Palettierung und Maschinenbeschickung via Roboter

Produzierenden Unternehmen eröffnen Roboter inzwischen deutlich mehr Möglichkeiten als nur Massenfertigung. Im Laufe der Geschichte der Robotik haben sich die Einsatzmöglichkeiten nämlich deutlich erweitert: So bieten Leichtbauroboter wie kollaborierende Roboter (Cobots) eine Vielzahl an Ansätzen für die Automatisierung von manuellen Produktionsschritten. Sie sind in einer breiten Auswahl verfügbar und lassen sich einfach in die Produktion integrieren. So bietet item Industrietechnik etwa Montageplatten für alle gängigen Cobot-Modelle an. Mit einem entsprechenden Sicherheitskonzept können Cobots im direkten Umfeld von Mitarbeitern eingesetzt werden. In einem kostenfreien Leitfaden von item erfahren Sie, auf welche Richtlinien und Robotik-Normen es ankommt. Einsatzgebiete mit anstrengenden und belastenden Aufgaben rücken beim Cobot-Einsatz besonders in den Fokus, da Mitarbeiter gezielt geschont werden können. In diesem Sinne zahlt Robotik auch auf die Ergonomie ein.

Ihre fortgeschrittene Technik ermöglicht es Leichtbaurobotern, inzwischen auch anspruchsvolle Aufgaben zu übernehmen – darunter etwa das exakte Schrauben und Schweißen in der Fertigung. Wenn in diesen Bereichen auf die Unterstützung eines Roboters verzichtet wird, führen Mitarbeiter in der Regel unergonomische Bewegungsabläufe aus. Beim Schweißen entstehen zudem spezielle Belastungen: Neben dem hohen Gewicht der Schutzausrüstung stellen auch die Dämpfe ein gesundheitliches Risiko dar. Als Einstieg in die Welt der Robotik-Anwendungen bieten sich jeodch zunächst meist die Palettierung und Maschinenbeschickung durch Roboter an. Wenn Sie einen Überblick über typische Aufgaben von Leichtbaurobotern und ihre weiteren Vorteile suchen, empfiehlt sich das Whitepaper von item über Cobots in der Industrie.

Cobots zeichnen sich unter anderem durch die hohe Verfügbarkeit von verschiedenen Endeffektoren (EOAT = End-of-Arm-Tooling) aus. Dabei handelt es sich um Werkzeuge, die leicht umrüstbar sind und sich am Roboterarm befestigen lassen. Auf diese Weise erhalten Leichtbauroboter eine beachtliche Flexibilität. Mehr als 1.000 Verpackungseinheiten pro Schicht können Roboter palettieren, die mit Sauggreifern ausgerüstet sind. Abhängig vom Robotertyp entspricht dies mehreren Tonnen Gewicht. Die Effizienz der Palettierung mit Robotern hängt eng mit der Roboter-Programmierung anhand grafischer Benutzerführung zusammen. Zudem kann der Roboterarm zu Lernzwecken oftmals von Hand geführt werden. So erlernen die Cobots das eigenständige Handling neuer Paketmaße. Die Bewegungsprofile, die dabei entstehen, können sofort genutzet werden.

Bereits die einfache Roboter-Palettierung entlastet die Mitarbeiter und erhöht somit die Wertschöpfung. Darüber hinaus lassen sich Cobots in die komplexen Abläufe des Verpackungsprozesses integrieren. Hier werden sich nicht nur zur Verpackung, sondern auch zum Bündeln von Kartons eingesetzt. Dafür platziert der Leichtbauroboter zunächst mehrere Pakete in einer Umreifungsmaschine. Nach der Bündelung legt er die Pakete auf einer Europalette ab. Da nur wenig Stellfläche benötigt wird, bietet sich eine Platzierung des Cobot zwischen den Paletten an. Der Mitarbeiter kann die Palette nun wie gewohnt abstransportieren – währenddessen palettiert der Roboter einfach weiter.

Auch die Maschinenbeschickung gehört zu den typischen Einsatzgebieten von Cobots. Diese Tätigkeit ist von immer gleichen Bewegungen geprägt, die Cobots mühelos und ohne Unterbrechung ausüben. Dabei erreichen sie eine Wiederholgenauigkeit, die für den Menschen unerreichbar ist. Erhöhung des Durchsatzes, gleichbleibende Produktqualität und Schutz der Mitarbieter vor Verletzungen – das sind die Vorteile in der laufenden Produktion. Somit können sich die Mitarbeiter anderen wertschöpfenden Aufgaben in der Produktion zuwenden, bei denen die Konzentration nicht so stark leidet wie durch das Bestücken einer Abkant- oder Prägepresse mit neuen Rohlingen.

Wird ein Cobot auf einer mobilen Roboterinsel montiert, dann kann er so an die für Maschinenbeschickung optimale Position geschoben werden. Die bei der Programmierung definierten Fixpunkte dienen der Arretierung des Roboters für exaktes Greifen und Platzieren. Kamerasysteme und eine KI-unterstützte Steuerung, die auch bei der Montage und Sortierung von Schüttgut zum Einsatz kommen, stellen hierzu eine Alternative dar: Nicht exakte Positionierungen werden in diesem Fall selbstständig durch den Cobot korrigiert. Zudem muss im Umfeld von CNC-Fräsen und generell beim Handling von scharfen und spitzen Werkstücken ein Sicherheitskonzept Folgendes gewährleisten, dass die Mitarbeiter im Umfeld von Cobot und Maschine sicher weiterarbeiten. Hierfür bietet sich unter anderem eine mobile Maschinenkabine für Cobots an.