Faulhaber Grafik zu Roboter in der Logistik

In der globalen Logistik setzt man zunehmend auf Automatisierungslösungen. In den anspruchsvollen Anwendungen sind daher häufig Antriebe von Faulhaber zu finden. – Bild: Faulhaber

| von Zsolt Pekker

Logistik hält unsere Welt in Gang. Rohstoffe, Vorprodukte und fertige Waren durchlaufen einen immer komplexeren und immer schnelleren globalen Kreislauf, um zur rechten Zeit an den richtigen Ort zu gelangen. Das kann nur mit hochgradig automatisierten Abläufen funktionieren, bei denen zahllose kleine und große Hebel, Rädchen, Klappen und Bügel in Bewegung gesetzt werden – von den passenden Motoren. Diese müssen unter oft sehr beengten Verhältnissen beträchtliche Kräfte freisetzen und vor allem im Dauerbetrieb immer zuverlässig arbeiten. Deshalb sind in den anspruchsvollen Anwendungen häufig Antriebe von Faulhaber zu finden.

Was Glasfaserkabel und Logistik verbindet

Obwohl es so ähnlich klingt und auch viel damit zu tun hat, stammt der Begriff Logistik nicht aus demselben altgriechischen Wortstamm wie die Logik, sondern aus der französischen Militärsprache. Seit dem ausgehenden Mittelalter hat der maréchal de logis – der Quartiermeister – der marschierenden und kämpfenden Truppe Schlaf- und Ruheplätze beschafft. Mit der Zeit wuchs sein Aufgabengebiet und umfasste immer größere Teile der gesamten Versorgung. Und so wurde aus der Beschaffung des Logis, also der Unterkunft, die hochgradig komplexe militärische Logistik.

Gibt es Kleinteilegreifer ohne Hydraulik?

Ein kleiner Greifer, der zugleich schnell und stark ist – das ging oft nur mit Pneumatik. Mit ihr lässt sich viel Kraft ohne Zeitverzug übertragen. Doch die Druckluftversorgung braucht eine komplexe Infrastruktur – sie für jeden Fertigungsschritt zur Verfügung zu stellen, ist teuer. Der Greifer EGP 40 von Schunk erreicht locker die Leistung seines pneumatischen Pendants. Ein bürstenloser DC-Servomotor von Faulhaber macht’s möglich.

Die Quartiermeister gehörten ursprünglich zur Kavallerie, denn die wichtigste Grundlage der Logistik war schon immer die Information. Bis ins 19. Jahrhundert hinein brauchte man Pferde, um sie möglichst schnell weiterzutragen. Diese Aufgabe übernehmen heute mit etwas höherem Tempo elektromagnetische Wellen, die sich durch den Äther oder durch Leitungen ausbreiten. Die größten Datenmengen werden heute von Glasfaserkabeln übertragen. Sie bilden das Rückgrat der weltweit vernetzten Logistik: Per Lichtsignal leiten die Kabel die benötigten Informationen weiter, von der Online-Bestellung über die arbeitsteilige Just-in-time-Produktion in Smart Factories bis zur Expresslieferung an der Haustür.

Ungehinderter Signalfluss durch Kleinstmotoren

Wo zwei Glasfaserkabel miteinander verbunden werden, geschieht dies Faser für Faser. Das ist eine filigrane Arbeit, denn die einzelnen Glasfasern sind etwa so dünn wie ein menschliches Haar. Der optische Kern ist sogar noch dünner und hat einen Durchmesser von gerade mal fünf Mikrometer.

Beim Verbinden zweier solcher Glasfasern müssen die beiden Enden exakt aneinander liegen, damit das Signal später unbeeinträchtigt übertragen werden kann. Das präzise Ausrichten übernehmen auf der Baustelle kleine mobile Maschinen. Die einzelnen Faserenden werden zunächst mit einem exakten 90-Grad-Schnitt abgelängt, von der schützenden Isolierung befreit und dann in das Gerät eingelegt. Dieses richtet die beiden Stücke automatisch dreidimensional präzise zueinander aus, sodass die glatten Enden exakt aufeinandertreffen. Sie werden miteinander verschweißt und schließlich wieder isoliert. Nun ist die Verbindung der Fasern und der ungehinderte Fluss der Signale gewährleistet. Die nanometergenaue Ausrichtung erledigen Positionierantriebe von Faulhaber, zum Beispiel mit DC-Kleinstmotoren der Serie 1524…SR, mit Getriebe und Spindel sowie einem hochauflösenden Encoder. Auch Antriebe, die mit hochpräzisen Schrittmotoren arbeiten, kommen hier zum Einsatz.

Faulhaber Grafik zu Glasfaser Vernetzung in der Logistik
Glasfaser bilden das Rückgrat der weltweit vernetzten Logistik: Per Lichtsignal leiten die Kabel die benötigten Informationen weiter, von der Online-Bestellung über die arbeitsteilige Just-in-time-Produktion in Smart Factories bis zur Expresslieferung an der Haustür. – Bild: Faulhaber

Wie lassen sich Lagersysteme automatisiseren?

Dank dieser Technologie kann die Glasfaser die Signale einer digitalen Bestellung fehlerlos und mit Lichtgeschwindigkeit über weite Strecken durchleiten. Die Order kann vom Endkunden an einen Online-Versand, aber auch von einem Produktionsbetrieb an einen Zulieferer gehen. In beiden Fällen wird damit eine ganze Kette von Abläufen in Gang gesetzt. Schlussendlich werden dabei Produkte aus einem Lager geholt und zum Versand vorbereitet.

Automatische Regalbediengeräte, selbstfahrende Transportsysteme und intelligente Logistikroboter übernehmen heute immer mehr Arbeitsschritte, sowohl beim Einlagern als auch bei der Entnahme und Versandvorbereitung. Die rechnergesteuerten Maschinen erhalten einen Auftrag, fahren selbsttätig zum anvisierten Regalfach, um dort etwas abzulegen oder zu entnehmen. Dafür sind sie – je nach Regalsystem – mit Hubsäulen, Teleskoparmen oder Greifern ausgerüstet, welche die Pakete oder Schalen (Trays) greifen und bewegen.

Magazino Toru Roboter im Einsatz
Für die Handlingsabläufe im selbstfahrenden Logistikroboter setzt Magazino Antriebslösungen von Faulhaber mit integriertem Motion Controller ein. – Bild: Faulhaber

In der Regel gibt es für die Motoren, die hier für den Antrieb sorgen, nicht viel Platz an Bord der automatischen Geräte. Häufig werden sie direkt in die Handling-Elemente eingebaut. Dort müssen sie trotz filigraner Ausmaße oft beträchtliche Gewichte stemmen. Geschwindigkeit spielt auch eine Rolle: In den riesigen Lagern des Online-Versandhandels werden täglich viele tausend Bestellungen verarbeitet. Die Einzelschritte müssen entsprechend zügig erfolgen.

Antriebstechnik von Faulhaber in der Logistik

Faulhaber BX4, BP4 und BXT im Schnitt
Faulhaber BX4, BP4 und BXT im Schnitt (von links). – Bild: Faulhaber

Ein typischer Aufbau aus Hubsäule und Greifer an einem Roboter enthält als Antriebseinheit, bürstenlose DC-Servomotoren der Serie BX4 mit Motion Controller und Planetengetriebe von Faulhaber. Beim Einsatz in der Hubsäule etwa sorgt diese Kombination für präzises Positionieren, zielgenaue Entnahme und zuverlässige Abläufe im Dauerbetrieb mit ständigem Lastwechsel. Die automatisierten Vorgänge werden zum Teil von Kamerasystemen überwacht. Bei hochwertigen, beweglichen Kameras übernehmen ebenfalls häufig Faulhaber-Motoren den Antrieb.

Nach der Entnahme landet die Ware meist auf Förderbändern oder Rollenbahnen. Diese sind in der Regel mit Weichen, Klappen oder Schiebern ausgestattet, um einzelne Pakete oder Elemente abzusondern und auf den gewünschten Verarbeitungsweg zu bringen. In Großlagern, in denen tausende Pakete pro Stunde solchen Bahnen durchlaufen, kommt es beim automatischen Sortieren aufs Tempo an. Die Weichen müssen auf den Sekundenbruchteil genau in die richtige Stellung gebracht werden. Für diese Aufgabe werden häufig DC-Kleinstmotoren der Serie 2237…CXR und 2342…CR in Verbindung mit einem Getriebe verwendet.

Oft werden auch selbstfahrende Fahrzeuge (Automated Guided Vehicles, AGV) für Transportaufgaben eingesetzt. Sie sind mit Aufbauten für das Handling des Transportgutes ausgestattet: Bewegliche Hebel, Bügel und Stifte sorgen darin für die Fixierung während der Fahrt. Die beweglichen Elemente sind jeweils mit einem Antrieb versehen.

Handlingsabläufe im selbstfahrenden Logistikroboter

Kleinstantriebe und Motion Controller von Faulhaber machen den Pick-Roboter TORU von Magazino vielseitig einsetzbar. – Bild: Faulhaber

Das noch junge Unternehmen Magazino aus München hat sich dazu aufgemacht, autonomes Fahren und Robotik intelligent miteinander zu kombinieren. TORU heißt die Lösung und sie hat das Zeug dazu, die Logistik zu revolutionieren. Für die Handlingsabläufe im selbstfahrenden Logistikroboter setzt Magazino Antriebslösungen von Faulhaber mit integriertem Motion Controller ein.

Kleinstantriebe und Motion Controller von Faulhaber machen den Pick-Roboter TORU von Magazino vielseitig einsetzbar. Mit Blick auf den stetig wachsenden Online-Handel sind Logistik und Materialfluss begehrte Spielfelder für technischen Fortschritt – mit dem Ziel, durch Automation und Digitalisierung die Effizienz zu steigern.

Versandkosten sparen durch Bürstenlose DC-Servomotor

Faulhaber Antriebsmotoren BX4, BP4 und BXT
Antriebe für Logistik-Anwendungen: Faulhaber BX4, BP4 und BXT (von links). – Bild: Faulhaber

Die Ware gelangt so zur Packstation, wo sie in einem Versandkarton landet. In modernen Anlagen muss es allerdings eher heißen: von einem maßgeschneiderten Versandkarton umhüllt wird. Denn automatisierte Packstationen erfassen mit Sensoren die Dimensionen des Versandobjekts und falten aus einer Kartonbahn individuell die passende Hülle dazu. Das spart nicht nur Material, sondern auch Versandkosten, da die Logistik-Dienstleister ihre Preise neben dem Gewicht auch am Volumen ausrichten. Die eigentliche Arbeit des Faltens erledigen kleine Hebel und Klappen in der Verpackungsmaschine. Um sie zu bewegen, sind Servoantriebe mit integriertem Motion Controller von Faulhaber optimal geeignet.

Werden Pakete zum Transport auf Paletten gestapelt, benötigen sie eine Fixierung. Meist benutzt man dafür Bänder aus faserverstärktem Kunststoff. Hier kommen sogenannte Umgreifungsgeräte zum Einsatz. Sie spannen und verschweißen das Band, so dass es eng am Stapel anliegt und dieses festhält. Auch einzelne Pakete können so zusätzlich stabilisiert werden. Da die Geräte in der Hand gehalten werden, kommt es hier besonders auf das Gewicht an – jedes Gramm weniger schont die Gesundheit der Mitarbeiter. Dementsprechend sind für das Spannen möglichst kleine Motoren gefragt, wie zum Beispiel der bürstenlose DC-Servomotor 3274 …BP4. Er wiegt selbst nur 320 Gramm, erreicht jedoch ein Spitzendrehmoment von über 1 Nm. Mit dieser Kraft lassen sich auch schwere Lasten sicher fixieren.

"Es gibt kaum einen Bereich in der Logistikkette, in dem wir mit unseren Motoren nicht vertreten sind", sagt Rolf Schmideder, Business Development Manager bei Faulhaber. "Unsere Antriebe und die typischen Anforderungen – maximale Kraft, höchste Geschwindigkeit und Präzision bei minimalem Volumen und Gewicht – passen einfach optimal zusammen. Und die Einsatzgebiete werden künftig noch umfassender sein, wenn demnächst Drohnen und Roboter auch die individuelle Anlieferung übernehmen."

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