Claas Industrietechnik in Paderborn ist eine Tochtergesellschaft des internationalen Landmaschinenherstellers Claas in Harsewinkel. Mit mehr als 600 Mitarbeitern entwickelt und produziert Claas Industrietechnik seit 1957 verschiedenste Systeme aus den Bereichen Antriebstechnik und Hydraulik für Claas Maschinen sowie externe Auftraggeber. Als "Unternehmen im Unternehmen" zeichnet Claas Industrietechnik für Achsen, Getriebe, Corn-Kracker sowie hydraulische und elektrische Komponenten verantwortlich.

Mit dem Ziel der effizienzsteigernden Automatisierung interner Transporte von Warenträgern wurde 2020 der FTS-Integrator Mobile Robots zunächst mit einer Robotize-Gopal-Teststellung in der Paderborner Produktion beauftragt. Mit einem autonomen mobilen Roboter, einer Lade- und vier Paletten-Stationen wollte man zunächst herausfinden, ob der gewählte AMR unter den vorherrschenden durchaus anspruchsvollen Umgebungsbedingungen in der Produktionshalle reibungslos betrieben werden kann. Als besondere systemische Herausforderungen galten ein unebener Boden und enge Fahrwege mit einem relativ hohen Aufkommen an Personen- und Geräte-Verkehr, es strapazierten aber auch Späne auf dem Grund und ölhaltige Luft von den Bearbeitungsmaschinen das System.

Da rund 70 Prozent aller Transporte – spezielle Warenträger wie Gitterboxen – von den einzelnen Bearbeitungszentren zunächst an eine zentrale Teile-Waschanlage führen, bestand eine wesentliche logistische Herausforderung in einem geordneten Verkehrs-Management für einen flüssigen Workflow und eine fehlerfreie Abarbeitung der autonomen Missionen. Als Voraussetzung hierfür mussten einige Details besondere Berücksichtigung finden; beispielsweise war sicherzustellen, dass Transport-Behälter für das Handling stets korrekt ausgerichtet bereitgestellt werden.

Systementscheidung

Nach zweimonatiger "Bewährungsprobe" fiel die Entscheidung zugunsten der kompakten Robotize-Modellreihe Go-Pal E24 mit einer maximalen Traglast von 1.000 Kilogramm und einer maximalen Geschwindigkeit von 2 Meter pro Sekunde. Eine Flotte von sechs Geräten wurde nun sukzessive durch Mobile Robots installiert. Dazu stattete der Integrator mehrere Bearbeitungszentren sowie eine große Fläche vor der zentralen Teile-Waschanlage mit Palettenstationen aus; deren Gesamtzahl in der Fertigung wurde bis zum Frühjahr 2023 auf 150 ausgeweitet. Im Prozess integrierte man eine Anlieferungsstation konzeptionell so in die Waschanlage, dass die Robotize AMR hier einzeln einfahren können und das durch sie angelieferte Transport-Gut vollautomatisiert abgenommen und dem Wasch-Prozess zugeführt wird.

Leere Warenträger werden ebenfalls autonom an das Bearbeitungszentrum zurückgeführt. Ein Werker bringt die manuell mit Kran-Unterstützung entnommenen gewaschenen Teile in durch die Robotize AMR angelieferte und korrekt ausgerichtete Gitterboxen ein. Die Positionierung zur Befüllung ist durch ein mit der Robotize-Flotte kommunizierendes Sick-Kamera-System sichergestellt. Die Go-Pal E24 transportieren die Gitterboxen sodann vorübergehend in das Hochregallager, um sie erst zum Beginn des nächsten Bearbeitungsschritts wieder von dort abzuholen.Neben diesen zentralen Prozessen vollautomatisierte Mobile Robots mit den AMR Robotize Go-Pal E24 ebenfalls den Späne-Abtransport und die Neuaufstellung leerer Abfall-Container an den Bearbeitungsstationen.

Mehrwerte für den Kunden

Durch die Integration der Robotize-Flotte in eine historisch prozessual gewachsene und daher räumlich sehr enge Produktionsstätte konnte – ohne größere Eingriffe in die bestehenden Arbeitsprozesse oder tiefgreifende infrastrukturelle Anpassungen – durch den direkten Abtransport befüllter Gitterboxen und Warenträger die betriebliche Effizienz deutlich gesteigert werden. Waren die Teile vor der Automatisierung bis zum jeweils nächsten Bearbeitungsschritt regelmäßig in der Produktionshalle verblieben, steht nun angemessener Raum für die produktiven Tätigkeiten an stets aufgeräumten Arbeitsplätzen zur Verfügung und wurde der Workflow für die Mitarbeiter wesentlich verbessert.

Mit der Automatisierung des Teile-Transports in die Waschanlage entfallen zum einen körperlich extrem anstrengende manuelle Aufgaben für die Mitarbeiter. Darüber hinaus wurden mit den autonomen Transporten durch die Robotize-Flotte – mit zurückgelegten Wegstrecken von mehr als 90 Kilometern pro Arbeitstag bei durchschnittlich 500 Einzelmissionen – neue Kapazitäten geschaffen und kann das Personal in der Produktion nun für wichtigere Aufgaben deutlich effizienter eingesetzt werden. Lästige und zeitaufwändige, jedoch letztlich unproduktive Tätigkeiten übernehmen ausschließlich die derzeit sechs eingesetzten Robotize Go-Pal E24.

In allen Prozessen ist die Sicherheit an den Schnittstellen zwischen Mensch und Roboter kollaborativ zu jedem Zeitpunkt sichergestellt. Auf Basis der Robotize-Onboard-Näherungssensoren und Laser-Scanner passen die Robotize-AMR ihre Geschwindigkeit situativ an und verlangsamen bis zum Stop, wenn die Wege enger werden oder sie sich Menschen, Gabelstaplern und weiteren Hindernissen nähern. Im Falle von Weg-Blockaden sind die einzelnen Geräte auf Basis einer sorgfältigen Kartographierung der Werkshalle während des Installationsprozesses befähigt, bestgeeignete Alternativrouten zur Fortsetzung der aktuellen Mission zu suchen. Komfortabel wurde auch die Kommunikation gestaltet, so dass Mitarbeiter eine Roboter-Mission durch die einfache Betätigung eines Call-Buttons an ihrem Arbeitsplatz auslösen und damit einen Abhol- oder Anlieferungsauftrag initiieren können. Übersichtliche digitale Statusanzeigen auf unterschiedlichen Endgeräten sorgen hier für maximale Transparenz und einen vollständigen Überblick. Auch die Kommunikation der Roboter mit der Produktionsumgebung ist bei der Integration durch Mobile Robots im Detail gelöst worden. Über I-O-Boxen können etwa Tore durch die Robotize-Geräte angesteuert und durch ein entsprechendes Signal selbstständig geöffnet werden, sofern diese aus betrieblichen Gründen nicht sensorgesteuert öffnen. Auf Basis der I-O-Boxen lösen die Roboter bei Bedarf ebenfalls visuelle Signale aus – wie etwa Warn- oder Hinweis-Signale.