Pick and Place Roboter – Cobot Anwendungen
Ob individualisierte Massenfertigungen, Fertigung der Losgröße 1 oder permanent steigende Stückzahlen: Die Intralogistik vieler Unternehmen steht heute vor wachsenden Herausforderungen. Eine Automatisierung ermöglicht sowohl Klein- als auch Großunternehmen nicht nur eine bessere Produktivität, sondern auch einen gezielteren Einsatz der Mitarbeiter. Ein Schlüsselwort hierfür sind Cobots. Das Wort Cobot ist die Kurzversion für den Begriff kollaborativer Roboter
(englisch collaborative robot). Erfahren Sie in diesem Beitrag, wie die PTS Automation GmbH und ihre Partner mit Hilfe kollaborativer Roboter für maximale Produktivität und ausgeglichene Mitarbeiter in Ihrem Unternehmen sorgen kann.
Warum sollten Sie Cobots für Pick-and-Place nutzen?
Gerade bei Pick-and-Place-Tätigkeiten in der Intralogistik gibt es in Unternehmen ein großes Optimierungspotenzial. Nicht selten sind Ihre Mitarbeiter für die meisten Aufgaben in diesem Bereich überqualifiziert: Die Monotonie ist für die Motivation und Leistung Ihrer Mitarbeiter nur wenig zuträglich. In manchen Fällen können diese Aufgaben auch gesundheitliche Folgen für Ihre Angestellten haben. Noch ungünstiger: Ihre Firma leidet genau in diesem Bereich an einem Fachkräftemangel. Kollaborative Roboter stellen die aktuellste Form der Pick-and-Place-Automatisierung dar. Sie sind für Unternehmen deshalb so interessant, da sie neue Automatisierungsmöglichkeiten bieten, indem sie standardisierte Aufgaben Ihrer Mitarbeiter übernehmen können und dabei noch kosteneffizient sind. Eine Investition in die Zukunft!
Der Vorteil dieser Geräte ist, dass sie kompakter als übliche Pick-and-Place-Roboter sind, aber genauso effizient arbeiten. Zudem sind Pick-and-Place-Roboter üblicherweise für größere Produktionsszenarien ausgelegt. Ein kollaborativer Roboter dagegen ist für kleine bis mittelgroße Hersteller ideal. Außerdem ist ein kollaborativer Roboter mit innovativen Technologien ausgestattet, wodurch er Aufgaben erledigen kann, die ein messbares Maß an Spannung, Kraft oder feinfühliger Handhabung voraussetzen: Ob Maschinenbestückung, Handling, Palettierung, Sortierung oder Durchlaufregale bestücken – Collaborative Robots können für verschiedene Einsatzbereiche verwendet werden. So sind sie aufgrund ihres breit gefächerten Verwendungszwecks mit dem Großteil anderer verfügbarer Anwendungstypen verflochten.
Collaborative Robots sind aber auch für die Zusammenarbeit mit Menschen konzipiert. So sind sie beispielsweise mit folgenden Sicherheitsfunktionen ausgestattet:
integrierte Sensoren
passive Nachgiebigkeit
Überstromerkennung
Die integrierten Sensoren spüren äußere Kräfte auf und veranlassen das Gerät, seine Bewegung zu stoppen, falls die Kraft zu hoch ist. Hier folgen weitere Anwendungsbeispiele:
Anwendungsbeispiele für Pick-and-Place-Tätigkeiten
Montage
Das Bewegen, die genaue Positionierung und eine hohe Wiederholgenauigkeit ist für alle Montageprozesse relevant. Collaborative Robots arbeiten sehr präzise. Diese Genauigkeit ermöglicht es ihnen, Teile mit Konsistenz und minimaler Abweichung aufzunehmen und diese anschließend exakt zu platzieren. Als Beispiel sei hier ein Bereich der Elektronikmontage genannt: Die Leiterplattenbestückung erfordert Genauigkeit, Wiederholgenauigkeit und Geschicklichkeit. Als Add-on für hochpräzise Anwendungen kommt das neue Ausgleichsmodul Smart Flex Effector zum Einsatz. Das ist ein sensorgestütztes Ausgleichsmodul für Roboter und kartesische Systeme mit unabhängiger Kinematik in sechs Freiheitsgraden.
Vorteile
Collaborative Robots können Fertigungsabläufe verbessern, indem sie im Gegensatz zu Menschen stets messbare und konstante Ergebnisse liefern. Während der Hochsaison können sie 24 Stunden am Stück arbeiten und somit für eine ununterbrochene Produktivität und verbesserte Ausbringung in Ihrem Betrieb sorgen.
Inspektion
Die Geräte eignen sich gut für Anwendungen wie beispielsweise die Inspektion, da sie die Teile pausenlos prüfen können.
Vorteile
Da CNC-Maschinen von Natur aus eine lange Wartezeit zwischen den Interaktionen mit einem Mitarbeiter haben, können kollaborative Roboter hier Abhilfe schaffen: Ihre Angestellten können ihre Zeit besser nutzen. Gleichzeitig wird eine maximale Betriebszeit der CNC-Maschinen gewährleistet. (Möglichkeit einer Geisterschicht = Mitarbeiter bereitet die Arbeit vor und Cobot führt diese alleine in der Spät- oder Nachtschicht aus)
Wendigkeit
Die klassischen Geräte haben mindestens sechs Achsen mit 360-Grad-Rotation. Damit sind sie in der Lage, die Bewegung eines menschlichen Arms mühelos nachzuahmen und auf engstem Raum zu arbeiten. Dabei glänzen sie mit einer Wiederholgenauigkeit von bis zu 0,03 Millimeter: Selbst wenn anspruchsvolle und hochpräzise Bewegungsabläufe automatisiert werden sollen, sorgen sie für kurze Zykluszeiten.
Der Kassow-Robots-Cobot ist sogar mit sieben Achsen ausgestattet. Dadurch ist eine deutlich höhere Flexibilität gegeben und ein größeres Einsatzfeld als bei herkömmlichen Geräten möglich. Unser Unternehmen bietet Ihnen zudem an, den Aktionsradius für alle Anwendungen, bei denen die Reichweite des Kassow-Roboter-Cobot nicht ausreicht, mit den PTS Linearachsen von Bosch Rexroth zu erweitern. Die Linearbewegung der achten Achse glänzt mit Kugelschienenführung sowie Kugelgewindetrieb oder Zahnriementrieb.
Vorteile
Insbesondere die Cobots von Kassow Robots sind einfach zu bedienen. Programme für sich wiederholende Pick-and-Place-Aufgaben können auf dem Gerät gespeichert und wiederverwendet werden. Aufgrund ihrer einfachen Programmierung, Bedienung, sowie ihrer kurzen Einrichtungszeit sind sie für Klein- und Mittelunternehmen eine kostengünstige Lösung.
Das sollten Sie beim Kauf eines Collaborative Robots beachten
Sie können bei den Collaborative Robots aus einer Fülle von verschiedenen Anwendungen wählen. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass Sie sich vor dem Kauf eines Cobot-Modells vor Augen führen, welche Anforderungen Ihr Roboter für Ihren Betrieb erfüllen muss.
[caption id="attachment_14835" align="alignnone" width="1920"] Das fahrerlose Transportsystem ActiveShuttle mit Kassow-Robots-Cobots und einem Transfersystem TS2[/caption]
Blick in die Zukunft
Soll es ein herkömmliches Gerät oder ein Collaborative Robot sein? Berücksichtigen Sie beim Kauf eines Roboters mögliche Anforderungen in der Zukunft. Dies gilt beispielsweise, wenn Ihr Unternehmen von Nachfrageschwankungen betroffen ist oder mit einer hohen Anzahl an Artikel-Varianten umgehen muss. So kann ein herkömmliches System Ihnen möglicherweise nicht die nötige Flexibilität für zukünftige Änderungen bieten. Collaborative Robots eignen sich aufgrund ihrer intelligenten Software, ihrer kollaborativen Sicherheitsfunktionen und ihrer Größe für Unternehmen mit speziellen Anforderungen. Setzen Sie die Cobots auch bei Ihren Förderbändern ein! Sie nehmen die Pakete vom Band und platzieren sie auf Paletten. Sie verfügen über eine intralogistische Anbindung, die mit personengebundenen und fahrerlosen Transportsystemen gleichermaßen realisiert werden kann. Die technischen Möglichkeiten der Roboter werden Sie begeistern! Industrie 4.0 und die Kommunikation zwischen bestehenden Systemen lässt sich leicht umsetzten. Sie bieten die Möglichkeit, die Cobot Pick and Place Anwendungen mit einem fahrerlosen Transportsystem (FTS) wie z.B. dem ActiveOne oder dem ActiveShuttle zu verbinden. Das FTS transportiert die Paletten vollautomatisch.
Nutzlast
Als Nutzlast bezeichnet man das maximale Gewicht, das ein Gerät – in diesem Fall der Roboter – tragen kann. Diesen Wert gibt man dem Roboter vor der Bestückung mit einem Werkzeug, das je nach Anwendung variiert. Auf dem Markt gibt es folgende grobe Gewichtsverteilung:
weniger als 5 kg
5-9 kg
10-20 kg
mehr als 20 kg
Andere Nutzlasten sind auf Anfrage möglich
Um zu bestimmen, welche Nutzlast Sie benötigen, sollten Sie das Gewicht des Werkzeugs zum Gewicht des zu entnehmenden Produkts addieren.
Bildverarbeitung
Wenn es sich bei Ihrer Anwendung um unsortierte Teile handelt, benötigen Sie vielleicht eine Anwendung zur Behälter-Kommissionierung („Griff in die Kiste“ mit der Pickit 3D-Kamera). So sind manche Roboter-Modelle mit einer Art „Auge“ ausgestattet: Die Cobots können Teile entnehmen, die nicht in einer bestimmten Reihenfolge angeordnet sind, da sie mit einem Bildverarbeitungssystemen ausgestattet sind.
Der Arbeitsradius und die Stellfläche
Sie sollten beim Kauf ebenso auf die Standfläche des Geräts achten. Die meisten Modelle haben eine kompakte Standfläche (Foodprint). So können Sie ein Pick-and-Place-System selbst in einer limitierten Umgebung uneingeschränkt implementieren.
Auch die Roboter-Reichweite sollten Sie in Ihre Kaufentscheidung mit einbeziehen. Das liegt daran, dass Roboter Gegenstände präzise aufnehmen müssen. So haben größere Pick-and-Place-Roboter eine Reichweite von bis zu 1,8 Metern: Diese eignen sich insbesondere für Palettier-Aufgaben. Wie aber lässt sich die maximale horizontale Reichweite feststellen? Diese ergibt sich aus dem Mittelpunkt des Sockels Ihres Roboters bis zum weitesten Punkt des benutzen Werkzeugs. Wichtig: Häufig berücksichtigen Käufer nicht die Lage des zu entnehmenden Materials (beispielsweise schräg). Je nach Werkzeug ist es also möglich, dass eine andere Reichweite erforderlich ist.
Die Raumanforderungen
Informieren Sie sich stets über die genauen Zertifizierungen Ihres zukünftigen Geräts. Dies gilt vor allem dann, wenn es in einer speziellen Umgebung arbeiten soll. Das Tolle: In den meisten Fällen können die Geräte auch in Umgebungen, die hohe Ansprüche stellen, arbeiten, wie beispielsweise in einem Reinraum. Achten Sie auch auf die Umgebungstemperatur Ihrer Produktionsstätte. Cobots können bei Temperaturen zwischen Null und 50 Grad problemlos arbeiten.
Die Nähe zum Menschen
Muss das Gerät mit Ihren Angestellten interagieren? Diese Frage sollten Sie sich unbedingt vor der Anschaffung eines Cobots stellen. Im Umgang mit Ihren Mitarbeitern besteht immer ein Risiko, das Sie individuell beurteilen müssen. Das ideale Gerät kann mit minimaler oder sogar gar ohne Schutzumhausung Ihren Mitarbeitern die Handhabung von Bauteilen abnehmen und ihnen beispielsweise auch Komponenten zur direkten Weiterverarbeitung reichen.
Fazit
In diesem Artikel haben wir Ihnen einen kurzen Überblick über die Vorteile von Collaborative Robots gegeben. Haben Sie weitere Fragen oder haben Sie sich von den Vorteilen einer Cobot "Pick and Place" Anwendung überzeugt? Dann nehmen Sie gerne Kontakt zu unserem Team von PTS auf. Wir beraten Sie gerne und unterstützen mit Kompetenz und Zuverlässigkeit bei der Planung, Auslegung, Machbarkeitsanalyse, Konstruktion, Montage, Dokumentation, Einbau- oder CE-Erklärung bis hin zum Service Ihrer individuellen Lösung. Wenn Sie an einer Optimierung Ihrer Produktionsanlage über eine Cobotlösung hinaus interessiert sind, informieren Sie sich hier über unser Angebot an Intralogistik-Produkten.
Unser Experte freut sich auf Ihre Kontaktaufnahme. Kontakt: Frederic Tillmanns E-Mail: frederic.tillmanns@pts-group.de Telefon: 02234/98406-39