Der Schwerpunkt des Anlagenbauers Segbert GmbH & Co. KG aus Ahaus lag bisher auf großen Lagen-Palettierern, etwa für Druckereien. Doch neue Kernmärkte wie die Kosmetik- und die Süßwarenindustrie haben ganz andere Anforderungen: „In vielen Supermärkten werden Produkte heute direkt von der Palette verkauft. Die Verpackungsformen sind entsprechend vielfältig“, sagt Geschäftsführer Klaus Segbert. „Mit einem klassischen Lagen-Palettierer lässt sich das nicht darstellen.“ Gefragt seien kompakte, flexible und verfahrbare End-of-Line-Anlagen.
Daher machte man sich bei Segbert auf die Suche nach geeigneten Lösungen. Schnell stand fest, dass Knickarmroboter dabei eine wichtige Rolle spielen würden. Allerdings stand Klaus Segbert vor einem generellen Problem: Ein Cobot, der eine direkte Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) erlaubt, bietet eine hohe Flexibilität, erreicht aber nicht die gewünschten Geschwindigkeiten. Ein klassischer Industrieroboter kann hingegen hohe Taktzahlen leisten, benötigt aber durch die erforderlichen Schutzeinrichtungen mehr Platz und ist weniger flexibel.
Maximale Wirtschaftlichkeit bei minimaler Aufstellfläche
„Wir wollten auf jeden Fall mehr bieten, nämlich volle Flexibilität bei voller Geschwindigkeit“, bringt Klaus Segbert die zentrale Anforderung auf den Punkt. „Für unser Konzept war das letztlich entscheidend.“ Nach einer umfassenden Marktanalyse fiel die Entscheidung deshalb auf den Hybridroboter Motoman HC10 von Yaskawa.
Denn die Motoman HC-Serie (Human Collaborative) ist ein MRK-fähiger Hybridroboter: Der HC10 kann als vollwertiger Industrieroboter mit hoher Geschwindigkeit von bis zu 1 m/s arbeiten, aber auch auf eine kollaborative Geschwindigkeit zurückfallen, sobald sich ein Mensch im (etwa via Laserscanner überwachten) Arbeitsraum befindet. Der Wechsel zwischen Kollaborations- und Industriemodus, gewährleistet eine maximale Wirtschaftlichkeit bei minimaler Fläche. Damit war der Motoman HC10 für den Palettierer CPA-10 von Segbert prädestiniert.
Umschalten von Industrie- auf Kollaborationsmodus
Die kompakte Anlage ermöglicht das dynamische Palettieren und Depalettieren auf bis zu zwei Paletten. Als semiautomatisches System läuft sie normalerweise im schnellen Industriemodus. Wenn sich eine Person nähert, erfolgt automatisch die Umschaltung auf den Kollaborationsmodus. Im reinen kollaborativen Betrieb können so sechs Produkte pro Minute palettiert werden. Ausgerüstet mit einer Sicherheitseinrichtung, sind im Industriemodus bis zu elf Produkte möglich.
Als Alternative zu Laserscannern oder Trittmatten hat Segbert dafür auch einen flexiblen, komplett mit der Anlage verfahrbaren Schutzzaun entwickelt. Der Roboter sitzt auf einer verfahrbaren höhenverstellbaren Konsole, die als 7. Achse in die Steuerung integriert ist.
In der aktuellen Version ist der CPA-10 ausgelegt für Produkte wie Kartons, Boxen oder andere feste Gebinde, die mit einem MRK-Vakuumsauger gegriffen werden können. Die maximale Netto-Traglast liegt bei 9 kg, die Reichweite bei 1200 mm und ist damit für Europaletten optimal geeignet. Die Bedienung der Anlage erfolgt intuitiv über das von Segbert entwickelte 3D-Lagenprogramm Robadmin Basic bzw. Pro. Per Algorithmus berechnet die Software automatisch das ideale Lagenbild für den Roboter. Zusätzlich ist eine Produktmanagement-Software integriert.
MRK-fähiger Hybridroboter trifft genau den Bedarf der Kunden
Im Januar 2021 wurden die ersten CPA-10-Prototypen ausgeliefert. Erste Kunden-Feedbacks zeigen, dass der Einsatz eines MRK-fähigen Hybridroboters genau ihren Bedarf trifft: „Etwa in der Hälfte der Betriebszeit nutzen die Anwender die Anlage im Industriemodus und in der anderen Hälfte im MRK-Betrieb“, so Klaus Segbert.
Doch auf diesem Erfolg ruht man sich bei Segbert natürlich nicht aus: Aktuell sind weitere MRK-fähige Werkzeuge, z. B. ein Gabelgreifer für offene, nicht saugfähige Kartons, in Arbeit. Und auch eine neue Version CPA-20 mit einem größeren Motoman HC20-Roboter und doppelter Tragkraft ist bereits geplant. Damit wird das Erfolgsrezept auch für eine Vermarktung außerhalb Europas interessant, wo größere Paletten üblich sind.
Yaskawa Europe GmbH · Robotics Division
Yaskawastraße 1
85391 Allershausen
Technik-Details zum HC10
- Die Sicherheit im direkten Kontakt mit dem Bediener gewährleistet der Hybrid-Roboter Motoman HC10 durch sechs integrierte Momentensensoren. Die Sensoren überwachen auftretende externe Kräfte und gewährleisten somit höchste Sicherheit sogar während der direkten Mensch-Roboter-Kollaboration.
- Aus Sicht der deutschen und europäischen Sicherheitsnormen kann der Motoman HC10 daher als Roboter mit Leistungs- und Kraftbegrenzung in der 4. Kollaborationsart gemäß der technischen Spezifikation ISO TS15066 eingesetzt werden.
- Gesteuert wird der Hybrid-Roboter durch eine Hochleistungssteuerung Motoman YRC1000micro, die über offene Schnittstellen mit der Anlagensteuerung kommuniziert. Der kompakte Controller benötigt ein Schrankvolumen von nur 30 Litern.
- Ergonomisch und übersichtlich ist das 730 g leichte Programmierhandgerät der YRC1000micro-Steuerung. Der Touchscreen ermöglicht eine intuitive Bedienung und damit einfaches Bewegen und Scrollen mit dem Cursor. Zusätzlich ist es auch möglich, den Roboterarm direkt mit der Hand zu führen und zu programmieren (Direct Teach, DT).
