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ROBOTIK & LOGISTIK.

Paketroboter

Finden Sie hier alle uns bekannten Systemlösungen für die automatisierte Handhabung innerhalb logistischer Prozesse.

Eine High-Tech-Lösung für den Logistikbereich:

Das perfekte Zusammenspiel

Auf einer lenkbaren Plattform fährt das Roboter-System in den Container und greift dort gezielt zu. Möglich wird das durch eine einzigartige Kombination der einzelnen Komponenten zu einem funktionierenden Gesamtsystem. Ein 3D-Laserscanner scannt die Paketlagen im Container-Innenraum. Das Scannerbild wird auf einen PC übertragen, wo dann die Koordinaten für den Paketgreifer des Roboters ermittelt werden. Eine von EADS Space Transportation speziell für diesen Zweck entwickelte Steuerungs- und Bildverarbeitungs-Software ermöglicht diese Berechnungen. Derart angesteuert nimmt der Greifer kubische, lose, standardisierte Pakete unterschiedlicher Größen mit einem Gewicht von bis zu 31,5 Kilogramm auf und legt sie auf einem Förderband ab. Befinden sich die Pakete außerhalb des Roboter-Arbeitsraumes, fährt der Roboter auf der Plattform selbstständig zum optimalen Standort und entlädt weiter. Die Plattform ist an ein Teleskopförderband gekoppelt, das den Roboter je nach Bedarf in den Container schiebt.

Stärken des Systems:

RFID verheiratet Paket und Palette

Für die Entladung von Containern steigen die Anforderungen an den Prozess der Automatisierung. Im nachgelagerten Prozess müssen die entladenen Objekte palettiert werden. Dies muss entweder sortenrein oder auftragsbezogen durchgeführt werden. Die Lösung stellt ein zweiter Standard-Palettierroboter mit Packalgorithmus dar, der die Aufgabenstellung des Palettierens übernimmt. Jedoch muss die automatische Zuordnung der Pakete zu einer definierten Palette vorgenommen werden. Dabei spielt die Integration der RFID-Technologie für das zuverlässige und sichere Erkennen der Paketinhalte und die Zuordnung der Pakete zu einer definierten Palette eine zentrale Rolle. Erst durch den Einsatz von RFID wird eine vollständig automatisierte Handhabung ermöglicht. Wie Machbarkeitstudien nachgewiesen haben, führt die Automatisierung zu einer Erhöhung der Leistungskapazität und trägt zu einem wirtschaftlicheren Nutzen des gesamten Systems bei. Die Integration von RFID in den Material- und Sortierfluss führt zu Qualitätsverbesserungen und einer optimierten Planbarkeit der gesamten Prozessschritte.


Ausgangsbasis des Forschungsprojektes

"Ein Industrieroboter, der auf einer lenkbaren Plattform in einen Container geschoben wird und autonom lose, standardisierte Pakete entladen kann", so beschreibt Projektleiter Hermann Franck (Deutsche Post AG) die Ausgangsidee für eine konkrete Aufgabe innerhalb der 33 Verteilzentren der Deutschen Post AG. Die technische Herausforderung: Die Kombination der einzelnen Komponenten zu einem funktionierenden Gesamtsystem. Das BIBA (Bremer Institut für Betriebstechnik und angewandte Arbeitswissenschaft) an der Universität Bremen stellt sich in Kooperation mit der Deutschen Post AG und EADS SPACE Transportation dieser Herausforderung. "Wir fokussieren uns als Entwicklungszentrum für logistische Lösungen auf die Optimierung der logistischen Prozesse", sagt Projektleiter Wolfgang Echelmeyer (BIBA). "Automatisierte Robotersysteme bieten die Basis für zukünftige Logistiklösungen, um den Kundenanforderungen nach Qualität und Zuverlässigkeit gerecht zu werden." Der Paketroboter stellt eine hochwertige, innovative Lösung für den Logistikmarkt dar und bietet darüber hinaus ein großes Potenzial für Weiterentwicklungen. Die Faktoren Kontinuität und Zuverlässigkeit zeichnen dabei das System aus.


Lösung: Das perfekte Zusammenspiel

Ein 3D-Laserscanner scannt die Paketlagen im Container-Innenraum. Das Scannerbild wird auf einen PC übertragen, wo dann die Koordinaten für den Paketgreifer des Roboters ermittelt werden. Eine von EADS SPACE Transportation speziell für diesen Zweck entwickelte Steuerungs- und Bildverarbeitungssoftware ermöglicht diese Berechnungen. Derart angesteuert nimmt der Greifer kubische Pakete unterschiedlicher Größen mit einem Gewicht von bis zu 31,5 Kilogramm auf und legt sie auf einem örderband ab. Befinden sich die Pakete außerhalb des Roboter-Arbeitsraumes, fährt der Roboter auf der Plattform selbstständig zum optimalen Standort und entlädt weiter. Die Plattform ist an ein Teleskopförderband gekuppelt, das den Roboter je nach Bedarf in den Container schiebt.


Die Projektphasen

In verschiedenen Testläufen sowie in einer Machbarkeitsstudie wurden zunächst die Rahmenbedingungen für den Entladeprozess, die Funktionalität des Systems und die wirtschaftlichen Aspekte geprüft. Die Untersuchungen belegen die großen Entwicklungspotenziale des Systems.
Nach einer Testphase auf dem Versuchsstand in der BIBA-Halle wurde das System im Post-Verteilzentrum Bremen eingebaut. Hierbei stand die Integration in die bestehenden logistischen Prozesse im Mittelpunkt.

An einem zweiten Versuchsaufbau im BIBA entwickelte das Projekt-Team weitere Greifer, testete Industrieroboter verschiedener Hersteller und untersuchte mehrere Einsatzmöglichkeiten für das System. Das Ergebnis dieser beiden Testanwendungen: Der Einsatz eines Knickarm-Roboters reduziert sich die Prozessgeschwindigkeit
erheblich und wird damit unwirtschaftlich.

In der vierten Phase des Projektes entwickelte das Projekt-Team ein mittlerweile patentiertes Robotersystem, das die Entladung der Pakete schneller, zuverlässiger und damit auch wirtschaftlicher gestaltet. Das Hybridroboter-System mit 6 Achsen und einer für dieses Anwendungsfeld entwickelten Steuerung ist eine Konstruktion der Firma Strothmann. Es wurde ausschließlich für diese Aufgabenstellung gebaut und ermöglicht
einen einfacheren Transport der Pakete: keine 180°-Drehung mehr, wie der Knickarmroboter es erforderte. Stattdessen arbeitet das neue System mit linearem Vorschub, greift die Pakete und legt sie direkt auf das Förderband. Dieses Verfahren ist nicht nur schneller, sondern zeichnet sich auch durch seine hohe Prozesssicherheit aus.

In einem nächsten Schritt auf dem Weg zur Serienreife wird das System bei einem Pilotkunden integriert. Danach - so das Vorhaben - wird das Produkt am Markt platziert. Potenzielle Kunden sind nationale und internationale Unternehmen, die loses standardisiertes Stückgut aus Containern bisher noch manuell entladen.


Das Entwicklungsteam stellt sich vor

Das Projektteam "Paketroboter" arbeitet in der anwendungsorientierten Forschung und besteht aus Informatikern, Produktionstechnikern, Elektrotechnikern, Wirtschaftsingenieuren, Betriebswirten sowie Medientechnikern. Seine Ziele sind die Optimierung logistischer Prozesse durch Innovation und Automation und die Verknüpfung von neuen Technologien mit autonomen Systemen. Die Kernkompetenzen des Teams liegen in der Entwicklung komplexer High-Tech-Systeme. Unter anderem die interdisziplinäre Betrachtung der Probleme führt zu ganzheitlichen Lösungen. Die Systeme werden bis zur Marktreife entwickelt und die Platzierung auf dem Markt vorbereitet. Durch Patentierungen ergeben sich ein zusätzlicher Mehrwert und Vorteile im Wettbewerb.

Die Erfolgsfaktoren des Projektteams, die es erlauben, Entwicklungen aus Forschungsprojekten bis zur Marktreife
zu bringen:


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 | Zuletzt aktualisiert 23.02.2010