Roboter haben die Fertigungsprozesse revolutioniert und bieten eine effiziente und kostengünstige Möglichkeit, Menschen von unsicheren und sich wiederholenden Tätigkeiten zu befreien, die zu Überlastungsschäden führen können. Pick-and-Place-Anwendungen gehören zu den häufigsten Einsatzgebieten von Automatisierung und Robotern in der Montage. Obwohl Fabriken dadurch problemlos geeignete Pick-and-Place-Robotermodelle beschaffen können, erfordert die Auswahl des richtigen Roboters für eine spezifische Anwendung einige Recherchen.

Wofür werden Pick-and-Place-Roboter eingesetzt?

Ein Merkmal, das moderne Pick-and-Place-Roboter von anderen Robotern unterscheidet, ist ihre verbesserte Sehschärfe in Kombination mit lernfähiger künstlicher Intelligenz (KI). Dank dieser Fähigkeit zum maschinellen Lernen (ML) können sich Pick-and-Place-Roboter leichter an Veränderungen in ihrer Umgebung anpassen und den optimalen Greifwinkel für ein Objekt berechnen. Der Roboter bewegt sich, um ein Objekt besser zu erkennen, klassifiziert die beste Greifmethode für neue Objekte und speichert dieses Wissen, um seine Leistung durch Ausprobieren stetig zu verbessern.

Bevor man sich für einen bestimmten Robotertyp entscheidet, sollte man zunächst die vorgesehenen Einsatzmöglichkeiten analysieren. Vielleicht wird ein Roboter für eine spezielle Aufgabe benötigt, oder ein Hersteller braucht einen vielseitigeren Roboter, der sich flexibel an verschiedene Zwecke anpassen lässt. Die Einsatzmöglichkeiten dieser Roboter sind vielfältig und reichen von der Kommissionierung über die Inspektion bis hin zur Produktverpackung.

Hier sind nur einige gängige Einsatzgebiete für Kommissionier- und Verpackungsroboter:

1. Montage:Bei Montageanwendungen können Pick-and-Place-Roboter eingehende Bauteile aufnehmen, diese mit anderen Teilen des Werkstücks verbinden und anschließend zum nächsten Montagepunkt transportieren.
2. Behälterauswahl:Montagelinien beinhalten häufig das Entnehmen von Bauteilen aus Behältern und deren Platzierung an anderen Orten zur Montage oder Verpackung. Speziell entwickelte Kommissionier- und Verpackungsroboter mit modernsten Bildsensoren und KI-Software können Farben, Größen und Formen erkennen.
3. Inspektionen:Zur Überprüfung auf Mängel benötigen Pick-and-Place-Roboter hochentwickelte KI mit Bildverarbeitungssystemen, um Fehler zu erkennen und minderwertige Komponenten oder Produkte auszusortieren, sie aufzunehmen und in bestimmten Behältern oder Bereichen abzulegen.
4. Verpackung:Die Automatisierung von Verpackungsanwendungen umfasst entweder das Einlegen des fertigen Produkts in die Verpackung durch einen Roboter oder, bei speziell entwickelten Pick-and-Pack-Robotern, das Platzieren der verpackten Artikel auf Paletten zum Versand.

Arten von Pick-and-Place-Robotern

Pick-and-Place-Roboter sind in der Regel auf stabilen Ständern montiert und so positioniert, dass sie bestimmte Arbeitsbereiche erreichen. Sie nutzen fortschrittliche Bildverarbeitungs- und Werkzeugsysteme, die für verschiedene Anwendungen konfiguriert sind. Häufig werden diese durch KI-Software unterstützt, die mithilfe von ML-Algorithmen das „Lernen“ der Pick-and-Pack-Roboter ermöglicht, sodass diese eine Vielzahl von Aufgaben ausführen können.

Roboterarm

Die am häufigsten eingesetzten Pick-and-Place-Roboter sind 5-Achs-Roboterarme, die für Standardanwendungen wie das Bewegen von Objekten in einer Ebene verwendet werden. Für komplexere Aufgaben, beispielsweise das Drehen oder Ausrichten eines Objekts vor dem Weitertransport zum nächsten Montagepunkt, kommen in der Regel leistungsfähigere 6-Achs-Roboterarme zum Einsatz.

Kartesischer Roboter

Ähnlich wie der 6-Achs-Roboterarm können kartesische Roboter in mehreren Ebenen arbeiten. Benannt nach René Descartes, einem französischen Mathematiker des späten 16. Jahrhunderts, bewegen sich diese Pick-and-Place-Roboter mithilfe der horizontalen X- und vertikalen Y-Achse in einer kartesischen Ebene. Die Z-Achse entspricht dem kartesischen Koordinatensystem des 19. Jahrhunderts zur Beschreibung des dreidimensionalen Raums. Sie verwenden Linearantriebe und verschiedene Antriebsmechanismen. Typischerweise bieten sie eine höhere Positioniergenauigkeit als 6-Achs-Roboterarme.

Delta- (oder Parallel-) Roboter

Delta-Roboter, die häufig in der Hochgeschwindigkeits-Lebensmittelverarbeitung eingesetzt werden, nutzen fortschrittliche optische Technologie zur Unterscheidung von Farben, Formen und Größen. Diese Kommissionier- und Verpackungsroboter, die mit leistungsstarken Motoren an Rahmen befestigt sind, sind in zahlreichen Konfigurationen erhältlich, wobei die meisten auf vier Achsen arbeiten. Zur Bewegungssteuerung verwenden sie drei leichte Arme, die über Stangen mit Gelenken an den gegenüberliegenden Enden jedes Arms verbunden sind.

Schneller Pick-and-Place-Roboter

Diese schnellen Kommissionierroboter eignen sich ideal für Umgebungen mit mittlerem bis hohem Durchsatz und ermöglichen einen vollautomatisierten Kommissionierprozess, sodass sich die Mitarbeiter auf andere Tätigkeiten im Fertigungsprozess konzentrieren können. Mit einer Taktfrequenz von bis zu 150 Zyklen pro Minute werden diese Kommissionier- und Verpackungsroboter häufig in Verpackungslinien eingesetzt, wo Aktions- oder Zusatzbestellungen verpackt werden, beispielsweise beim Hinzufügen von Batterien oder Werbeartikeln.

Cobot (oder kollaborativer Roboter)

Kollaborative Roboter (Cobots) werden aufgrund ihrer Fähigkeit, bei getrennten, aber kompatiblen Aufgaben Seite an Seite mit menschlichen Arbeitskräften zu arbeiten, als kollaborative Roboter bezeichnet. Sie unterstützen die menschliche Arbeitskraft, indem sie die Arbeiter zu den Kommissionierpositionen führen und sie durch spezifische Arbeitsschritte leiten. Dadurch optimieren sie die Bearbeitungszeiten und tragen so zu einem produktiveren Fertigungsprozess bei.

Palettierroboter

Ein spezifischer Anwendungsbereich für Pick-and-Place-Roboter ist das Palettieren verpackter Artikel für den Versand. Manchmal verlangsamt sich der Produktionsdurchsatz, weil das Palettieren der fertigen Produkte Zeit in Anspruch nimmt. Zwar gibt es bereits andere Automatisierungslösungen für das Palettieren, diese benötigen jedoch viel Platz und lassen sich nicht flexibel an unterschiedliche Palettierungsaufgaben anpassen. Obwohl das Palettieren kein direkter Pick-and-Place-Prozess ist, stellt es eine Erweiterung davon dar, und kundenspezifische Pick-and-Pack-Roboter können diese Operationen problemlos durchführen.