Zusammenspiel

Das Anwendungsbeispiel ist eine einzigartige Kombination aus innovativer Kinematik, spezieller Greifertechnologie, zukunftsweisender Objekterkennung und anwendungsorientierter Steuerungstechnik von Schleicher Electronic, Berlin. Das Fahrgestell des Paketroboters ist an ein Teleskopförderband gekoppelt, das den Roboter in den Container führt. Das autonome Entladen geschieht durch die Kopplung des Bilderkennungssystems mit dem Roboter – ein vollautomatisches, mechatronisches System. Derart gesteuert nimmt der Greifer kubische Pakete unterschiedlicher Größe mit einem Gewicht bis 31,5 Kilogramm auf und legt sie auf dem Förderband ab. Ein 3D-Laserscanner erfasst die Paketlagen im Containerinnenraum und den Container. Die Scannerdaten werden auf die Steuerung, einer XCA 1100, übertragen und dort mittels Bildverarbeitungs-Software ausgewertet. Diese berechnet potenzielle Greifpunkte und eine dazugehörige Trajektorie (Bahnkurve des Roboterarms). Die Greifpunkte werden auf Erreichbarkeit und die Trajektorie auf Kollisionsfreiheit überprüft. Die so ermittelten Zielkoordinaten für den Roboter werden auf den CNC-Teil der gleichen Steuerung übertragen. Befinden sich alle Pakete außerhalb des Roboterarbeitsraumes, fährt das Robotersystem, gesteuert vom SPS-Teil der XCA 1100, auf einem lenkbaren Fahrgestell zum optimalen Standort und entlädt dort weiter. Das Robotersystem nutzt einen Teleskopgurtförderer zu seiner Positionierung und zum Abtransport der Pakete.

Eine translatorische und fünf rotatorische Achsen definieren den Roboter. Der TCP (Tool Center Point) verfügt über sechs Freiheitsgrade. Die Anordnung der Hauptachsen gleicht einem gedrehten Gelenkarmroboter. An einer horizontal verfahrbaren Translationsachse sind in einer kinematischen Kette zwei Rotationsachsen sowie die ebenfalls rotatorisch ausgeführten Handgelenksachsen montiert. Das Robotergestell ist in einer Portalbauweise ausgeführt. Die gegriffenen Pakete legt der Roboter zwischen den Stützen auf dem Förderband ab.

Herzstück Steuerung

Die XCx 1100 verbindet die Vorteile der klassischen Steuerung mit denen des modernen Industrie-PCs mit CPUs bis Intel Core 2 Duo für hohe Performance. Durch Passivkühlung und Compact Flash oder Solid-State-Disk statt rotierender Mechanik ist ein zuverlässiger Betrieb in rauer Umgebung gewährleistet. Durch die Verbindung von CNC und PC in der Steuerung konnten Hardwarekosten gespart und Zuverlässigkeit gewonnen werden. Auch eine unterbrechungsfreie Stromversorgung ließ sich einsparen – das Betriebssystem VxWorks mit Windows XPe startet immer aus einem definierten Zustand heraus.

Mit dem tagtäglichen Einsatz des Robotersystems setzen Anwender einen Meilenstein im Betrieb der automatisierten Entladung und Palettierung loser Pakete aus Hochseecontainern. ThyssenKrupp System Engineering hat das System Paketroboter gefertigt; das Unternehmen liefert weltweit schlüsselfertige Montage- und Testsysteme zur Herstellung von Motoren, Getriebe und Achsen für die Automobil- und Automobilzuliefererindustrie und Testsysteme für die Luftfahrtindustrie und hat sich mit dem Paket-Roboter auch ein neues Geschäftsfeld im Bereich der roboterintegrierten Logistik erschlossen. pb