Mehr Produktivität mit Pick-and-place

Präzise Pick-and-place-Anwendungen machen Maschinen produktiver und zuverlässiger. Bisher sind Roboter und Maschine jedoch getrennte Einheiten und die Produktivität daher eingeschränkt. Mit der vollständigen Integration der Robotik in sein Automatisierungssystem und einer neuen Softwarelösung für Pick-and-place-Applikationen wird B&R das nun ändern.

„Pick-and-place-Anwendungen haben einen großen Vorteil“, erklärt Sebastian Brandstetter, Produktmanager für integrierte Robotik bei B&R: Die verwendeten Roboter führen die gleiche Bewegung 24 Stunden am Tag mit der immer gleichen Präzision aus. Für den Maschinenbetreiber bedeutet das:

• Steigende Effizienz
• Weniger Ausschuss
• Entlastung für den Menschen

„Viele typische Pick-and-place-Tätigkeiten wurden bereits automatisiert“, erläutert Brandstetter. Es gibt aber immer noch zahlreiche monotone Handarbeitsplätze, an denen zum Beispiel unterschiedliche Produkte in einen Karton verpackt oder schlechte Produkte aussortiert werden. Das hat zwei gravierende Nachteile: Erstens gibt es immer weniger Menschen, die diese Arbeiten erledigen wollen und zweitens kommt es auf Dauer durch die Monotonie zwangsweise zu Fehlern. Daher bieten sich Pick-and-place-Lösungen mit Robotern für solche Aufgaben an.

„Allerdings“, so Brandstetter weiter, „ist ein Pick-and-place-Prozess komplex.“ Es reicht nicht aus, die Roboterkinematik zu programmieren. Es müssen mehrere Aspekte bei der Applikationserstellung beachtet werden:

• Die Bewegung der einzelnen Roboter
• Die Koordination der Roboter mit Förderbändern
• Die Koordination mit einem Vision-System
• Der Prozessablauf selbst

„Genau betrachtet, handelt es sich bei einem Pick-and-place-Prozess um eine logistische Aufgabe“, sagt Brandstetter. Dinge sollen möglichst effizient von A nach B transportiert werden. Was auf den ersten Blick einfach erscheint, benötigt im Hintergrund aufwendige Berechnungen und eine entsprechende Programmierung.

„Aus diesem Grund haben wir unseren mapp-Softwarebaukasten um eine Prozesslösung ergänzt, die den Maschinenbauern genau diese Arbeit abnimmt“, sagt Brandstetter. Der Anwendungsersteller muss nur noch den gewünschten Prozess beschreiben, zum Beispiel: Nimm alle orangen Produkte und lege sie in den ersten Karton. Alles andere übernimmt die intelligente mapp-Komponente.

„Um das zu ermöglichen, haben wir viele einzelne Softwaremodule programmiert. Diese werden im Hintergrund automatisch miteinander verknüpft, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen“, erklärt Brandstetter das Prinzip von mapp Pick&Place. Über die Schnittstelle mapp Link ist auch die Verbindung zu allen anderen benötigten Komponenten sichergestellt: mapp Vision für die Bildverarbeitung, mapp Robotics für die Robotersteuerung und mapp Axis für die Einzelachsansteuerung.

„Der ganz große Vorteil unserer mapp Technology ist, dass sämtliche Komponenten automatisch miteinander kommunizieren“, erklärt Brandstetter. Der Anwender muss dafür keine einzige Zeile Code programmieren. So hat er mehr Zeit, sich auf seine Kernaufgabe zu konzentrieren: Den Maschinenprozess zu optimieren.

Bei dem Beispiel mit den orangen Produkten sieht das Vorgehen von mapp Pick&Place im einfachsten Fall so aus:

• Eine Vision-Kamera erkennt ein oranges Produkt
• Via mapp Link geht die Positionsinformation in Echtzeit an den Roboter
• mapp Robotics berechnet die optimale Bahn
• Der Roboter nimmt das Produkt auf und sortiert es in den Karton

„Dieses Prinzip funktioniert auch bei weitaus komplexeren Anwendungen“, betont Brandstetter. So kann sich der Karton auf einem Förderband bewegen oder es werden jeweils bestimmte Produkt-Kombinationen in einem exakten Muster in einen Karton gefüllt. „Auch in diesen Fällen gilt das gleiche Prinzip: Der Applikationsersteller muss lediglich die gewünschten Funktionen konfigurieren, es ist keine Programmierarbeit notwendig.“

mapp Pick&Place ist sehr variabel, so funktioniert die Software problemlos in Zusammenarbeit mit intelligenten Track-Systemen wie ACOPOStrak. Zudem ist die Zahl der Roboter, die in der Applikation verwendet werden, unbegrenzt. Gerade bei schnellen Sortieraufgaben ist es häufig sinnvoll, mehrere Roboter nacheinander einzusetzen, um den Durchsatz zu maximieren. Neben Deltarobotern können auch Knickarm- und Scara-Roboter verwendet werden.

„Es gibt unterschiedliche logistische Strategien, um Pick-and-place-Applikationen zu lösen“, erklärt Brandstetter. „Auch das haben wir bei mapp Pick&Place berücksichtigt.“ Der Anwender kann zwischen unterschiedlichen Prinzipien wählen, zum Beispiel:

• First In – First Out
• Priorisierung bestimmter Aufgaben oder Produkte
• Kürzestmögliche Pick-Dauer
• Energieoptimale Bewegungsprofile
• Mechanikschonende Bewegungsprofile

So lässt sich der Prozess an jede erdenkliche Situation optimal anpassen. Aufgrund der einfachen Implementierung der Robotik und des Pick-and-place-Prozesses sinkt das Investitionsrisiko für den Einsatz von Robotern in Maschinenprozessen massiv. Zudem lässt sich die Produktivität durch die exakte Synchronisierung zwischen Robotern und den restlichen Maschinenkomponenten signifikant steigern.