Robotergestützte Sortieranlage

Sägen, sortieren und lagern? Der macht das!

Robotergestützte Sortieranlage. Das Abschnitt-Sortier-System von Kasto steigert die Effizienz beim Auftragssägen und Lagern von Metallzuschnitten. Dazu setzen die Experten aus Baden-Württemberg auf ABB-Roboter.

Kasto Sort ist das Bindeglied zwischen den automatischen Säge- und Lagersystemen des Unternehmens. (Bild: Kasto)

Geht es um automatisierte Komplettsysteme für die Säge-und Lagertechnik von Metall-Langgut und Blech, zählt Kasto zu den Technologieführern. Eine wichtige Komponente ist das robotergestützte Abschnitt-Sortier-System Kastosort. Der Shelf-Roboter vom Typ IRB 6650S mit 200 Kilogramm Handhabungskapazität und drei Metern Reichweite ist eine Schlüsselkomponente, denn aufgrund seines großen Arbeitsbereichs und der Möglichkeit zur Installation oberhalb der Sägen passt er ins Anwendungsprofil. Hinzu kommt seine Positionswiederholgenauigkeit von 0,11 Millimetern. Durch Oberarmverlängerungen und das hohe Handgelenksdrehmoment lässt sich der Roboter flexibel an unterschiedliche Prozesse anpassen. Der vollständig nach hinten neigbare Roboter ist außerdem enorm wendig auch in engen Fertigungsumgebungen. Der IRB 6650S ist bis heute der von Kasto am häufigsten eingesetzte ABB-Roboter.

Die robotergestützte Sortieranlage Kastosort bildet das Bindeglied zwischen den automatischen Säge- und Lagersystemen des Maschinenbauers aus Achern. Ein Beispiel hierfür ist die Komplettlösung für den Hersteller von Hydraulikzylindern AHP Merkle. Sie besteht aus einem platzsparenden Turmlager Unitower, einer CNC-gesteuerten Kreissägemaschine vom Typ Kasto Variospeed und der genannten Sortierroboter-Zelle.

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Der IRB 6650S als Herzstück des Kasto-Sort-Systems sorgt für vollautomatische Abfuhr, Nachbearbeitung und Palettierung von Sägeabschnitten. (Bild: Kasto)

Das Turmlager hat eine Höhe von 18 Metern und bietet 94 Lagerplätze zur Aufbewahrung von Metall-Langgut. Als Ladungsträger dienen Kassetten mit jeweils drei Tonnen Traglast. Vom Lager gelangen die Kassetten über Rollenbahnen in die Sägerei zum Bestücken eines Universallagers, das die hier installierte CNC-gesteuerte Kreissäge auch über längere Zeit mannlos mit Material versorgen kann. Die dazu erforderlichen Material- und Auftragsdaten sind in der Steuerung der Sägemaschine hinterlegt.

Eine der Forderungen von AHP war, dass das manuelle Handling der gesägten Teile durch die Mitarbeiter komplett entfällt. Das automatische Sortiersystem von Kasto mit zwei ABB-Robotern erfüllt diese Vorgabe.

Sortieren und Entgraten auf engem Raum
Zwei Roboter deshalb, weil Kastosort die Sägeabschnitte sauber entgratet in Boxen oder auf Paletten einsortieren soll. Dazu entnimmt der Sortierroboter mit seinem Vakuumgreifer den Sägeabschnitt aus der Einspannung der Sägemaschine und legt ihn in die Werkstückaufnahme für den Bearbeitungsroboter zum Entgraten. Insgesamt hat die Anlage elf unterschiedliche Vakuumgreifer und vier Spannvorrichtungen zum Fixieren von Rund- und Vierkantmaterialien. Um eine höchstmögliche Produktivität zu gewährleisten, greift der erste Roboter bereits einen neuen Sägeabschnitt und spannt ihn in eine der anderen Spannvorrichtungen, während der zweite Roboter noch mit dem Entgraten des ersten Teils beschäftigt ist. Letzterer kann auch weitere Bearbeitungen ausführen, zum Beispiel Anfasen oder Bohren. Die vom zweiten Roboter bearbeiteten Teile setzt der Sortierroboter anschließend je nach Auftrag entweder sortenrein oder gemischt in die vier bereitstehenden Behälter. Ab hier setzt sich die Prozesskette dann fort mit dem Transport entweder zu weiteren Bearbeitungsstationen oder zur Zwischenlagerung.

Steuerung sucht sich den Greifer selbst
Die Komplexität von Prozessen, Maschinen und Anlagen erfordert intelligente Bedienkonzepte, damit sie sich auch von Arbeitskräften ohne Programmierkenntnisse sicher betreiben lassen. Das gilt vor allem für den Einsatz der Roboter. Mit Kastosort kann auch der in die einfache Aufgabe kurz eingewiesene Werker die Sägemaschine problemlos bedienen. Die separate Robotersteuerung ist für ihn also ohne Bedeutung. Er gibt wie gewohnt nur die Abschnittabmessungen ein, der Rest erfolgt automatisch. Die in Kastosort integrierte Robotersteuerung generiert dazu für jeden Sägeauftrag ein neues Roboterprogramm. Je nach Form, Größe und Gewicht der Sägeabschnitte benötigt der mit einem Schnellwechselsystem ausgestattete Sortierroboter unterschiedliche Greifer. Diese holt er sich automatisch aus einem zur Roboterstation gehörigen Greiferdepot. Die Steuerung, nicht der Bediener, entscheidet je nach Auftrag autonom, wann welcher Greifer zum Einsatz kommt.

Bei der Konzeption robotergesteuerter Applikationen arbeiten die Kasto-Ingenieure mit der Offline-Programmier- und Simulationssoftware Robot Studio von ABB. Sie ermög-licht es, die Roboterprogrammierung sowie das Zusammenspiel zwischen Robotern und peripheren Maschinen oder Anlagen bereits während der Konstruktionsphase am PC zu prüfen. Kollisionsrisiken und andere Probleme lassen sich so im Vorfeld erkennen und beseitigen.

Robot Studio basiert auf dem Virtual Controller, einer digitalen Kopie – einem virtuellen Zwilling der realen ABB-Robotersteuerung IRC5 mit ihren Funktionen für Roboterbewegungen. Die Erweiterungs- beziehungsweise Anwendungsprogramme für die echte IRC5 lassen sich über Plugins auch in der Software implementieren und zum Erstellen von Steuerungsprogrammen für reale Roboter nutzen. In Robot Studio lässt sich ebenfalls die Kommunikation mit unterschiedlichen Anwendungsschnittstellen und elektronischen Positionsschaltern abbilden. 3D-Modellbibliotheken wiederum ermöglichen es, die verschiedenen Roboterumgebungen am PC realitätsnah abzubilden. In der Funktionsbibliothek sind dazu vorprogrammierte Komponenten, Förderbänder, Positionierer oder Werkstücke hinterlegt. Sie lassen sich virtuell zu komplexen Bau- oder Funktionsgruppen zusammensetzen. Vor allem aber kann sie der Anwendungsentwickler mit Eigenschaften belegen, die ihre Bewegungsmöglichkeiten definieren. So vereinfachen sie das Konfigurieren komplexer Anwendungen inklusive der Integration von Greifwerkzeugen oder der Synchronisation von Robotern mit peripheren Fördereinrichtungen. as

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