Darum setzt Bierbaum auf autonome Roboter

Insystems, autonome Roboter
(Foto:Insystems)

Der Bettwäschehersteller Bierbaum setzt in seinem Werk in Borken/Westfalen neuerdings selbststeuernde Roboter ein. Die fahrerlosen Transportsysteme (FTS) vom Typ Pro-Ant hat das Unternehmen Insystems in Berlin entwickelt. Bierbaum hat vier Geräte gekauft. Der Grundpreis pro Fahrzeug liegt nach Angaben von Insystems bei 35.000 EUR.

Bierbaum setzt die Roboter innerhalb einer Anlage zwischen der Farbküche und vier Druckmaschinen ein. Transportiert werden dabei offene Farbfässer mit unterschiedlichen Dimensionen und Gewichten bis zu 100 kg. Bisher wurden die Fässer per Sackkarre bewegt. Fässer mit restlicher Farbe, die noch verwendet werden konnten, transportierte das Personal. Die Fässer wurden also händisch befördert.

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Vorteile autonomer Transportroboter

  • Skalierbarkeit: Eine Erweiterung (der Roboterflotte) ist im Gegensatz zur stationären Fördertechnik leicht möglich und verursacht keine Stillstände.
  • Wandelbarkeit: Im Falle einer Anpassung des Produktionslayouts müssen lediglich die neuen Umgebungsmerkmale aufgenommen und die Zielpunkte verändert werden.
  • Redundanz: Schon der Ausfall einer Baugruppe bei stationärer Fördertechnik blockiert meist den Materialfluss. Bei fahrerlosen Transportfahrzeugen können wegen der festen Spurführung defekte Geräte nicht immer umfahren oder überholt werden. Autonome Roboter dagegen werden immer versuchen, eine Ausweichroute zu finden.
  • Platz: Stationäre Fördertechnik braucht einen bestimmten Platz. Transportroboter hingegen teilen die Fläche auf den Gängen und vor den Maschinen mit den Menschen und temporären Hindernissen.

Bierbaum wollte vor allem die Produktion effizienter gestalten. Die Mitarbeiter müssen nun zudem keine schweren Transportaufgaben mehr verrichten und können sich auf andere Aufgaben konzentrieren; die Lohnkosten für nicht wertschöpfende Tätigkeiten sinken.

Keine grundlegende Infrastruktur

Ein baulicher Aufwand im Betrieb war für die neue Materialflusslösung nicht nötig. Die FTS benötigen auch keine Bodenschleifen oder Markierungen. Die Fahrzeuge bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von durchschnittlich 1 m/s. Zum Vergleich: Das normale Schritttempo beim Menschen liegt bei etwa 1,4 m/s. Die Fahrzeuge scannen mittels Laser die Räume, Wände und Maschinen ab. So kartografieren sie die Umgebung und navigieren dann innerhalb dieser Karte frei zu den festgelegten Zielpunkten. Ein Flottenmanager überwacht den Batteriezustand und schickt sie rechtzeitig an die Ladestation, an der sie wenige Minuten laden müssen.

Pro-Ant kommuniziert über WLAN mit dem Flottenmanagement, der Auftragsverwaltung und untereinander. Die Produktionssoftware von Bierbaum erzeugt die Transportaufträge. Hierfür gibt es eine extra eingerichtete Schnittstelle. „Der Transportroboter, der am nächsten an der anfordernden Maschine steht, bekommt den Auftrag“, sagt Heiko Marczinski, bei Insystems zuständig für Softwareentwicklung und FTS-Integration. Staus und gegenseitige Behinderungen werden vermieden, sagt er.

Damit keines der schweren Farbfässer herunterfällt, hat Insystems die Fahrzeuge nach eigenen Angaben personensicher konzipiert. Sie können mit den Werkern zusammenarbeiten, ohne dass zum Beispiel Sicherheitszäune oder eine Trennung der Verkehrswege nötig sind. Tritt ein Hindernis im Sicherheitsfeld auf, verringert das Fahrzeug seine Geschwindigkeit, navigiert um das Hindernis herum oder stoppt.

Roboter mit Fingerspitzengefühl

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An den Stationen werden die Farbbehälter von angetriebenen Rollenbahnen aufgenommen oder abgegeben. Damit die Fahrzeuge zielgenau an die Übergabestation heranfahren können, ist an der Übergabestation ein Referenzblech angebaut. Damit ist ein Dreieck – das sogenannte Triangle – gemeint, an dem sich das Fahrzeug bei der Feinpositionierung orientiert. „Hierbei kann eine Genauigkeit von plus/minus 1 cm und 1 Grad erreicht werden“, sagt Marczinski. Die Roboter besitzen bei der normalen Fahrt eine Genauigkeit von plus/minus 5 cm an ihrem Zielpunkt. „Dies reicht nicht bei allen Kunden aus.“

Zusätzlich ist ein „hardware handshake“ implementiert. Damit sind die sensorischen Elemente gemeint, die sich an der Übergabestation und an den Fahrzeugen befinden. Die jeweils drei Sensoren funktionieren wie eine Art Schlüssel-Schloss-Prinzip und kommunizieren miteinander. Befindet sich das Fahrzeug in der korrekten Position, werden die Rollenbahnen angetrieben und die Farbeimer übergeben. Marczinski: „Dieser technische Kniff ist vonnöten, um zu verhindern, dass falsche Befehle von der Software ausgelöst werden.“

Die FTS können branchenunabhängig eingesetzt werden. Insystems entwickelt kundenspezifische Transportroboter für Lasten von 30 bis 1000 kg. Die Nutzer kommen bisher aus der Verpackungs-, Auto- sowie Kosmetik- und Kunststoffindustrie. Insystems gehörte beim Logistik-Scouting von Volkswagen im vergangenen Jahr zu den 18 besten Innovatoren. Rund 130 Unternehmen hatten sich mit etwa 170 Prozess- oder Produktlösungen beworben. (cs)

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