Vielfältige Einsatzgebiete kollaborativer Robotik in der Logistik

Einer aktuellen Studie des Ifo-Instituts zufolge hat der Fachkräftemangel in Deutschland kürzlich einen neuen Höchststand erreicht: Mit 49,7 Prozent hat fast die Hälfte der befragten Unternehmen Personalengpässe zu beklagen. Für Betriebe jeder Größenordnung wird es immer schwieriger, qualifizierte Mitarbeiter zu finden. Besonders die Logistikbranche sieht sich als Verlierer im War of Talents. Grund dafür sind die überdurchschnittlich hohen körperlichen Anstrengungen in diesem Berufsfeld. Für Unternehmen bedeutet das, sie müssen die Attraktivität dieser Positionen erhöhen und neue Lösungen finden, um langfristig produktiv und wettbewerbsfähig zu bleiben.
 SINA automatisiert die Intralogistik und das Materialhandling vom Wareneingang bis zu den Produktionslinien.
SINA automatisiert die Intralogistik und das Materialhandling vom Wareneingang bis zu den Produktionslinien.Bild: Universal Robots

Hier kommt kollaborative Robotik Spiel: Vom Materialhandling und Kommissionieraufgaben über das Verpacken und Etikettieren bis hin zum Palettieren können kollaborierende Roboter (Cobots) zahlreiche Tätigkeiten in der Logistik automatisieren. Sie gleichen so einerseits fehlendes Personal aus und befreien die Stammbelegschaft darüber hinaus von monotonen Aufgaben sowie dem ergonomisch ungünstigen Heben schwerer Lasten. Automatisierung hilft Unternehmen somit, die Produktivität aufrecht zu erhalten, und macht offene Stellen im Logistikbereich für Bewerber interessanter. Die drei folgenden Anwendungsbeispiele veranschaulichen, was mittels kollaborativer Robotik in der Logistik möglich ist.

 Der SortBot wurde als Teil des Programms "Logistics NEXT" 2019 von der BVL mit dem Deutschen Logistikpreis ausgezeichnet.
Der SortBot wurde als Teil des Programms "Logistics NEXT" 2019 von der BVL mit dem Deutschen Logistikpreis ausgezeichnet. Bild: Universal Robots

Innovativer SortBot automatisiert Sortierprozess bei der BMW Group

Roboter gehören bereits seit Jahren als fester Bestandteil in die produzierende Industrie. Die BMW Group ist Vorreiter auf diesem Gebiet und hat bereits in verschiedene Automatisierungslösungen investiert. Eine der jüngsten Innovationen im Bereich der Logistikautomatisierung ist der SortBot, ein von der BMW Group selbst entwickeltes Robotersystem für das Sortieren unterschiedlicher Behältertypen. Dieser Prozess galt aufgrund der erforderlichen Auge-Hand-Koordination lange Zeit als hochgradig manuell und nicht automatisierbar. Die konkrete Herausforderung bestand darin, die verschiedenen Behälterarten, die möglicherweise verschmutzt oder beschädigt sind und in variablen Positionen auf dem Förderband liegen, zu erkennen und unterscheiden. Mittels eines UR10 Cobots von Universal Robots gelang es der BMW Group, diesen Prozess zu automatisieren. Ausgestattet mit einem Sicherheitssystem, einer 3D-Kamera und einem Vakuum-Sauggreifer übernimmt der SortBot das logische Sortieren der Behälter. Auf diese Weise konnte die BMW Group ihre Mitarbeiter von der anstrengenden und überaus monotonen Tätigkeit entlasten und sie für höherwertige Aufgabenbereiche einsetzen.

Automatisiertes Palettieren entlastet Mitarbeiter

Wo Waren palettiert werden, ist das Bewegen schwerer Lasten an der Tagesordnung. Nicht selten werden dabei pro Schicht mehrere Tonnen gewuchtet. Solche Palettiertätigkeiten führen aufgrund der körperlichen Anstrengung und ergonomisch ungünstigen Arbeitshaltung nicht selten zu gesundheitlichen Beschwerden. Um ihre Mitarbeiter zu entlasten, setzen Unternehmen daher vermehrt auf Lösungen zur automatischen Palettierung von Produkten. Auch hier spielen Cobots ihre Vorteile gekonnt aus: Ausgestattet mit entsprechender Greiftechnik können sie exakt und stabil Kartons, Kisten, Trays und vieles mehr palettieren und depalettieren. Insbesondere kollaborierende Roboter, die für höhere Traglasten konzipiert sind, decken dabei ein breites Anwendungsspektrum ab. So ist es etwa mit dem UR20 von Universal Robots möglich, Teile von bis zu 20kg bis zur vollen Höhe einer Standard-Europalette von zwei Metern zu stapeln. Um die Paletten sicher und effizient bis zur maximal zulässigen Höhe bestücken zu können, ist das Stapelmuster entscheidend. Steht das Muster fest, ist es in die Koordination des Roboters zu übersetzen. Ein in den Cobot integrierter Palettierassistent ist hier eine große Hilfe. Dieser unterstützt den Anwender mit wenigen Schritten dabei, Stapel muster, Abmessungen der Palette, Anzahl der Positionen und Musterbewegungen zu programmieren. Anschließend erzeugt der Palettierassistent automatisch alle Bahnen und Roboterbewegungen der Palette.

SINA ermöglicht vollautomatisches Kommissionieren

Während die meisten Lösungen auf die partielle Automatisierung abzielen, haben sich acht namhafte Unternehmen zusammengeschlossen, um eine gesamtheitliche Automatisierungslösung für die Intralogistik zu entwickeln. Die Smarte Kommissionierlösung für die Intralogistik Automatisierung (kurz: SINA) löst das manuelle Materialhandling vom Wareneingang bis zum fertig angelieferten Bausatz an den einzelnen Produktionslinien ab. Das vollautomatisierte System besteht aus dem vertikalen Lagerturm EffiMat, über den die unterschiedlichen Kunststoffkisten mit den gewünschten Materialien nach dem Ware-zum-Mitarbeiter-Prinzip ausgeliefert werden. Vor dem Lagerturm ist mindestens ein Roboterarm von Universal Robots positioniert. Ausgestattet mit einem Sauggreifer von Piab und einem KI-basierten Visionsystem von Robominds entnehmen die Cobots die gewünschten Teile aus den einzelnen Boxen und bereiten die benötigten Materialstückzahlen und -kombinationen für die weitere Verarbeitung vor. Dank dem Einsatz von Künstlicher Intelligenz erkennen die kollaborierenden Roboter einzelne Objekte ohne vorheriges Einlernen und können Materialien mit unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit problemlos über den Sauggreifer aufnehmen. Diese Flexibilität macht sich vor allem bei einer hohen Produktvielfalt bezahlbar. Maximale Arbeitssicherheit wird außerdem über die installierten Sicherheitslaserscanner der Firma Sick gewährleistet. Nähert sich ein Mitarbeiter der Anlage, reduziert der Cobot seine Arbeitsgeschwindigkeit oder stoppt in seiner Bewegung. Diese Sicherheitszonen lassen sich unkompliziert über die Bedienoberfläche des Cobots konfigurieren. Ist der Kommissionierbehälter schließlich fertig bestückt, transportiert ein autonomer mobiler Roboter von Mobile Industrial Robots mit entsprechendem Aufsatzmodul der Firma ROEQ die Kiste automatisch zu der jeweiligen Produktionslinie oder Arbeitszelle. Das Kommissioniersystem ist innerhalb von vier bis fünf Wochen implementiert und kann anschließend bis zu 250 fertige bestückte Behälter pro Stunde ausgeben. Der große Vorteil: Alle Komponenten sind exakt aufeinander abgestimmt. Dadurch ist eine vollautomatische Materialbereitstellung möglich, die die Fehlerrate auf nahezu Null reduziert. Dank der vertikalen Ausrichtung des Lageraufzugs können nicht zuletzt bis zu 75 Prozent des Platzbedarfs eingespart werden. So erweitern Unternehmen ihre Lagerkapazitäten, ohne dass mehr Fläche für weite Pickzonen notwendig wäre.

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