Pick-and-place-Anwendungen haben einen großen Vorteil“, erklärt Sebastian Brandstetter, Produktmanager für integrierte Robotik bei B&R: Die verwendeten Roboter führen die gleiche Bewegung 24 Stunden am Tag mit der immer gleichen Präzision aus. Für den Maschinenbetreiber bedeutet das eine hohe Effizienz, wenig Ausschuss und eine Entlastung der Mitarbeiter.

Weniger Fehler durch Pick-and-place

„Viele typische Pick-and-place-Tätigkeiten wurden bereits automatisiert“, erläutert Brandstetter. Es gibt aber immer noch zahlreiche monotone Handarbeitsplätze, an denen zum Beispiel unterschiedliche Produkte in einen Karton verpackt oder schlechte Produkte aussortiert werden. Das hat zwei gravierende Nachteile: Erstens gibt es immer weniger Menschen, die diese Arbeiten erledigen wollen und zweitens steigt auf Dauer die Fehlerquote, verursacht durch Konzentrationsmängel durch die Monotonie. Daher bieten sich Pick-and-place-Lösungen mit ­Robotern für solche Aufgaben an.
„Allerdings“, so Brandstetter weiter, „ist ein Pick-and-place-Prozess komplex“. Es reicht nicht aus, die Roboterkinematik zu programmieren. Es müssen mehrere ­Aspekte bei der Applikationserstellung beachtet werden:

• die Bewegung der einzelnen Roboter,
• die Koordination der Roboter mit ­Förderbändern,
• die Koordination mit einem Vision-System,
• der Prozessablauf selbst.
• Logistische Herausforderung

„Genauer betrachtet, handelt es sich bei einem Pick-and-place-Prozess um eine logistische Aufgabe“, sagt Brandstetter: Dinge sollen möglichst effizient von A nach B transportiert werden. Was auf den ersten Blick einfach erscheint, benötigt im Hintergrund aufwendige Berechnungen und eine entsprechende Programmierung.

„Aus diesem Grund haben wir unseren Mapp-Softwarebaukasten um eine Prozesslösung ergänzt, die den Maschinenbauern genau diese Arbeit abnimmt“, sagt Brand­stetter. Der Anwender muss nur noch den gewünschten Prozess beschreiben, zum Beispiel: „Nimm alle orangen Produkte und lege sie in den ersten Karton.“ Alles andere übernimmt die Mapp-Komponente.

Ausgewählte Softwaremodule werden automatisch verknüpft

„Um das zu ermöglichen, haben wir viele einzelne Softwaremodule programmiert. Diese werden im Hintergrund automatisch miteinander verknüpft, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen“, erklärt Brandstetter das Prinzip von Mapp Pick&Place. Die Schnittstelle Mapp Link stellt auch die Verbindung zu allen anderen benötigten Komponenten sicher: Mapp Vision für die Bildverarbeitung, Mapp Robotics für die Robotersteuerung und Mapp Axis für die Einzelachsansteuerung.
„Der ganz große Vorteil unserer Mapp Technology ist, dass sämtliche Komponenten automatisch miteinander kommunizieren“, erklärt Brandstetter. Der Anwender muss dafür keine einzige Zeile Code programmieren. So hat er mehr Zeit, sich auf seine Kernaufgabe zu konzentrieren, nämlich den Maschinenprozess zu optimieren.
Bei einem Beispiel mit orangenen Produkten sieht das Vorgehen von Mapp Pick&Place im einfachsten Fall so aus:

• eine Vision-Kamera erkennt ein oranges Produkt,
• via Mapp Link geht die Positionsinformation in Echtzeit an den Roboter,
• Mapp Robotics berechnet die optimale Bahn,
• der Roboter nimmt das Produkt auf und sortiert es in den Karton.

Konfigurieren statt Programmieren

„Dieses Prinzip funktioniert auch bei weitaus komplexeren Anwendungen“, betont Brandstetter. So kann sich der Karton auf einem Förderband bewegen oder es werden jeweils bestimmte Produktkombinationen in einem exakten Muster in einen Karton gefüllt. „Auch in diesen Fällen gilt das gleiche Prinzip: Der Anwender muss lediglich die gewünschten Funktionen konfigurieren, es ist keine Programmierarbeit notwendig.“

Mapp Pick&Place ist sehr variabel, so funktioniert die Software problemlos in Zusammenarbeit mit intelligenten Track-Systemen wie Acopostrak. Zudem ist die Zahl der Roboter unbegrenzt, die in der Applikation verwendet werden. Gerade bei schnellen Sortieraufgaben ist es häufig sinnvoll, mehrere Roboter nacheinander einzusetzen, um den Output zu erhöhen. Neben Deltarobotern eignen sich auch Knickarm- und Scara-Roboter.

Der Anwender wählt zwischen mehreren Prinzipien

„Es gibt unterschiedliche logistische Strategien, um Pick-and-place-Applikationen zu lösen“, erklärt Brandstetter. „Auch das haben wir bei Mapp Pick&Place berücksichtigt.“ Der Anwender kann zwischen unterschiedlichen Prinzipien wählen, zum Beispiel:

• First In – First Out,
• Priorisierung bestimmter Aufgaben oder Produkte,
• kürzestmögliche Pick-Dauer,
• energieoptimale Bewegungsprofile,
• mechanikschonende Bewegungsprofile.

So lässt sich der Prozess an jede Situation optimal anpassen. Aufgrund der einfachen Implementierung der Robotik und des Pick-and-place-Prozesses sinkt das Investitions­risiko für den Einsatz von Robotern in Maschinenprozessen deutlich. Zudem lässt sich die Produktivität durch das exakte Synchronisieren der Roboter mit den restlichen Maschinenkomponenten signifikant erhöhen.

Roboter und Steuerungstechnik aus einer Hand

B&R ist der einzige Steuerungshersteller, der Roboter und Steuerungstechnik aus einer Hand anbietet: Die Roboter des B&R-Mutterkonzerns ABB sind vollständig in das B&R-Automatisierungssystem integriert. Anwender profitieren daher von einer präzisen Synchronisierung zwischen Robotik und Maschinensteuerung. Zudem benötigen sie nur eine Steuerung und ein System für Entwicklung, Diagnose und Wartung.

Autor
Stefan Hensel, Unternehmensredakteur bei B&R