Nicht zuletzt aufgrund des Fachkräftemangels und der fortschreitenden Automatisierung und Digitalisierung von Prozessen erwacht in der Intralogistik von Industrieunternehmen oder von Distributions- und Verteilzentren das Interesse an automatisierten Depalettieranlagen. Die Vorgabe lautet: Paletten im Wareneingang oder in der Warenverteilung sollen nicht mehr manuell, sondern robotergeführt entladen werden. Die Kombination von Robotik, Bildverarbeitung, Greiftechnik und künstlicher Intelligenz bietet dabei ein großes Potenzial: Die Palettieranlagen von Polyplan können hinsichtlich Roboterausführung, Greiftechnik, Bildverarbeitung, Sicherheits- und Steuerungstechnik, Programmierung, Anbindung an Bestandsfördertechnik sowie OT- und IT-Integration gemäß Kundenvorgabe ausgelegt werden. Zudem lassen sich die Lösungen auch flexibel um periphere Fördertechnik oder die Integration von Wäge- und Kennzeichnungstechnik erweitern. Machine Learning unterstützt das Einlernen neuer Behältertypen. Hierbei können Algorithmen schon jetzt selbstständig lernen, neue Gebindetypen zu identifizieren und zu unterscheiden.
Die Depalettieranlagen können aktuell je nach Kundenpräferenz mit Robotern von Kuka, ABB oder Fanuc ausgerüstet werden. Für die OT-Integration der genannten Fabrikate per Profisafe in die Anlagen-SPS verfügt der Hersteller über entsprechende Technologiepakete für die jeweiligen Robotersteuerungen. Alle Greifersysteme von Polyplan – so auch der neue Multifunktionsgreifer – verfügen über die passenden mechanischen, pneumatischen und steuerungstechnischen Schnittstellen zu den verschiedenen Fabrikaten.
Greifer in in Servo-Vakuumtechnik
Der Multifunktionsgreifer in Servo-Vakuumtechnik ist modular konzipiert – aufbauend auf der KLT-Basisfunktion – und kann beliebig um die Funktionen EPP, Kartonage und Deckelentnahme erweitert oder konfiguriert werden. Beim Greifen von KLTs nutzt der Multifunktionsgreifer seine servomotorische Aufnahmemechanik, die je nach Kistentyp und Orientierung automatisch verfährt und sich der Position der Greiflöcher des betreffenden KLT anpasst. Zwei robotergesteuerte Servomotoren treiben dabei die Linearverfahreinheiten des Greifers 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 ein Übergreifen eines KLT, eine Kollision oder den Endanschlag der Spindeltriebe.
Die Funktionalität des Greifens von EPP-Behältern, Kartons und Palettendeckel wird mit Vakuum-Saugnäpfen umgesetzt. Hierzu werden die beiden servomotorischen Greifmodule um eine Leiste mit Saugnäpfen ergänzt. Beim Aufnehmen beispielsweise eines EPP-Behälters wird dieser zunächst auf einer Seite per Vakuum gegriffen, dann um wenige Grad gekippt und wenige Millimeter von einem daneben befindlichen Behälter vorgezogen, so dass der Multifunktionsgreifer jetzt auch die gegenüberliegende Behälterseite greifen kann – und damit der Roboter jetzt das komplette Gebinde. Überfahrsensoren sowie eine pneumatische Dämpfung der Greiferbewegungen gewährleisten eine zuverlässige Detektion und Vermeidung von Crashgefahren. Bei einer Maximaltraglast von 25kg bei KLTs und 20kg bei EPP-Behältern und Kartons, einer Greifermasse von etwa 95kg sowie entsprechender Sicherheitsreserven eignen sich somit Roboter mit einer Traglast von 150 bis 210kg.
Präzise 3D-Gebindeerkennung
Die Griffsicherheit seiner robotergeführten Depalettieranlagen erreicht der Hersteller mit der VMT-DeStack-Lösung unter Verwendung von DeepScan-Sensoren. Per Bildverarbeitung wird das Stapelschema der jeweils obersten Palettenebene ermittelt, dabei die vorhanden Behältertypen identifiziert und deren Orientierung detektiert. Darüber hinaus werden Lagefehler erkannt, die bis zu ±20° um alle Rotationsachsen ausgeglichen werden können. Die gemessenen Kontur-, Höhen- und Positionswerte werden dann in Bahn- und Greifdaten zur präzisen kollisionsfreien Führung des Roboters und Positionierung des Multifunktionsgreifers umgerechnet. Die Kisten werden dann in einer definierbaren Reihenfolge, von vorne nach hinten und von oben nach unten, abgestapelt.
Da das Messsystem nicht in den Multifunktionsgreifer integriert, sondern in einer statischen Position oberhalb des Depalettierungsplatzes installiert ist, ist es in der Lage, nach jedem Greifen ein aktualisiertes 3D-Bild des Stapelschemas der obersten Palettenlage zu ermitteln. Der Robotertakt – und damit die Geschwindigkeit der Depalettierung – wird nicht durch ein mehrfaches Heranfahren des Greifers und seiner Sensoren für Messzwecke beeinträchtigt und erreicht somit eine Zykluszeit von weniger als 10s pro Gebinde. Bei Bedarf kann auch der Füllstand der Kisten erfasst werden, ohne die Abläufe zu verlangsamen.
Die Offenheit in Bezug auf den Einsatz von Robotern unterschiedlicher Hersteller und deren OT-Integration, die Nutzung von Machine Learning und leistungsfähiger Bildverarbeitung zur Roboterführung sowie der Multifunktionsgreifer machen die Depalettieranlagen somit zu einem Schweizer Messer für die Intralogistik.
