Aus materialfluss 8-9/2020

Marvin Meyke,

Mobiles Duo

Fahrerlose Transportsysteme und Warehousing, gepaart mit MRK-Anwendungen, sollen in der Fabrik der Zukunft die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine optimieren.

Ausgestattet mit einem MRK-Roboter erfüllt das Trapo Transport Shuttle verschiedene Anforderungen der Verpackungsindustrie in einem System: Fördern, Palettieren, Depalettieren und Lagebildung. © Trapo

Unternehmen und Logistiker müssen sich in Zeiten fortschreitender Digitalisierung, starken Wett­bewerbsdrucks und stetig ändernder Marktanfor­derungen einiges einfallen lassen, um Abläufe zu verschlanken, die Sicherheit zu stärken und Mitarbeiter zu unterstützen. Transportsysteme, die automatisiert durch Produktion und Lager steuern, optimieren als flexible Alternative zu Fördertechnik den Transport von Materialien und Teilen und lassen sich durch Aufbauten an spezielle Auf­gabenstellungen anpassen. Ergänzt durch MRK-Roboter, werden Arbeitsplätze nachhaltig humanisiert. Datenmanagement-Tools ermöglichen zudem die konkrete Vernetzung mit Kunden, Partnern und Lieferanten.

Autonome Systeme als bedeutend eingeschätzt
Eine Erhebung von Statista belegt, dass 55 Prozent von 272 befragten deutschen Experten der Logistikbranche die Bedeutung autonomer Systeme für ihre Branche als groß bis sehr groß einstufen. Doch wie lässt sich das Zusammenspiel von Mensch und Maschine in Produktion und Lager bestmöglich orchestrieren? Wie lassen sich fahrerlose Transportsysteme ergänzen, die Kollaboration von Robotern und Mitarbeitern unterstützen? Idealerweise werden Transport- und Warehouse-Systeme mit Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) gekoppelt, wobei der Transport Shuttle Güter transportiert und der Warehouse Shuttle die konfektionierte Ware übernimmt, um sie im Hochregal ein- oder auszulagern. Passende Roboter gestatten es, Aufgaben so aufzuteilen, dass monotone und fehleranfällige sowie schwere Arbeitsschritte übernommen werden können. Das mobile Transportshuttle mit MRK-Roboter steuert unterschiedliche Stationen und Arbeitsplätze an, was Mitarbeiter entlastet und zugleich Abläufe in Lager und Logistik optimiert.

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Transportsystem und MRK im Doppelpack
Autonome Transportsysteme leisten in Kombination mit Robotik-Systemen wertvolle Hilfe. Statt Mitarbeiter zu ersetzen, ist es das Ziel, Roboter als zusätzliche Hand des menschlichen Kollegen einzusetzen und Mitarbeiter insbesondere bei monotonen oder gefährlichen Aufgaben nachhaltig zu entlasten. Hände und Greifer können bei der Bearbeitung von Werkstücken gefahrlos neben- und miteinander agieren. Ein weiterer Vorteil innova­tiver Systeme aus Shuttle und MRK-Roboter sind ihre große Flexibilität und erhöhte Sicherheit. Da es keine trennenden Schutzeinrichtungen gibt, teilen sich Mensch und Roboter einen Arbeitsraum.
Stellen autonome Transportshuttle in der Logistik bereits eine enorme Arbeitsunterstützung dar, bietet die Kombination aus kollaborierendem Roboter (Cobot) mit eigens entwickelten Greiferwechselsystemen oder individuellem Greifer einen zusätzlichen Mehrwert. Branchenübergreifend entlastet das mobile Duo aus Transportshuttle und MRK-Roboter dort, wo es benötigt wird: beim Fördern, Palettieren und Depalettieren, der genauen Lagenbildung sowie der präzisen Verpackung. Die MRK-Lösung erledigt automatisierte Arbeitsschritte und kann auf unterschiedliche Aufgabenstellungen programmiert werden.

Produktionssicherheit und Datenüberblick
Robotik-gestützte Transportsysteme punkten zudem mit einem Plus an Effizienz in der Fertigung. So lassen sich starre Strecken innerhalb der Produktion oder des Wareneingangs verkürzen oder vermeiden – dadurch steht mehr nutzbarer Raum zur Verfügung. Zudem werden reproduzierbare Prozesse durch MRK-Roboter dauerhaft in verlässlicher Qualität ausgeführt, die Kopplung von Transportsystem und Cobot sorgen außerdem für höhere Produktionssicherheit. Mobile MRK-Roboter orientieren sich über die Scanner des Fahrerlosen Transportsystems, um zur Zielposition zu gelangen. Mithilfe der Bildverarbeitungsfunktionen am jeweiligen Arbeitsplatz kann bereits vor Ausführung der eigentlichen Aufgabe die richtige Position eingegeben werden.
Trapo hat aus der Praxis des Maschinenbaus heraus das webbasierte Business-Intelligence-Portal TIM (Trapo Intelligent Managementsystem) als Kontrollelement für Monitoring, Steuern und Bedienen entwickelt. TIM stellt in Echtzeit managementrelevante Produktionskennzahlen bereit – zu jeder Zeit abrufbar. Außerdem analysiert Tim die Produktionszahlen, gibt Empfehlungen zu Wartungsintervallen, übernimmt die Fehleranalyse und schlägt bei drohendem Stillstand das betroffene Ersatzteil vor. Für Anwender ist es zudem hilfreich, wenn sie durch die Protokollierung von Parameteränderungen und einen Leistungsvergleich eine Optimierung des Energiebedarfs, eine höhere Auslastung und verbesserte Prozesseffizienz für ihre Anlagen erzielen können.

Mehr Raum dank FTS
Transportsysteme sollten eine hohe Traglast im Verhältnis zur Reichweite aufweisen, um verlässlich arbeiten zu können. Strecken innerhalb der Produktion oder des Waren­eingangs lassen sich mithilfe derartiger Fahrzeuge abdecken und Unternehmen können durch den Ersatz konventioneller Förderer mehr nutzbaren Raum schaffen. Das Trapo Transport Shuttle (TTS) befördert beispielsweise Lasten bis 2.000 Kilogramm im Standard und lässt sich je nach Unternehmens­bedarf und Kundenanforderung mit MRK-Roboter plus Greifer kombinieren. Andere Beispiele für kundenspezifische Aufbauten sind zusätzliche Förderer oder integrierte Hubfunktion. Das Transport Shuttle bietet wahlweise induktive, autonome oder optische Navigation – und damit ein größtmögliches Einsatzgebiet. Mit einer derartigen Lösung können Unternehmen starre Förder- und Palettiersysteme ergänzen oder ersetzen, um so von mehr Raum und Flexibilität zu profitieren. Die Mecanum-Räder des Trapo-Systems drehen das TTS auf der Stelle und ermöglichen flächendirektionale Bewegung. Das modulare Baukastenprinzip gewährleistet flexi­ble Konfigurationsmöglichkeiten. So lassen sich Baugrößen, Energieübertragung und -speicherung sowie Antrieb und Navigation je nach Anforderung beliebig kombinieren.
Das Trapo Warehouse Shuttle (TWS) übernimmt die Produkte oder komplette ­Ladungsträger im Bereich des Hochregal­lagers – somit können die fahrerlosen Transportsysteme TTS und TWS als Kombination eingesetzt werden. Bei einer Beschleunigung von 1,5 m/s² legt der Warehouse-Shuttle drei Meter pro Sekunde zurück und absolviert den Zyklus aus Ausfahren, Greifen und Einfahren in maximal drei Sekunden. Die Energieversorgung erfolgt dabei wahlweise durch Akkus oder Powercaps, die Aufladung vorzugsweise auf dem Hubgerät oder über eine Ladestelle in der Gasse. Das Regalsystem ist modular aufgebaut und flexibel erweiterbar.

KI und Machine Learning als Innovationstreiber
Autonome Transportsysteme gepaart mit kompakten mobilen Assistenten und Datenmanagementfunktionen ersetzen in Produktion und Logistik 4.0 große Roboter. Zugleich profitieren Anwender von einer gleichbleibend hohen Qualität sowie einem effizienten Materialfluss für intralogistische Aufgaben. Da sich auch der Einsatz eines derartigen Systems deutlich flexibler gestaltet als althergebrachte Geräte, ist künftig ein breites Aufgabenspektrum denkbar. Noch mehr profitieren Unternehmen, wenn sie ihr Transport- und Lagersystem in ihre Gesamtanlage einbetten. Trapo unterstützt diesbezüglich mit fundierter Gesamtanlagenkompetenz. Zugleich ist die Hardware mit unterschiedlichen Anbietern kompatibel, was individuelle Anpassungen erleichtert. Derzeit stehen viele MRK-Anwendungen noch am Anfang ihrer Entwicklung. Rasant fortschreitende Entwicklungen auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz und des Machine Learnings könnten jedoch dafür sorgen, dass die Programmierung derartiger Systeme immer einfacher wird. Künftig werden Roboter selbständig lernen und Produktionsprozesse eigenständig verbessern, so dass sich die menschlichen Mitarbeiter verstärkt krea­tiven, problemlösenden und wertsteigernden Aufgaben widmen können.

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