Mobile Einheiten für den internen Transport
Wenn der mobile Roboter übernimmt
Standen lange Zeit Kriterien wie Kraft, Schnelligkeit und Wiederholgenauigkeit im Mittelpunkt industrieller Maschinen, sind heute vermehrt auch Flexibilität, Anpassungsfähigkeit und Selbstständigkeit gefordert. Autonom und dynamisch bewegt sich die daraus entstandene neue Generation mobiler Roboter heute schon in vielen Werkhallen, verbessert intralogistische Abläufe und entlastet den Menschen durch die Übernahme monotoner und teils sogar gefährlicher Transportaufgaben. Im industriellen Alltag ist es dementsprechend wichtig, das Verständnis für die flexible Robotergeneration zu schärfen.
Ausgestattet mit variablen Aufsatzmodulen wie Förderbändern, Regelaufsätzen oder Ziehsystem kann der MiR200 nahezu jede Transportaufgabe im Produktionsalltag übernehmen. (Bild: Mobile Industrial Robots ApS)
Die Anforderungen an das fertigende Gewerbe sind hoch. Denn in Zeiten globaler Märkte steigen nicht nur Wettbewerbs- und Preisdruck, sondern auch die Kundenerwartungen an immer individuellere Produkte zu immer kürzeren Lieferzeiten. Produzierende Unternehmen sehen sich mit enormen Herausforderungen konfrontiert, wenn sie weiterhin wirtschaftlich agieren wollen. Gefragt sind daher Produktionstechnologien, die sich flexibel und einfach auf neue Produkte oder Varianten ausrichten lassen. Gleichzeitig gilt es, Ressourcen möglichst schlank und effizient einzusetzen. Automatisierungslösungen rücken so immer stärker in den Fokus. Der Einsatz von Robotern ist in der Fertigung des 21. Jahrhunderts allgegenwärtig. Nicht nur bei der Maschinenbestückung, in der Montage oder dem Verpacken, sondern auch im innerbetrieblichen Transport bieten Roboter ein hohes Potential. Denn auf der Hand liegt, dass in großflächigen Fertigungsanlagen täglich Unmengen an Wegen anfallen. Werkstücke müssen in kurzen Zeitabständen vom Lager zur Fertigung oder zwischen einzelnen Abteilungen zur Weiterverarbeitung befördert werden. Abfälle, die im Produktionsprozess anfallen, werden meist stündlich abtransportiert. Und nicht zuletzt wechseln sich Arbeiter auch mit speziellen Werkzeugen ab, die es regelmäßig von A nach B zu übertragen gilt. Die anfallenden Wegzeiten bewältigen oftmals Mitarbeiter, die extra dafür abgestellt werden oder aber ihre eigentliche Arbeit unterbrechen müssen. Schnell kommt es so zu unnötigen Wartezeiten in der Produktion. Denn die oft höherqualifizierten Mitarbeiter können ihren eigentlichen Aufgaben während der Transportzeit nicht nachgehen. Hier liegt das Potential mobiler Roboter, die den Materialfluss innerhalb von Produktionsprozessen automatisieren, indem sie Produkte und Werkteile autonom, flexibel und zuverlässig an die richtigen Stellen bringen – und dabei unmittelbar neben dem Menschen eingesetzt werden.
Kurze Lieferzeiten und hohe Wettbewerbsfähigkeit
Wie eine Prozessoptimierung und Effizienzsteigerung durch den Einsatz mobiler Roboter aussehen kann, zeigt sich am Beispiel von Elos Medtech Pinol: Mithilfe mobiler Robotertechnik von Mobile Industrial Robots hat der Hersteller von Medizintechnik seinen internen Warentransport unlängst automatisiert und so für einen kontinuierlichen und flexiblen Materialfluss gesorgt – eine große Herausforderung bei der Produktion von 3.000 verschiedenen Artikeln in Chargengrößen von teils nur 100 Einheiten. Früher legte die Belegschaft auf den insgesamt 8.000m2 Fabrikfläche Laufwege von durchschnittlich 7,5km pro Tag zurück, um Waren zur Weiterverarbeitung in andere Abteilungen zu bringen. Diese Aufgabe übernimmt nun der MiR100, ein autonomer mobiler Roboter, und kommt dabei auf beachtliche 1.650km Wegstrecke pro Jahr. Das entspricht einer halben Vollzeitstelle, die nun zur Erledigung höherwertiger Aufgaben eingesetzt wird. „Mitarbeiter, die früher Waren zur Weiterverarbeitung in andere Abteilungen bringen mussten, legen diese jetzt auf der Ladefläche des MiR100 ab, wenn er beim Zurücklegen seiner Stammstrecke vorbeikommt. So lassen sich Stillstandzeiten und Unterbrechungen vermeiden und die Verarbeitung der Produkte in der eigenen Abteilung kann reibungslos weitergehen“, sagt Per Hansen, Entwickler bei Elos. Der mobile Helfer brachte damit nicht nur eine Entlastung der Mitarbeiter mit sich, sondern sorgte auch für entscheidende Veränderungen im Unternehmen selbst: Durch die Halbierung der Durchlaufzeiten für Fertigungsaufträge vom Produktionsanlauf bis zu Auslieferung wächst das Unternehmens weiter. Stillstandzeiten gehören der Vergangenheit an. Und damit haben die Roboter sogar die Einstellung zusätzlicher Mitarbeiter notwendig gemacht.
Durch den Einsatz des MiR100 gehören unnötige Stillstand- und Wartezeiten bei ELOS Medtech Pinol A/S der Vergangenheit an. (Bild: Mobile Industrial Robots ApS)
Ein sicherer Roboter – zahlreiche Anwendungen
Für die praktische Umsetzung braucht es also einen mobilen Helfer, der zuverlässig, selbstständig und gefahrenlos neben dem Menschen arbeitet. Diese Anforderung schließt ein, dass der Roboter selbstständig und kollisionsfrei in einer unbekannten und dynamischen Umgebung sicher agiert. Hierzu ist es für ihn unerlässlich, die Umwelt zu explorieren und auf sie in geeigneter Weise zu reagieren. Er muss Aufgaben lösen wie: Wo bin ich? Wohin muss ich? Wie gelange ich dorthin? Die mobilen Robotermodelle MiR100 und MiR200, die nach ihren Nutzlasten benannt sind, verfügen zu diesem Zweck über leistungsfähige Sensortechnik. Zwei Flächenscanner, vier Ultraschallsensoren und eine 3D-Kamera schicken kontinuierlich detaillierte Umgebungsdaten an die Echtzeit-Navigation und Sicherheitsalgorithmen des Roboters. Stellen Menschen, Kabel, Paletten oder Boxen nun unvorhersehbare Hindernisse für den mobilen Kollegen dar, kann dieser in Echtzeit ausweichen oder bei Bedarf rechtzeitig stoppen. Ebenso werden Hürden unterhalb sowie über dem Roboter erkannt, wie Tische oder auch durchsichtige Hindernisse wie Glastüren. Über eine Verbindung mit dem WLAN kann der mobile Helfer u.a. auch auf die Steuerung von Aufzugsystemen zugreifen und in diese selbstständig ein- und aussteigen. Mit jedem Einsatz erstellt der Roboter eine Art internes Weltbild, womit er sein Verhalten den wechselnden Anforderungen und Problemstellungen seiner Umwelt flexibel anpasst. Das Sensoren- und Sicherheitssystem schafft nicht nur Vertrauen von Seiten der Mitarbeiter in die mobile Technologie, sondern gibt dem Roboterkollegen gleichzeitig die Grundlage, um sich nahezu jeder Transportaufgabe im Produktionsalltag anzunehmen. Flexibel einsetzbar wird der Roboter schließlich durch unterschiedliche Aufsatzmodule wie Förderbänder, Regalaufsätze und dem Ziehsystem MiRHook, mit dem er Rollwagen von bis zu 500kg zieht. Ausgestattet mit kollaborierenden Roboterarmen können die mobilen Helfer auch Pick&Place-Aufgaben übernehmen. Eine simple vierfache Schraubbefestigung ermöglicht es hierbei, die Module einfach an dem Roboter anzubringen.
