Palettierroboter

Automatisieren kommt vor dem Palettieren

Roboterlösungen in der Intralogistik
Bereits zu Jahresanfang stellten die Augsburger auf der Logimat eine Roboterlösung für die Intralogistik vor. (Foto: Mau)
Die Nahrungsmittel- und Getränkeproduktion ist heute stark automatisiert. Schon seit vielen Jahren sind hier Roboter integriert. Auch die Distribution erfordert intralogistische Konzepte, die bis zu einem gewissen Grad robotergerecht sind. Der Erfolg dieser Gesamtkonzepte ist weitestgehend abhängig von der engen Zusammenarbeit zwischen Lagerbetreiber, Generalunternehmer und Roboterhersteller. Der nachfolgende Artikel beleuchtet den Robotereinsatz bei der Verteilung von Nahrungsmitteln und Getränken.

Betrachtet man die Intralogistik aus dem Blickwinkel der Robotertechnik, lassen sich zwei unterschiedliche Märkte mit verschiedenen technischen Herausforderungen unterscheiden: Roboteranwendungen in Produktionslinien und Robotertechnik bei der Verteilung der entsprechenden Produkte. In Warenverteilzentren liegt das größte Potenzial für die Robotertechnik im Kommissionieren der Waren. Tatsächlich handelt es sich dabei um die Kombination zweier Prozesse, nämlich dem Depalettieren einer großen Zahl unterschiedlicher Quellpaletten (bis zu mehreren Tausend) und schließlich dem Stapeln gemischter Palettenbeladungen entsprechend der jeweiligen Einzelhandels- oder Supermarktbestellung.

Es ist einleuchtend, dass dies spezifischer Greifer- und Sensortechnologien, Palettieralgorithmen und sehr effizienter intralogistischer Konzepte bedarf. Aufgrund der großen Vielfalt unterschiedlicher Verpackungsarten und -größen können Roboter nicht mehr einfach nur programmiert werden. Statt dessen müssen sie mittels Sensortechnologie oder über einen Palettieralgorithmus, der kontinuierlich die verschiedenen Ablagepositionen auf den Zielpaletten berechnet, dynamisch gesteuert werden. Hohe Verfügbarkeit hat dabei dennoch höchste Priorität.
Verglichen mit dem manuellen Kommissionieren in einem Handlager sind Robotertechnik und Automatisierungstechnik im Allgemeinen noch weit von der Sensorik eines Menschen und seinen Fähigkeiten beim Greifen entfernt. Daher hat es beim heutigen Stand der Technik wenig Sinn zu versuchen, diesen manuellen Prozess zu kopieren. Stattdessen sollte man die Aufmerksamkeit auf die Machbarkeit richten. Vor diesem Hintergrund geht die Tendenz im Markt zum lagenweise Depalettieren und zum gemischten Palettieren einzeln gegriffener Packstücke auf Basis von Offline-Palettieralgorithmen.

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Lagenweises Depalettieren

Bei Tausenden unterschiedlicher Produkte können Verpackungsarten, Verpackungsmaße und -gewichte stark variieren. Mit einer solchen Vielfalt umzugehen, ist sehr komplex und nicht gerade effizient. Wenn man diese Produkte als einzelne Lagen betrachtet, erkennt man, dass sie alle – abhängig von der Palettengröße – sehr ähnliche Lagengrößen haben. Das Greifen einer gesamten Lage ist daher praktikabler als das Greifen einzelner Gebinde.

Herkömmliche Greifer für das lagenweise Depalettieren arbeiten mit Vakuum- und Schließkräften. In jüngster Zeit wurden einige neue Lagengreifer mit Reibrollen – basierend auf dem Aufwälzprinzip – entwickelt und in ersten Kundenprojekten platziert. Beispielhaft für diese neue Technologie ist das Greiferkonzept von Kuka. Dieser Greifer ist so konstruiert, dass er deutlich mehr als 90 Prozent des Produktsortiments eines Lebensmittellagers handhaben kann. Mit einer Zykluszeit von etwa 15 Sekunden ermöglicht das System einen ausgesprochen hohen Durchsatz. Die Zwischenlagenentfernung ist integriert und auch das gleichzeitige Greifen mehrerer Lagen ist möglich. Eine leicht zu bedienenden Benutzeroberfläche ermöglicht die schnelle und einfache Inbetriebnahme des Systems. Die Komplexität verbirgt sich in der Software. Laut Hersteller ist das System nach zwei Tagen Vor-Ort-Schulung einsatzbereit.

Gemischtes Palettieren

Alle bisherigen Palettieralgorithmen für gemischte Palettenbeladungen zeigten, dass nur eine Offline-Berechnung der gesamten Palettenbeladung die erforderliche Packdichte und -stabilität erreichen kann, insbesondere bei der Verteilung langsam drehender Lebensmittelprodukte. Dazu ist jedoch eine exakte Folgesteuerung der Einzelgebinde im Palettierungsprozess erforderlich. Ein Offline-Algorithmus ist direkt mit dem Warenlagermanagementsystem verbunden. Bevor mit dem Kommissionieren selbst begonnen wird, berechnet er die gesamte Einzelhandels- oder Supermarktbestellung. In Abhängigkeit vom Layout der Roboterzelle sind Durchsätze bis 1.000 Colli in der Stunde möglich, obwohl die Gebinde einzeln vom Roboter gehandhabt werden.

Bei der Verteilung von Getränken können andere Prinzipien für das Palettieren relevant sein, etwa ein sehr schneller Aufbau homogener Lagen bei gemischten „Regenbogen“-Paletten (vor allem in Nordamerika von Bedeutung) oder das stapelweise Palettieren, das in Europa vorherrscht. Aber auch diese Prinzipien erfordern eine vorgegebene Stapelfolge.

Was bedeutet das für die Generalunternehmer in der Lagerlogistik? Normalerweise wird der Großteil einer Einzelhandels- oder Supermarktbestellung (Langsamläufer, B- und C-Artikel) in Einzelgebinden und nicht in kompletten Lagen bestellt. Nachdem vollständige Lagen depalettiert wurden, muss der jeweilige Rest zwischengelagert werden. Andererseits erfordert das gemischte Palettieren eine vorausberechnete Abfolge der zu stapelnden Gebinde. Zwischen diesen beiden Roboteranwendungen ist daher unbedingt ein Puffer- und Sequenzierungssystem erforderlich, um ein voll automatisiertes Lagerkonzept zu erhalten. Bei diesem Puffer- und Sequenzierungsmodul kann es sich um ein automatisiertes Behälterregal beziehungsweise um eine Lagermaschine handeln oder um ein Modul zur Auftragsausgabe (Gebindeausgabe), dem ein Bandsystem zugrunde liegt. PR/gm

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