Palettieren per Roboter: Wichtige Faktoren für die erfolgreiche Anwendung

Der Gipfel des Palettierens

Egal ob es um die Wanderung im Gebirge oder das Palettieren in der Fabrik geht: Die Fehlereinflüsse gering und die Produktivität hoch zu halten steht ganz oben auf der Agenda. Welche Faktoren Anwender bei der Planung einer roboterbasierten Palettierlösung berücksichtigen sollten, macht Linrob in diesem Beitrag deutlich.
Die Software von Native Robotics kann den Palettiervorgang deutlich vereinfachen.
Die Software von Native Robotics kann den Palettiervorgang deutlich vereinfachen. Bild: Linrob Automation GmbH

Fehlereinflüsse oder Risiken so gering wie möglich zu halten, dieses Verhalten kommt Menschen in vielen unterschiedlichen Bereichen und Situation zu gute. Ein gutes Beispiel findet sich etwa in einer geplanten längeren Wanderung in die Berge. Um den Gipfel ohne Umwege oder andere Probleme zu erreichen, sollte man unter anderem auf folgendes achten:

  • eine zuverlässige Ausrüstung benutzen
  • über genaues Kartenmaterial verfügen und
  • eine gute Routen- und Tagesplanung durchführen

Schließlich will man ja nicht noch mitten in der Nacht durch die Berge irren oder mit kaputten Schuhen aufgeben müssen. Je mehr Unzulänglichkeiten und Fehler man vermeidet, umso besser kommt man ans Ziel.

Was hat dies nun mit dem Palettieren zu tun? Nun, auch hier sollte man darauf achten, die Summe aller Fehlereinflüsse so gering wie möglich zu halten. Denn bereits kleinere Abweichungen vom Soll können in Summe das Palettieren stark beeinflussen und das Erreichen des Gipfels unnötig schwer oder gar unmöglich machen. Es lohnt also, sich die einzelnen Faktoren in Bezug auf das Palettieren genau anzusehen.

Zuverlässige Ausrüstung

Bei der Ausrüstung – genauer gesagt bei der Hardware – geht es zunächst um bestmögliche Stabilität. Je stabiler das System ist, desto präziser und dadurch auch schneller kann man palettieren. Bei aller Stabilität soll die Anwendung trotzdem so schlank wie möglich sein. Unnötiges behindert oder sorgt für zusätzliche Kosten. Ist z.B. die Basis, auf der der Roboter steht zu breit, kann es passieren, dass ein Roboter oder Cobot mit größerer Reichweite benötigt wird – die Paletten stehen dann ja weiter weg vom Roboterfuß. Natürlich soll die Ausrüstung auch robust sein, um so lange wie möglich halten, selbst wenn es mal rauer zugeht.

Setzt man einen kleinen Roboter auf eine herkömmliche Hubsäule, erreicht man bei europäischen Standardgrößen zwar jede gewünschte Höhe, verlieren aber deutlich an Präzision, Geschwindigkeit und Beschleunigung des Roboters. Das liegt daran, dass die Instabilität mit jedem weiteren ausgefahrenen Profil im gesamten System zunimmt. Dadurch entsteht bei einer hohen Geschwindigkeit des Roboters eine starke Verbiegung der Hubsäule. Solch eine Verschiebung kann Abweichungen von der im Vorfeld kalibrierten Position von bis zu 1cm bedeuten. Wenn ein Roboter also eine Genauigkeit von 0,1mm besitzt, verschlechtert sich diese in der Extremposition der Hubsäule um das Hundertfache. Es würde also ein großer Zeitpuffer nötig, um die Schwingungen der Säule auszugleichen. Im Normalfall hat man aber einen solchen Puffer nicht zur Verfügung.

Die Linearsysteme von Linrob sind hingegen speziell für große Geschwindigkeiten, Beschleunigungen oder Gewichte ausgelegt und bieten eine entsprechend hohe Steifigkeit. So kann der Roboter selbst in großen Höhen mit voller Beschleunigung arbeiten. Ein weiterer Vorteil dabei ist, dass die Achsen kaum breiter sind als der Roboterfuß selbst, dadurch wird ein Aufbau mit geringer Stellfläche und guter Erreichbarkeit durch den Roboter ermöglicht. Zudem sind Linearroboter von Linrob für Traglasten bis zu einigen hundert Kilogramm ausgelegt.

Genaues Kartenmaterial

Je genauer die Karte mit den tatsächlichen Gegebenheiten übereinstimmt, umso besser kann man planen. Dabei ist es auch wichtig zu wissen, wo mögliche Hindernisse auftreten können. Beim Palettieren geht es insbesondere darum, ob der Roboter an einem Hindernis vorbeikommt, wo die Palette konkret steht oder wie viel Offset der Greifer erzeugt. Geringere Abweichungen bedeuten bereits in der Planung performanteres Palettieren.

Der Anbieter Linrob stellt für jedes seiner Systeme einen digitalen Zwilling zur Verfügung. Kombiniert mit der präzisen Systemauslegung, der stabilen Konstruktion und großzügig ausgelegter Zubehörteile soll bei der zugehörigen Palettiersoftware von Native Robotics eine exakte Planung des Palettiervorgangs möglich sein. Eventuelle Kollisionen lassen sich bereits während der Simulation in der Software erkennen und umgehen. Ebenso kann bereits im Vorfeld getestet und simuliert werden, welcher Roboter für die Aufgabe überhaupt geeignet ist.

Gute Planung

Wie bei der Wanderung auch: Nachdem die Ausrüstung passt und die Gegebenheiten vorliegen, geht es an die konkrete Umsetzung. Dabei ist der geplante Weg so schnell wie möglich zurückzulegen, gleichzeitig keine Kollisionen zu verursachen und wenn möglich mit hoher Geschwindigkeit voranzugehen. Wenn man jetzt noch eine Abkürzung nehmen könnte, wäre die Planung perfekt. Und genau wie bei einem guten Routenplaner ist es auch bei einer guten Palettiersoftware wichtig eben diese Punkte zu berücksichtigen.

Der Bediener gibt die Größen für Paletten und Pakete vor sowie die Anzahl der Lagen, die palettiert werden müssen. Gibt es eine Zwischenlage oder nicht? Dürfen die Packstücke direkt übereinander oder mit einem Versatz gestapelt werden? Mehr Information ist nicht nötig. Den Rest erledigt die Software vollautomatisch. Sie baut die Palette virtuell zusammen und prüft dabei auf mögliche Kollisionen. Auch die Reihenfolge, in der die einzelnen Packstücke gestapelt werden, kann großen Einfluss auf die mögliche Geschwindigkeit haben. Aber wie ist das jetzt mit der Abkürzung? Hier kommt die Kombination der Linrob-Linearroboter mit der Software von Native Robotics zum Tragen. Sie ermöglicht eine synchrone und koordinierte Bewegung der Linearachse mit dem Roboter, so dass eine deutlich direktere Pfadplanung vorgenommen werden kann. Je nach Größe und Komplexität der Palettieraufgabe sind hier bis zu 20 Prozent mehr Geschwindigkeit gegenüber anderen Systemen erreichbar und dass beim Einsatz des genau gleichen Roboters.

Übertragen auf das Beispiel der Wanderung bedeutet das: Am Ende des Tages kann man ganz entspannt die Aussicht auf dem Gipfel des Berges genießen. Mit dem guten Gefühl, gute Ausrüstung, passendes Kartenmaterial und die richtige Route gewählt zu haben. Fest steht: Mit dieser Herangehensweise macht auch der nächste Berg keine Probleme.

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