Portalroboter aus dem Baukasten

Die schnelle Entwicklung von Handhabungssystemen für spezifische Aufgaben ermöglicht ein Portalroboter-System im Baukastenprinzip. Arbeitsabläufe, die bisher nur von Menschen ausgeführt werden...

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Hermann Kemper GmbH & Co. KG - Hersteller für CNC Drehteile

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Die schnelle Entwicklung von Handhabungssystemen für spezifische Aufgaben ermöglicht ein Portalroboter-System im Baukastenprinzip. Arbeitsabläufe, die bisher nur von Menschen ausgeführt werden konnten, sind jetzt wirtschaftlich automatisierbar. Das trifft vor allem auf kleine Stückzahlen oder knifflige Sortier- und Palettierprozesse zu.Portalroboter sind seit langem in der Industrie im Einsatz und eigentlich nichts Besonderes mehr. Viele Sortier-, Kommissionier- und Palettieraufgaben mit geringem Umschlagvolumen oder spezifische Aufgaben werden jedoch heute noch von Hand ausgeführt, weil sich Automatisierungslösungen nicht gerechnet haben.Im Berliner Werk der Alois Dallmayr GmbH & Co KG fallen zum Beispiel derartige Arbeiten an. Zur Qualitätskontrolle werden von fünf verschiedenen Fertigungslinien, die der Verarbeitung unterschiedlicher Kaffeesorten dienen, regelmäßig Proben entnommen. Die Proben bestehen aus so genannten Trays mit je zwölf Kaffeepackungen. Trays sind halboffene Pappbehälter, wie man sie von Discountläden beispielsweise für Tetrapacks kennt.Bei der Qualitätskontrolle werden die Vakuum-Kaffeepackungen auf Dichtheit geprüft. Deswegen erfolgt eine 48-stündige Zwischenlagerung zwischen Entnahme und Prüfung, für welche die Mitarbeiter die entnommenen Trays bisher von Hand auf Paletten gestapelt haben. Weil die Proben aller Fertigungslinien über ein gemeinsames Förderband aus dem Fertigungsprozess ausgeschleust werden, mussten die Mitarbeiter gleichzeitig die Trays wieder nach den Kaffeesorten auf fünf zugeordneten Paletten sortenrein ablegen. Die Arbeit war körperlich schwer und Fehler bei der Handsortierung nicht auszuschließen.Deswegen hat sich Dallmayr entschlossen, einen speziell für den Palettierprozess konstruierten Portalroboter in Auftrag zu geben. Realisiert wurde das Projekt vom berlin-brandenburgischen Unternehmen We Mes Ma GmbH. Die erforderliche Taktzeit stellte keine hohen Anforderungen an das System, denn von jeder Linie wird automatisch lediglich alle drei Minuten eine Probe entnommen. So ergibt sich bei fünf Linien eine Taktzeit von 36 s.Knifflig wurde die Aufgabe durch den Sortierprozess vor dem Palettieren. Übliche Lösungen wie das Lesen von Beschriftungen, die Unterscheidung durch Form oder Farbe sowie das Aufbringen von Codierungen erwiesen sich als nicht realisierbar oder zu teuer. Schließlich entschieden sich die Konstrukteure für eine Nachverfolgungslösung. Im Fertigungsprozess kommt eine Rollenbahnsteuerung zum Einsatz, über die auch der Probenausschleusungsvorgang gesteuert wird. Die damit vorliegenden Daten über die Herkunft der Probe werden über eine Schnittstelle von der Rollenbahnsteuerung an die Steuerung des Portalroboters übergeben. Weil die Trays sequentiell dem Portalroboter zugeführt werden, ist das Zuordnungsproblem mit den erhaltenen Daten leicht zu lösen.Greifer verfügt über HöhenerkennungEine weitere Herausforderung stellte die Konstruktion des Greifers dar. Die Höhe der Kaffeepackungen variiert durch die recht instabilen Trays um ± 5 mm. Zum definierten Absetzen musste deshalb eine Höhenerkennung integriert werden. Für die Paletten besteht die Forderung, dass die Trays dicht gepackt sein müssen, um sie später sicher bewegen zu können. Die Greiferbacken hinterlassen jedoch zunächst eine kleine Lücke zwischen den Trays. Um diese zu beseitigen, wird nach dem Absetzen eine Klemmbacke hochgefahren und mit der zweiten durch Schieben die Lücke beseitigt. Um verschiedene Packschemata realisieren zu können, ist der Greifer mit einer Dreheinheit ausgerüstet. Die Belegung der Palettenplätze und die Packschemata können vom Bediener über ein benutzerfreundliches und übersichtliches Terminal programmiert werden. Dialogmenüs erleichtern die Programmierung und Überwachung des Roboters.Die Kosten halten sich aufgrund des flexiblen Star-R-Pack-Portalrobotersystem trotzdem in Grenzen. Es wurde speziell für Palettier-, Kommissionier- und Handhabungsaufgaben entwickelt und ist durch die Verwendung von Standardelementen an vielfältige Aufgaben anpassbar. Daraus ergeben sich als Einsatzbereiche die Palettierung von Säcken, Kartons, Trays und Werkstücken, die Beschickung von Produktionsmaschinen und die Werkstück- und Werkzeughandhabung in Fertigungsprozessen.Mit dem Roboterbaukasten wurden bereits einige industrielle Lösungen realisiert. Dazu gehören das Palettieren von verschiedenen Kartons und Behälter, das automatische Aufsetzen von Deckeln auf Kunststoffbehälter oder das dreidimensionale Bewegen von Düsen für das Plasmaschneiden.