Kamerageführte Robotik für die Verpackungsindustrie

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Typische Beispiele für Verpackungsaufgaben

Die hier beschriebene Technologie lässt sich für einen weiten Anwendungsbereich in der Verpackungsindustrie nutzen. Ein Paradebeispiel ist der Einsatz von Robotern zum Verpacken von Pralinen oder Keksen, in dem vier Adept-SCARA-Roboter zum Einsatz kommen. Diese besondere Linie wurde um 1990 herum installiert und ist immer noch im Betrieb. Der typische Durchsatz pro Roboter beträgt zirka 45 Teile/Minute.

Die Pralinen werden von einem Zuführband abgegriffen, an dem sie durcheinander liegend ankommen. Das Bildverarbeitungssystem ermittelt die Position und Ausrichtung, der Roboter greift die Praline vom Förderband und legt sie in die Blisterpackung auf dem Hauptförderband in der Mitte. Hier kommt es auf Flexibilität an, denn der Pralinenhersteller kann auf ein und derselben Produktionslinie eine Vielfalt an verschiedenen Mischungen fahren, mit nur wenigen Änderungen an Software und Greifer.

Das gleiche Konzept wurde in einer Abfüllanlage von Shampoo-Flaschen eingesetzt: Flaschen unterschiedlicher Form und Größe sollten einer Flaschenabfüllanlage zugeführt werden, doch jeweils eine eigene Zuführvorrichtung für jeden Flaschentyp zeigte sich als unwirtschaftlich. Mittels kamerageführter Roboter konnte ein flexibles Zuführsystem realisiert werden. Die leeren Flaschen laufen auf einem Förderband ein, und das Bildverarbeitungssystem erkennt ihre Position und Ausrichtung.

Außerdem prüft das Bildverarbeitungssystem, ob es die richtigen Flaschen sind, denn nur diese werden vom Band gegriffen. Die Flaschen werden anschließend um 90 Grad gekippt und senkrecht in einen Becherkettenförderer gestellt. Die tadellos ausgerichteten Flaschen gelangen dann zur weiteren Verarbeitung an die Abfüllstation. Auch hier ist Flexibilität entscheidend, sodass Software-Änderungen sowie eine geringfügige Greifer-Modifikation das schnelle Anpassung des Systems an neue Flaschentypen möglich macht.

Kinematiken: Verpacken in Hochgeschwindigkeit

Im Laufe der Zeit wurden Mehrzweck-SCARA-Roboter häufig in Verpackungsanwendungen eingesetzt. Während der letzten Jahre verschob sich die Entwicklung hin zum Einsatz von Robotern mit Kinematiken, die speziell für Hochgeschwindigkeitsanwendungen mit geringem Arbeitsaufwand maßgeschneidert wurden. Überall dort, wo Mehrzweck-SCARA-Roboter beim Greifen und Ablegen einzelner Produkte auf eine Durchsatzleistung von etwa 60 bis 80 Teile/Minute begrenzt sind, eignen sich parallele Roboter-Architekturen wesentlich besser für Anwendungen mit geringem Teilegewicht. Delta-Roboter benutzen beispielsweise drei parallele Arme, um eine Plattform im XYZ-Koordinatensystem zu bewegen. Sie verwenden eine Teleskopwelle, um eine Theta-Drehung durchzuführen. Diese Robotertypen können etwa 120 Teile/Minute handhaben und ermöglichen dadurch eine wirtschaftlichere Lösung bei Hochgeschwindigkeits-anwendungen.

Der wohl bekannteste Roboter ist der ABB Flexpicker. Auch bietet Bosch mit seinen SIGPack-Delta-Robotern dem Markt entsprechende Delta-Roboter-Lösungen. Das Konzept der Delta-Roboter ist heute in der Verpackungsindustrie etabliert. Für bestimmte Hochgeschwindigkeitsanwendungen wurden mehrere hundert Delta-Roboter installiert, wobei man die integrierte Motion/Vision-Technologie von Adept einsetzte, um von der Leistungsfähigkeit der festen Integration des Bewegungssteuerungs- und Bildverarbeitungssystems in einer gemeinsamen Steuerungsarchitektur zu profitieren.

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