Vision-Lösung für variables Kisten-Picking im Sekundentakt

Der Anlagenbauer Polyplan hat bereits etwa 20 solcher Anlagen realisiert – überwiegend in der Automobilindustrie. Doch das Interesse an automatisierten KLT-Depalettieranlagen steigt auch in der Intralogistik von Industrieunternehmen oder von Distributions- und Verteilzentren Auch hier sollen mehrlagig mit KLT beladene Paletten nicht mehr manuell, sondern robotergeführt entladen werden. Die Depalettieranlagen von Polyplan können hierfür gemäß Kundenvorgabe ausgelegt werden. Einige Funktionen wie die Unterscheidung unterschiedlicher KLT-Typen erfolgt mit Unterstützung durch Machine Learning.

Hohe Freiheitsgrade

Die Flexibilität und Effizienz von Anlagen für das automatisierte Entstapeln von Paletten hängt davon ab, in welchem Umfang mögliche Freiheitsgrade prozesstechnisch berücksichtigt werden können. Die Herausforderungen sind vielfältig:

• Paletten können sogar achtlagig oder einer Höhe bis 1,4m gestapelt sein.
• Die Palette kann zur Ladungssicherung umreift sein.
• Auf der obersten KLT-Lage kann sich ein Palettendeckel befinden.
• Auf jeder Lage können sich unterschiedliche KLT-Typen befinden.
• Das Stapelschema kann sich von Lage zu Lage unterscheiden.
• Die Palette oder die Ladungsebene kann Ausrichtungs- oder Lagefehler aufweisen.
• Es muss mit Störkonturen und Fremdobjekten, z. B. verlorener Ladung, gerechnet werden
• KLT können beschädigt, Greiflöcher an den Kisten können verdeckt sein.

Die Depalettieranlagen von Polyplan sind für all diese Herausforderungen vorbereitet. Die konkrete Auslegung orientiert sich zunächst an den Vorgaben des Kunden. So können die Anlagen etwa mit Robotern der Hersteller Kuka, ABB oder Fanuc ausgerüstet werden. Für die OT-Integration der genannten Fabrikate per Profisafe in die Anlagen-SPS verfügt Polyplan über entsprechende Funktionspakete für die jeweiligen Robotersteuerungen. Die Auswahl und Auslegung des Roboters orientiert sich an den räumlichen Gegebenheiten sowie an der zu erwartenden Traglast.

Um die vielfältigen KLT-Typen flexibel und sicher aufnehmen zu können, wird der Depalletierroboter mit einem speziellen Multifunktionsgreifer mit servomotorischer Aufnahmemechanik ausgerüstet, die je nach Kistentyp und Orientierung automatisch verfährt und sich der Position der Greiflöcher des betreffenden KLT anpasst. Zwei Servomotoren treiben dabei die ´Verfahreinheiten an, der Linearvorschub der Greiferachsen erfolgt über Spindeltriebe. Überwacht werden die Fahr- und Greifbewegung durch induktive Initiatoren, die das korrekte Greifen des KLT ebenso zuverlässig detektieren wie eine Übergreifen eines KLT, eine Kollision oder den Endanschlag der Spindeltriebe. Über das sichere Greifen hinaus kann die Funktionalität des Roboters durch optionale Module, beispielsweise für das Handling von EPP-Behältern oder Kartonagen, für das Entfernen von Palettenumreifungen oder für die Entnahme von Palettendeckeln, zusätzlich erhöht werden.

KLT-Erkennung ohne Taktzeitverlust

Eine Erhöhung des Durchsatzes und die Verkürzung von Taktzeiten wird mit einer messenden 3D-Visionlösung erreicht. Sie ermittelt das Stapelschema der jeweils obersten Palettenebene, identifiziert dabei die vorhanden Kistentypen und detektiert deren Orientierung. Die Messwerte werden dann ihn Bahnkoordinaten für die Robotersichtführung umgerechnet. Das Messsystem ist nicht in den Multifunktionsgreifer integriert, sondern in einer statischen Position oberhalb des Depalletierungsplatzes installiert. Dadurch kann nach jedem Greifen ein aktualisiertes 3D-Bild des Stapelschemas der obersten Palettenlage sowie für jeden KLT dessen Kontur-, Höhen- und Positionswerte ermittelt werden. Darüber hinaus werden Lagefehler erkannt, die bis zu ±20° um alle Rotationsachsen ausgeglichen werden können. Der Robotertakt – und damit die Geschwindigkeit der Depalettierung – wird nicht durch ein mehrfaches Heranfahren des Greifers und seiner Sensoren für Messzwecke beeinträchtigt. Dadurch lassen sich Zykluszeiten von weniger als zehn Sekunden pro KLT erreichen. Die leistungsfähige Geometrie- und Positionsmessung liefert zuverlässige Bahn- und Greifdaten zur kollisionsfreien Führung des Roboters und präzisen Positionierung des Multifunktionsgreifers.

Machbarkeitsprüfung im Labor

Weil kaum eine Anlage der anderen gleicht, können im hauseigenen und speziell ausgerüsteten Vision- und Robotic-Labor von Polyplan individuelle Aufgabenstellungen umfassend auf ihre Machbarkeit geprüft werden. Die Bewegungen und Greifprozesse lassen sich simulieren und exakt abstimmen. Kundenlösungen können noch vor der Inbetriebnahme eins zu eins aufgebaut und validiert werden.