Die Lebensmittelverarbeitungs- und Verpackungsindustrie wächst rasant. Um den steigenden Anforderungen und der erforderlichen Effizienz gerecht zu werden, setzen Hersteller Roboter ein, um Aufgaben zu erledigen, die andernfalls manuelle Arbeit erfordern würden.

Pick-and-Place-Roboter gehören zu den am häufigsten eingesetzten Automatisierungsmaschinen im Bereich der Lebensmittelverpackung.

Was ist ein Pick-and-Place-Roboter?

Pick-and-Place-Roboter ermöglichen es Unternehmen, automatisierte Lösungen zum Aufnehmen von Objekten von einem Ort zum Abstellen an einem anderen Ort einzusetzen.

Einfache Tätigkeiten wie das Heben oder Bewegen von Gegenständen erfordern keine großen Denkprozesse. Daher kann der Einsatz von Arbeitskräften für diese Aufgaben ineffizient sein, da diese Arbeitskräfte auch für andere, anspruchsvollere Aufgaben genutzt werden könnten.

Diese sich wiederholenden Aufgaben werden von Pick-and-Place-Robotern übernommen. Diese Roboter sind häufig mit Sensoren und Bildverarbeitungssystemen ausgestattet, um Objekte von einem sich bewegenden Förderband aufzunehmen.

Wer hat die Pick-and-Place-Roboter erfunden?

Die heute in der Lebensmittelverpackungsindustrie für monotone Aufgaben eingesetzten Pick-and-Place-Roboter basieren auf Delta-Robotern. Diese wurden Anfang der 1980er-Jahre von einem Forschungsteam unter der Leitung von Professor Reymond Clavel an der EPFL in der Schweiz entwickelt.

Die Massenproduktion von Verpackungs-Pick-and-Place-Robotern begann 1987, als ein Schweizer Unternehmen namens Demaurex die Lizenz zur Herstellung dieser Roboter erwarb.

Im Jahr 1999 brachte ABB Flexible Automation den FlexPicker Delta-Roboter auf den Markt, der sich zu einer bahnbrechenden Innovation auf diesem Gebiet entwickelte.

Das Gebiet der Pick-and-Place-Roboter entwickelt sich noch weiter. Forscher optimieren diese Roboter für das Aufnehmen noch kleinerer Gegenstände für Computerprozessoren oder für sich wiederholende Aufgaben mit höherer Geschwindigkeit und Präzision.

Wie funktionieren Pick-and-Place-Roboter?

Es gibt verschiedene Bauformen von Pick-and-Place-Robotern, die sich nach dem jeweiligen Anwendungsbereich richten. Das Grundprinzip der meisten dieser Bauformen ist jedoch ähnlich.

Diese Roboter sind typischerweise auf einem stabilen Ständer montiert und verfügen über einen langen Arm, der ihren gesamten Arbeitsbereich erreichen kann. Die Anbauteile am Arm sind auf die Art der Objekte, die der Roboter bewegen soll, spezialisiert.

Diese Roboter können Gegenstände von einer stationären Oberfläche auf eine stationäre Oberfläche, von einer stationären auf eine bewegliche Oberfläche, von einer beweglichen auf eine stationäre Oberfläche und von einer beweglichen auf eine bewegliche Oberfläche (z. B. zwischen zwei Förderbändern) transportieren.

Auf wie vielen Achsen kann die Bewegung eines herkömmlichen Pick-and-Place-Roboters erfolgen?

Einfache Pick-and-Place-Roboter, die Gegenstände aufnehmen und an anderen Stellen ablegen, verfügen über einen 5-achsigen Roboterarm. Es gibt jedoch auch 6-achsige Roboterarme, die die Gegenstände drehen können, um ihre Ausrichtung zu ändern.

Aus welchen verschiedenen Teilen besteht ein Pick-and-Place-Roboter?

Ein Pick-and-Place-Roboter besteht aus mehreren speziellen Bauteilen, wie zum Beispiel:

Roboterarm-Werkzeug:Ein Roboterarm, auch Manipulator genannt, ist die Erweiterung des Roboters durch zylindrische oder kugelförmige Teile, Glieder und Gelenke.

Endeffektor:Der Endeffektor ist das Anbauteil am Ende des Roboterarms, das die gewünschte Aufgabe, wie beispielsweise das Greifen von Objekten, übernimmt. Je nach Anforderung können Endeffektoren für unterschiedliche Funktionen ausgelegt sein.

Aktuatoren:Aktuatoren erzeugen die Bewegung im Roboterarm und den Endeffektoren. Lineare Aktuatoren sind im Prinzip alle Arten von Motoren, wie z. B. Servomotoren, Schrittmotoren oder Hydraulikzylinder.

Sensoren:Man kann sich Sensoren als die Augen der Roboter vorstellen. Die Sensoren übernehmen Aufgaben wie die Bestimmung der Position eines Objekts.

Controller:Die Steuerungselemente synchronisieren und kontrollieren die Bewegung verschiedener Aktuatoren eines Roboters und sind somit das Gehirn hinter dem reibungslosen Roboterbetrieb.