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Kuka: Hygienischer Delta-Roboter greift Löffel am laufenden Band

Kameras erkennen Lage der Löffel und der Beutel auf den Förderbändern
Kuka: Hygienischer Delta-Roboter greift Löffel am laufenden Band

Um Dosierlöffel für Babynahrung schnell und hygienisch zu handhaben, nutzt der Systemintegrator Modu System in Malaysia einen KR Delta von Kuka in Hygienic-Machine-Ausführung sowie Software-Tools wie Kuka.Visiontech, Kuka.Pickcontrol oder Kuka.Sim. Ganz besondere Anforderungen galt es in Sachen Vision-Erkennung zu meistern.

Zwei KR Delta Roboter von Kuka greifen in der Anwendung in Klang westlich von Kuala Lumpur Dosierlöffel von einem Fließband und legen sie auf einem zweiten Band in offene Fördertaschen. Diese bestehen aus einem Lebensmittelbeutel mit Babynahrung. Neben dem Beutel befindet sich eine freie Fläche mit einem Aufkleber samt Strichcode. „Erkennt der Roboter über die Kamera die freie Fläche, weiß er, dass er dort einen Löffel ablegen muss“, sagt Rajinderjit Singh, Regionalleiter von Modu System. Anschließend schiebt eine weitere Maschine Beutel und Löffel in eine Schachtel. Verdeckt der Beutel aber den Aufkleber, dann wird kein Löffel abgelegt, weil es sonst zu einem Stau in der Maschine kommen kann.

Im Zentrum des Ganzen steht der KR Delta, der dank seines Edelstahlkörpers direkt mit Lebensmitteln in Berührung kommen kann. Das korrosionsbeständige Edelstahlgehäuse des Roboters ist nach Lebensmittelstandards konzipiert. Der Roboter ist nach IP 67 Schutzklasse gegen Staub und Feuchtigkeit geschützt und kann auch unter Hochdruck und mit alkalischen oder sauren Reinigungsmitteln gereinigt werden.

Nicht nur sauber, sondern auch superschnell

Doch nicht nur sein Äußeres überzeugt, der KR Delta ist auch superschnell: Mit einer Taktzeit von bis zu 0,5 Sekunden ist der KR Delta bestens geeignet für Pick-and-Place-Aufgaben. So schaffen die zwei Roboter rund 80 Löffel pro Minute. Dabei arbeiten sie extrem präzise: Mögliche manuelle Fehler lassen sich dadurch vermeiden. Zudem ist die gesamte Lösung sehr platzsparend. Die zwei Delta-Roboter sind an der Decke über den Fließbändern montiert und haben je einen Installationsbereich von nur 350 mm Durchmesser.

Eine der größten Herausforderungen lag anfangs in der genauen Kalibrierung. Denn diese bedarf es, bevor die zwei Roboter in der Geschwindigkeit präzise die Löffel greifen. Dank der Kombination aus der Software Kuka.Visiontech, ein Werkzeug zur 2D-Objekterkennung ist, und Kuka.Pickcontrol kann der KR Delta Objekte von einem sich bewegenden Förderband greifen und auf einem weiteren ablegen. Eine Kamera erkennt die Lage der Löffel auf dem Band, eine zweite die Beutel auf dem anderen Förderband. Das System errechnet dann die zurückgelegte Strecke und genaue Position, wo sich dieser befindet.

Mehrere Roboter einfach koordiniert

Dank Kuka.Pickcontrol können auch mehrere Roboter einfach koordiniert und gesteuert werden. Darüber hinaus unterstützt Kuka.Pickcontrol flexible Muster. Kunden können Platzierungsmuster vordefinieren und einfach wechseln, indem sie verschiedene Szenarien basierend auf ihren aktuellen Anforderungen auswählen.

Modu System nutzte zudem die Software Kuka.Sim, um die Vorgaben des Kunden abzugleichen. Die damit erstellte 3D-Simulation kann später auf die reale Steuerung übertragen werden. Hinter Kuka.Sim verbirgt sich eine Simulationssoft-ware, die eine effiziente Offline-Programmierung von Kuka Robotern ermöglicht. Mit Funktionen wie der Erreichbarkeitsprüfung und Kollisionserkennung konnte der Kunde bereits im Vorfeld sicherstellen, dass die eingesetzten Roboterprogramme und Zellenlayouts wirklich realisierbar sind.

Herausforderung: Form des Löffels samt Griff

Eine weitere Herausforderung ist die Form des Löffels samt Griff. Sie bestimmt, wo der Roboter diesen greifen kann. „Eine Lösung ist die Verwendung eines dunklen Erkennungsbereichs, um herauszufinden, welche Ausrichtung des Löffels die beste ist“, sagt Rajinderjit Singh von Modu System. Wenn die Ausrichtung außerhalb der vorgegebenen Einstellungen liegt, ignoriert der Roboter diesen Löffel und greift einen anderen. „Dadurch können wir die Zykluszeit des Roboters weiter erhöhen“, erklärt Singh. Auch überlappende Löffel meistert das System.

Zwar ist die Form der Dosierlöffel immer gleich, jedoch unterscheiden sie sich farblich: Der Kunde nutzt blaue, grüne oder auch orangefarbene. Die unterschiedlichen Farben stellten anfangs eine weitere Herausforderung dar: „Wenn der Kunde zum Beispiel einen blauen Löffel verwendet, ist das beste Licht für das Vision-System zur Lageerkennung rot. Mit einer Kombination verschiedener Beleuchtungsfarben konnten wir die Bearbeitungszeit des Bildes verkürzen“, sagt Singh. Deshalb habe man sich für eine RGB-Beleuchtung entschieden. Eine abschließende Inspektionskamera überwacht den ganzen Prozess.

Kuka Deutschland GmbH

www.kuka.com


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