausgerüstet mit einer Sicherheitseinrichtung, sind im Industriemodus sogar bis zu 11 Produkte möglich.

Als Alternative zu Laserscannern oder Trittmatten hat Segbert nicht zuletzt auch einen flexiblen, komplett mit der Anlage verfahrbaren Schutzzaun entwickelt.

Die maximale Nettotraglast liegt bei 9 kg. Der Roboter sitzt außerdem auf einer verfahrbaren höhenverstellbaren Konsole, die als 7. Achse in die Steuerung integriert ist. Der Manipulator hat eine Reichweite von maximal 1200 mm und ist damit für Europaletten optimiert. Die Bedienung der Anlage ist flexibel und intuitiv über das von Segbert entwickelte 3D-Lagenprogramm Robadmin-Basic beziehungsweise -Pro möglich. Mithilfe eines Algorithmus berechnet die Software dabei automatisch das ideale Lagenbild für den Roboter. Zusätzlich ist eine Produktmanagement-Software integriert.

Die Bedienung der Cobot-Anlage ist flexibel und intuitiv über das von Segbert entwickelte 3D-Lagenprogramm Robadmin-Basic respektive -Pro möglich. Hier ein Blick aufs Menü.
Die Bedienung der Cobot-Anlage ist flexibel und intuitiv über das von Segbert entwickelte 3D-Lagenprogramm Robadmin-Basic respektive -Pro möglich. Hier ein Blick aufs Menü.
(Bild: Segbert)

Gesteuert wird der Roboter über eine Hochleistungssteuerung des Typs Motoman YRC1000micro, die über offene Schnittstellen mit den Programmen und der Anlagensteuerung kommuniziert. Dieser recht kleine Controller mit einem Schrankvolumen von nur 30 l kommt dem Anwender bei Platzmangel auch entgegen. Ergonomisch und übersichtlich präsentiere sich das Programmierhandgerät der YRC1000micro-Steuerung, das mit nur 730 g das leichteste seiner Kategorie sei. Der Touchscreen ermöglicht neben der intuitiven Bedienung das einfache Bewegen und Scrollen des Cursors. Zusätzlich kann der Roboterarm direkt mit der Hand geführt und programmiert werden (Direct Teach, oder kurz DT).

Erste Praxiserfahrungen lassen aufhorchen

Im Januar 2021 wurden die ersten CPA-10-Prototypen ausgeliefert. Erste Kunden-Feedbacks haben gezeigt, dass der Einsatz eines MRK-fähigen Hybridroboters sinnvoll ist. „Etwa in der Hälfte der Betriebszeit nutzen die bisherigen Anwender die Anlage im Industriemodus und in der anderen Hälfte im MRK-Betrieb“, berichtet Segbert zu dien ersten, durchwegs positiven Stimmen aus der Praxis.

Doch auf diesem Erfolg ruhe sich Segbert natürlich nicht aus. Deshalb sind aktuell weitere MRK-fähige Werkzeuge, zum Beispiel ein Gabelgreifer für offene, nicht saugfähige Kartons, in Arbeit. Und auch eine neue Version CPA-20 mit einem größeren Motoman HC20-Roboter und doppelter Tragkraft ist bereits geplant. Damit werde das Erfolgsrezept auch für eine Vermarktung außerhalb Europas interessant, wo größere Paletten üblich sind.

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