Roboterzelle mit 3D-Scanner und Vakuumsauggreifer
Passgenaue Ablage von Rohblechen
Die Einbringung von Rohblechpaketen für die Blechbearbeitung erfolgt häufig rein manuell, was sehr aufwendig und personalintensiv ist. Mithilfe eines Roboters lassen sich die Rohbleche auch automatisiert einbringen. Ein 3D-Laserscanner sorgt dabei für die Informationsübermittlung an den Roboter, damit dieser die genaue Lage und Beschaffenheit der Bleche erkennt und diese präzise ablegen kann.
Bei Weiss Technik erfolgt die Einbringung von Rohblechen in ein automatisiertes Hochregallager per Roboter. Um diesen vor Kälte und Feuchtigkeit zu schützen, wurde hierfür ein klimatisierter Schutzanzug entwickelt. (Bild: Rohmann-Automation GmbH)
Die Firma Rohmann-Automation liefert Umsetzroboter für Rohblechpakete an Weiss Technik in Lindenstruth, ein Unternehmen der in Heuchelheim bei Gießen ansässigen Schunk Group. Das Ingelheimer Unternehmen liefert überwiegend Speziallösungen für die metallverarbeitende Industrie sowie für Luftfahrt und Medizintechnik. Die neue Maschine ist die letzte Ergänzung eines neu angeschafften Blechzentrums, das kürzlich im Beisein vom hessischen Ministerpräsident Bouffier seinen Betrieb aufgenommen hat.
Automatisiertes Blechbearbeitungszentrum
Zur Marke Weisstechnik zählen individuelle Lösungen für Umweltsimulationen, Reinräume, Klimatisierung, Luftentfeuchtung sowie Containmentlösungen. Die Gehäuse der Hightech-Produkte werden aus hochwertigen Blechen gefertigt. Mithilfe des neuen Blechzentrums macht das Unternehmen einen großen Produktivitätsfortschritt und kann die benötigten Bleche effizienter fertigen. Investitionen in moderne Fertigungssysteme ermöglichen es Weiss Technik, wettbewerbsfähig auch gegenüber Konkurrenten aus anderen Ländern mit niedrigerem Lohnniveau zu bleiben. Das automatisierte Blechbearbeitungszentrum ist Teil der Investitionen in den Standort, die in den vergangenen fünf Jahren 20Mio.€ umfasst haben. Im gleichen Zeitraum ist in Reiskirchen die Zahl der Arbeitsplätze um rund 100 auf aktuell 840 gestiegen und wird weiter ausgebaut.
Automatisches Einbringen von Rohblechpaketen
Mit der neuen Investition können angelieferte Rohblechpakete aus dem Wareneingang in den gängigen Formaten bis 3000x1500mm in ein automatisiertes Hochregallager eingebracht werden. Bisher erfolgte die Einbringung der Pakete ausschließlich manuell. Bis zu vier Werker hatten die Aufgabe, die Blechpakete auszupacken, aufwendig von der Holzpalette zu lösen und auf einen Transportwagen des Hochregallagers zu positionieren. Hierzu waren viele Arbeitsschritte erforderlich. Dieser personalintensive Vorgang entfällt nun gänzlich.
Klimatisierter Schutzanzug
Die Anlage befindet sich im überdachten Außenbereich des Unternehmens. Um den Roboter vor Kälte und Feuchtigkeit zu schützen, wurde hierfür ein klimatisierter Schutzanzug entwickelt. Ein geregeltes Heizgebläse versorgt den Roboter kontinuierlich mit temperierter Luft. Ein Staplerfahrer positioniert nun bis zu fünf Blechpakete übereinander in den Einlegebereich der Roboterzelle und entfernt die Verpackung der obersten Einheit. Über ein Multitouch-Display an der zentralen Bedieneinheit werden Parameter wie Blechtafelgröße, Stärke, Material und Anzahl der Pakete übereinander eingetragen.
(Bild: Rohmann-Automation GmbH)
Erfassung mittels 3D-Laserscanner
Eine wesentliche Problemstellung war die Erfassung der sehr unterschiedlichen Blechpakete durch den Roboter. Die Blechtafeln werden direkt vom Hersteller auf unterschiedlichen Paletten aus Holz angeliefert. Oft sind Qualität und Abmaße der Holzpaletten stark unterschiedlich. Einige Paletten werden sogar defekt oder krumm angeliefert. Nun bestand die Aufgabenstellung darin, dem Roboter in möglichst kurzer Zeit detaillierte Information zum Zustand der Pakete zu übergeben. Die Lösung sieht wie folgt aus: Quer über den Einlegebereich ragt ein Portal, an dem ein mittels Servoantrieb verfahrbarer 3D-Laserscanner angebracht ist. Zu Beginn des Prozesses verfährt der Laserscanner über den gesamten Einlegebereich und erzeugt ein 3D-Modell des Palettenstapels. Die hauseigene Software wertet den Scan innerhalb weniger Millisekunden aus und prüft den Stapel auf Plausibilität. Außerdem werden die Blechgröße und die exakte Winkellage des obersten Blechpaketes erfasst und dem Roboter übermittelt. Ein Spezial-Vakuumsauggreifer mit Luftsparfunktion greift nun das oberste Blech und löst dieses durch Ankippen der Ecken. Eine mechanische Doppelblechkontrolle prüft, ob nur ein Blech aufgenommen wurde.
Lichtschnittsensoren für die exakte Ablage
Um hohe Präzision beim Ablegen des Bleches zu gewährleisten und einen sauberen Blechstapel zu bilden, wird das Blech im nächsten Schritt in die Gabeln von insgesamt drei Lichtschnittsensoren bewegt. Mittels Triangulation wird ein Korrekturoffset der Ablegepositon auf dem Blechwagen errechnet. Der Roboter palettiert die Bleche anschließend nacheinander wieder auf dem Transportwagen des Blechlagers auf, wo dieser anschließend wieder im automatisierten Hochregal verschwindet. Ist ein Blechpaket fertig umgesetzt, wird der Werker aufgefordert, die leere Holzpalette zu entnehmen. Anschließend erfolgt ein erneuter 3D-Scan und der nächste Umsetzvorgang erfolgt. Das Projekt ist in Zusammenarbeit mit einer Studentengruppe der Technischen Hochschule Mittelhessen (Fachbereich ME) entstanden.
