Neue Robotertechniken bereiten Roboter-Automatisierung den Weg ins Lager

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Eine konkrete Vorstellung von der nahen Intralogistik-Zukunft vermittelte Christoph Hahn-Woernle, geschäftsführender Gesellschafter der auf den Bau komplexer Hochregallager-Anlagen spezialisierten Viastore Systems GmbH in Stuttgart. Seine Vision: „Vor dem Hochregallager arbeiten statt Menschen Roboter. So wünschen wir uns das, denn diese Arbeit dort ist nicht angenehm. Sie ist nicht stressfrei und kann dennoch eintönig sein.“ Das sei automatisierbar, weil sich die Behältnisse in einem Hochregallager relativ gut greifen ließen.

Distributionszentren durch manuelle Schnittstellen verknüpft

Doch leider sei das Lagerwesen noch nicht so durchgängig automatisiert, wie dies sinnvoll wäre. Der durch die Bestellungen per Internet stark angewachsene Warenumschlag habe zum Ziel, mit möglichst wenig Ware und möglichst wenig Aufwand die höchstmögliche Lieferbereitschaft zu erreichen. Die Intralogistik sei daher eine Automatisierungsbranche, und angesichts des hohen Bedarfs würden weitere Automatisierungsschritte dringend erforderlich.

Die heutigen Distributionszentren bestünden zwar schon aus der Aneinanderreihung vieler automatischer Komponenten, doch seien diese noch durch manuelle Schnittstellen verknüpft. Diese systemisch bedingten Schnittstellen müsse man mit Robotern überbrücken, denn sie bergen eine Vielzahl von Risiken, wie etwa Fehlerquellen, körperliche Belastung, Gefahren für Leib und Leben sowie Bottlenecks.

Dynamik des Seilroboters
bietet hohen Nutzen

Als neue Technik für die Intralogistik stellte Valentin Schmidt vom Fraunhofer-IPA den Seilroboter vor. Schlüsselelemente in der Seilrobotik sind ein Rahmen, an dem modulare Seilwinden befestigt sind, und Seile, durch deren Längenänderung eine mobile Plattform positioniert werden kann. Das Funktionsprinzip ist nicht zuletzt durch „schwebende“ Fernsehkameras in Sportstadien bekannt. Für die Intralogistik von Nutzen ist die hohe Dynamik des Seilroboters, wie Schmidt erläuterte: „Die geringe Eigenmasse ist ein sehr großer Vorteil.“

Zudem sei dieser Robotertyp auf beliebige Kraft in den Seilwinden auszulegen und unabhängig vom Arbeitsraum. Anwendungen sehe er in der Inspektion von Hochregallagern, der Kommissionierung, im Warenfluss durch Palettieren und Depalettieren sowie der Handhabung von Großbauteilen, denn eine Nutzlast von mehreren Tonnen sei machbar.

Gemischte Paletten von Roboterhand zusammenstellen

Wie gemischte Paletten von Roboterhand zusammengestellt werden können, erklärte Thomas Conz, Teamleiter Spezialkomponenten bei Schunk Spann- und Greiftechnik in Lauffen. Entscheidend für das optimale Palettieren sei die Verfügbarkeit eines flexiblen Greiferbaukastens, der die richtigen Module für diverse Verpackungskombinationen enthält. „Die Vielseitigkeit von Hochleistungspalettierern ist relativ begrenzt“, gab Conz zu bedenken. Um deren niedrigen Standardisierungsgrad zu überwinden, habe Schunk einen standardisierten Leichtbaugreifer in drei Größen mit ausgeklügelter Fingersteuerung entwickelt. Sie sei weggesteuert, was der Objektvariabilität diene, kraftgesteuert zum feinfühligen und sicheren Greifen bei größeren Fügetoleranzen und Kollisionsschutz oder sie sei entkoppelt zwecks erweiterten Aktionsraums – und das alles mit adaptivem Antriebskonzept.

Automatisierte Zuführung erfordert
robuste und schnelle 3D-Sensorik

Als „Griff in die Kiste“ bezeichnet man im Produktionsablauf die Zuführung von Werkstücken nach ihrer Entnahme aus einem Vorratsbehälter. Welche innovativen automatisierten Zuführungssysteme entwickelt wurden, schilderte Felix Spenrath vom Fraunhofer-IPA. „Die wichtigsten Kenngrößen sind die Taktzeiten und die Verfügbarkeit“, betonte er. Zudem benötige man eine robuste und schnelle 3D-Sensorik zur Objektlageerkennung. Mit der Vision-Software für automatische Zuführsysteme könne auch die Greifpunktberechnung und Bahnplanung sowie die Simulation des Entnahmevorgangs zur Kollisionsvermeidung erfolgen. Durch flexible Schnittstellen seien solche Zuführsysteme kompatibel zu allen gängigen Robotertypen und Sensorsystemen.

Container roboterbasiert entladen

Mit der roboterbasierten Entladung von Containern befasste sich Wolfgang Echelmeyer von der ESB Business School an der Hochschule Reutlingen, wobei er insbesondere auf neue Ansätze in der Kinematik-entwicklung einging. Dafür, dass sich die automatisierte Containerentladung noch nicht auf breiter Front durchgesetzt hat, machte er wirtschaftliche Aspekte verantwortlich: „Die Wertschöpfung in diesen logistischen Prozessen ist nicht so groß.“

Um hier voranzukommen, bestehe die Notwendigkeit kognitiver Ansätze in der Robotiklogistik. Durch das Lernen aus zurückliegenden Erfahrungen müssten die Roboter in der Lage sein, ihre Aufgaben auch in unstrukturierten Umgebungen ohne menschliche Hilfe zu erfüllen – etwa Pakete von Säcken oder Reifen beim Entladen zu unterscheiden und entsprechend zu behandeln.

Die Planung von Robotersystemen in der Intralogistik beleuchtete Kay Wöltje vom Fraunhofer-IPA. Zu den Anforderungen an die Entwicklung von Automatisierungslösungen für logistische Anwendungen sagte er: „Wir müssen sehr oft die Umgebung erfassen, wir müssen Gegenstände greifen, vereinzeln, transportieren und das Ganze muss möglichst prozesssicher sein.“ Zu den Tools und Techniken der Planung zählte er Machbarkeitsstudien und Vorversuche für kritische Teilsysteme. Zudem würden Kinematik- und Materialflusssimulationen für maximale Planungssicherheit sorgen.

Stapler bewegen sich auf vorgegebenen Fahrkursen

Über den aktuellen Stand der Transportautomatisierung am Beispiel von Serienflurförderzeugen informierte Gérard Lacher, Leiter Intralogistiksysteme bei der Still GmbH in Hamburg. Zu den Herausforderungen des Marktes meinte er: „Logistiker erhalten immer kürzere Vertragslaufzeiten, vorhandene Lager sind sehr individuell, auch alte Lagerstrukturen müssen bedient werden und für all das fordern Kunden automatisierte Lösungen.“

Still habe daher jede Transportaufgabe perfekt automatisiert und biete entsprechende Schmalgang- und Schubmaststapler für regalbezogene Transporte sowie Hochhubwagen und Schlepper für Horizontaltransporte. Die Stapler bewegten sich auf vorgegebenen Fahrkursen, wobei die Navigation über verschiedene Techniken– zum Beispiel Laser- oder Magnetnavigation – erfolge. Der zur Lasterkennung eingesetzte Palettenfinder ermögliche die Aufnahme unterschiedlicher Paletten wie auch das Nachkorrigieren unsauber platzierter Paletten.

Sehende und fühlende Roboter
sollen die Intralogistik optimieren

Die neuesten Entwicklungen im Roboter-Aufgabenbereich PPP (Picken, Packen, Palettieren) beschrieb Thilo Schmeling von Fanuc Robotics Deutschland, Neuhausen. Innovative Industrieapplikationen sieht er auch im Consumer-Bereich, wobei für ihn die Einstellung zur Robotertechnik eine maßgebliche Rolle spielt: „Akzeptanz begünstigt die Entwicklung zukunftsweisender Roboterfeatures.“ Intralogistikprozesse wie das Verpacken empfindlicher Waren oder das Sortieren von Flaschen würden durch „sehende“ und „fühlende“ Roboter optimiert.

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