Aus der Trickkiste der Roboter

Roboter sind die Macher der Automation. Und sie sind immer häufiger im Einsatz: Laut einer Erhebung des Statistischen Bundesamtes nutzte im vergangenen Jahr fast jedes fünfte Unternehmen in Deutschland mit mehr als zehn Beschäftigten im verarbeitenden Gewerbe Industrie- oder Serviceroboter. Die einarmigen Helfer werden immer erschwinglicher, sind leichter zu programmieren und daher schneller in ihre neue Arbeitsumgebung integriert. Hinzu kommen die Ereignisse des vergangenen Jahres: Der plötzliche Stillstand zeigte, wie fragil lange Lieferketten sind. Die Hemmschwelle sinkt, in Roboterautomation zu investieren – die Aussicht auf kürzere Lieferketten, die Entlastung der Mitarbeiter und eine relativ kurze Amortisationszeit überzeugen auch Skeptiker von dem technologischen Fortschritt.

Möglich machen das allerdings nicht allein die Roboterhersteller. Damit sich Roboter auch bei kleinen Serien lohnen oder Aufgaben übernehmen können, die bisher eine besondere Auge-Hand-Koordination erforderten, müssen sie besonders flexibel und clever sein. Der Schlüssel ist das End-of-Arm-Tool. Die J. Schmalz GmbH entwickelt und fertigt Vakuum-Greifer und -Erzeuger, die besonders vielseitig sind, die ebenso einfach implementiert werden können und Prozesse effizienter machen. Auch für schwierige Aufgaben wie den Griff in die Kiste hält der Vakuum-Experte Lösungen parat. Zudem erweitert Schmalz etablierte Produkte um digitale Services. Mithilfe der Schmalz Control Room-App sind Greifer und Vakuum-Erzeuger schnell installiert und parametriert. Anwender verwalten und überwachen mit dem Tool ihre intelligenten Devices – ohne den laufenden Prozess zu unterbrechen.

Das Vereinzeln chaotisch angeordneter Werkstücke ist für den Menschen einfach – und monoton. Damit ein Leichtbauroboter diesen Job übernehmen kann, braucht er einen Greifer, der tief in jede Kiste langt und sicher zupackt. Schmalz hat daher seinem Bin Picking Greifer SBPG ein langes, 3-D-gedrucktes Gehäuse verpasst, das gleichermaßen leicht und kompakt ist. Schmal und ohne Störkonturen bannt der SBPG die Gefahr, beim Eintauchen im Chaos hängen zu bleiben. Der Traglast des Roboters luchst er lediglich 500 bis 700 Gramm ab – je nach Ausführung. Ein integrierter Kompaktejektor erzeugt das Vakuum direkt dort, wo es gebraucht wird. Das macht den Greifer nicht nur unabhängig von jeder Druckluftleitung, sondern dank Luftsparfunktion auch besonders effizient. Die dünne und flexible Dichtlippe des Saugers SVE greift auch Ecken, Kanten und Freiformteile mit komplexen Geometrien zuverlässig. Damit der Roboter jedoch weiß, wohin er greifen muss, braucht es ein 3D-Kamerasystem. Ein projiziertes Gitter hilft der Software, das Kamerabild zu interpretieren und den Arm an die richtige Stelle zu dirigieren. Schmalz bietet mit dem Vision-&-Handling-Set 3D ein Komplettpaket an, das alle für den automatisierten Griff in die Kiste notwendigen Komponenten beinhaltet, inklusive geeignetem Anschlusszubehör für den Roboter.

Ist nicht der Handhabungsprozess die eigentliche Herausforderung, sondern stehen die zu greifenden Objekte einer Automatisierung im Weg, weiß Schmalz diese Hürde zu überwinden. Es braucht flexible Greifer, die mit nahezu jeder Geometrie zurechtkommen, die individuell konfiguriert, schnell verfügbar und kostengünstig sind oder die der Anwender vor Ort variabel anpassen kann. Ein besonders sanfter Vertreter ist der Fingergreifer OFG. Er greift sachte formschlüssig zu und ermöglicht die Automatisierung auch in der lebensmittelverarbeitenden Industrie. So kommen Schokoküsse und Hähnchenschenkel unbeschadet und hygienisch in ihre Verpackung.

Das Prinzip „individuell konfigurieren“ setzt Schmalz sowohl online mit dem additiv gefertigten Leichtbaugreifer SLG um als auch vor Ort mit dem Vakuum-Endeffektoren-Set VEE. Der neue Greiferbaukasten PXT übernimmt diese Idee für das Handhaben schwererer Werkstücke. Aus nur wenigen Standard-Komponenten können Anwender ihren Greifer schnell und einfach zusammenstellen. Während die maximale Traglast des VEE bei zwei Kilogramm liegt, handhabt der PXT bis zu 25 Kilogramm schwere Werkstücke. Die Option, die einzelnen Komponenten immer wieder neu zu kombinieren oder zu justieren, bringt genau die Flexibilität mit sich, die eine lukrative Automatisierung auch kleinerer Serien braucht.

Dass es nicht immer die Ein-Greifer-für-alles-Lösung sein kann, weiß auch Schmalz. Zusammen mit der Zimmer Group hat der Vakuum-Experte eine multifunktionale End-of-Arm-Plattform entwickelt. „Match“ ermöglicht einen schnellen und automatisierten Wechsel zwischen pneumatischen und mechanischen Greifern. Ein Steuerungsmodul weiß mit beiden Lastaufnehmern sowie dem Vakuum-Erzeuger und dem Roboter zu kommunizieren. Schnellwechseladapter und Einrichtungsassistent vereinfachen die mechanische sowie steuerungsseitige Anbindung. Match lohnt unter anderem beim Pick-&-Place, dem Be- und Entladen von Maschinen oder dem Kommissionieren und Verpacken. Das System ist so vielseitig, dass es der Anwender an neue Anforderungen schnell und einfach anpassen kann.

Damit der Roboter auch unabhängig von einer Druckluftversorgung einsatzbereit ist, entwickelt Schmalz elektrische Vakuum-Erzeuger wie die Cobot-Pumps ECBPi und ECBPMi. Bei der Match-Plattform ermöglichen sie erst die Koexistenz von mechanischem und vakuumbasiertem Greifen, da sie direkt am Schnellwechseladapter angeflanscht wird und dort das Vakuum erzeugen, wo es gebraucht wird. Doch manchmal kommen die elektronischen Pumpen an ihre Grenzen. Die Handhabung poröser Werkstücke oder Lasten, die über zehn Kilogramm wiegen, brauchen eine höhere Saugleistung. Diese stellen pneumatische Vakuum-Erzeuger wie die RECB zur Verfügung. Ihr Saugvermögen ist fast fünfmal so hoch wie das der ECBPi, ohne viel Platz in Anspruch zu nehmen. Mit ihr erreichen Anwender kurze Takt- und Evakuierungszeiten in vollautomatisierten Prozessen und können sich einer hohen Leckagekompensation sicher sein.

Die richtigen Komponenten bringen gleichermaßen Flexibilität und Effizienz in die Produktion. Das stärkt den Standort sowie die Nachhaltigkeitsbilanz: Ist eine Automatisierung wirtschaftlich sinnvoll, lohnt es sich, die Produktion vor Ort zu belassen oder wieder zurück zu holen. Durch die Rückverlagerung der Produktion verkürzen sich die Lieferketten. Gleichzeitig schonen die effizienten Systeme die Ressourcen im Herstellungsprozess. Beide Aspekte haben einen unmittelbaren Einfluss auf den CO2-Fußabdruck der produzierten Waren. Neben dem ökonomischen Nutzen gewinnt der Unternehmer somit auch auf der ökologischen Seite.