Der Textilmaschinenbauer und Komponentenhersteller Krefelder Saurer Technologies war für einen amerikanischen Kunden auf der Suche nach einer Lösung für die Automatisierung der Bestückung von Kabliermaschinen. Das Ziel des Projekts war es, die Gesundheit der Mitarbeiter zu schonen – bis dahin wurde die körperlich sehr anstrengende Aufgabe manuell umgesetzt. Gleichzeitig sollte so eine Qualitäts- und Produktivitätssteigerung erreicht werden.

Flexibilität und Bedienerfreundlichkeit

Die Robotiklösung besteht aus einem 7-achsigen Cobot von Kassow Robots, der auf einem AGV verbaut wurde. Bei einem Cobot handelt es sich um einen "Collaborative Robot", also einen Leichtbau-Roboter, der ideal für die Arbeit mit oder in der Nähe von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern geeignet ist. Der Einsatz einer derartigen Lösung bietet sich vor allem in Umgebungen an, in denen sich Menschen im Umfeld von Maschinen bewegen müssen und daher eine Umzäunung nicht gewollt ist. Bei dem in den USA eingesetzten AGV vom Niederrhein handelt es sich um eine Neuentwicklung: Es bewältigt eine Traglast von bis zu 1.000 Kilogramm und erreicht eine Geschwindigkeit von bis zu 1,7 Meter pro Sekunde. Zudem sind die Steuerungen einer zusätzlichen vertikalen Linearachse, in die Gesamtsteuerung des AGV integriert. Daraus resultiert laut Anbieter eine noch höhere Reichweite.

Der allererste Kontakt zwischen den beiden Unternehmen kam 2019 zustande. Nach dem Engineeringprojekt, dessen Auftrag im November 2020 bei Project Automation & Consulting einging, wurde im Juni 2021 der erste Prototyp an Sauer Technologies geliefert. Nach einer ausgiebigen Testphase wurden zwei AGVs im Dezember 2021 dem Endkunden in die USA geliefert, die ersten Serien von Maschinen kamen Anfang 2023 in den USA an. Mittlerweile betreibt der Endkunde insgesamt 68 Fahrzeuge in drei Werken in den USA. Weitere Werke sollen zukünftig ausgestattet werden. Mehrere AGV-Cobot-Maschinen kümmern sich allein in einem einzigen Werk um mehr als 60 Spinnmaschinen von bis zu 40 Meter. Jede AGV-Lösung hat pro "Auftrag" eine Fahrstrecke von rund 80 bis 120 Meter. Ziel dabei ist es, die Fahrwege möglichst kurz zu halten. Für das AGV existiert daher immer nur die nächste Position, der Leitrechner gibt die anzufahrende Position vor.

Die Funktionsweise: Die AGV-Cobot-Lösung bekommt von der kundenseitigen Software den Auftrag, die nächste Kabliermaschine mit neuen Spulen zu bestücken. Gesteuert und überwacht wird dieser Vorgang durch die Flottenmanagementsoftware von Project. Daraufhin fährt das AGV zu einem Wagen, in dem die Spulen bereitliegen. Alternativ können diese auch zum Beispiel auch auf einer Palette oder einem Trolley platziert sein. Nach Erkennung der genauen Position mithilfe des Kamerasystems greift der Cobot die bereitgestellten Spulen und legt diese auf dem AGV montierten Magazin ab. Nach dem Transport zur Maschine entnimmt der Cobot die Spulen aus dem Magazin. Zur Positionierungserkennung des genauen Ablageplatzes kommt wieder die am Cobot installierte Kamera zum Einsatz – sie ermöglicht die richtige Bestückung der Kabliermaschine. Eine Linearachse sorgt für eine Erweiterung des Aktionsradius, um die Maschinen in unterschiedlichen Höhen bestücken zu können.

Sicherheit mit im Fokus

Das AGV ist mit zwei Sicherheitslaserscannern ausgestattet, die einen 360-Grad-Bereich rund um das AGV erfassen und in rund 165 Millimeter Höhe angebracht sind. Begibt sich eine Person oder eine Maschine in das so genannte "Warnfeld", so bremst das AGV ab und fährt mit einer geringeren Geschwindigkeit weiter. Verletzt jemand das sogenannte "Schutzfeld", stoppt das AGV sofort. 3D-Vision-Sensoren erhöhen zudem die Betriebssicherheit des Systems: Diese überwachen den Bereich vor dem AGV bis zu einer Höhe von circa 1,80 Meter und stoppen das Fahrzeug, wenn sich ein Hindernis im Fahrweg befindet.

Derartige Automatisierungslösungen helfen Unternehmen dabei, dem Arbeitskräftemangel entgegenzuwirken. Zudem können Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen so gesundheitsschonenderen Aufgaben nachgehen. Der Einsatz einer solchen Automatisierungslösung kann sich auch positiv auf die Qualität auswirken – menschliche Fehler, wie zum Beispiel eine Materialverwechslung, werden reduziert.