Ein pick-and-place-Roboter entnimmt die Produkte und platziert sie geschickt und automatisch an einem anderen Ort.

„Pick and Place“: Roboter sind unermüdlich bei repetitiven Bewegungen

05 März 2021

Im industriellen Bereich bezieht sich der Begriff Pick and Place auf den Vorgang der Entnahme der Produkte aus einer Lagerposition, um sie zu ordnen und an einem anderen Ort zu platzieren. Ein Beispiel ist das Verpacken von Pralinen, nachdem diese die Produktionslinien verlassen haben.

Im Allgemeinen ist dieser Prozess sehr mühsam und wiederholt sich ständig. Allerdings nutzen Unternehmen in der heutigen Zeit, in der sich die Logistik 4.0 und die Industrie 4.0 zunehmend ausbreiten, die Robotisierung, um eine höhere Produktivität zu erreichen. Dies geschieht, weil durch die Automatisierung Zeit gespart wird und geringwertige Prozesse überflüssig werden.

In diesem Artikel beschäftigen wir uns damit, wie Roboter für „Pick and Place“ (wörtlich übersetzt: „aufnehmen und absetzen“) aufgebaut sind, wo sie eingesetzt werden können und welche Vorteile sie haben. Willkommen in einem Lager, in dem Roboter die Kommissionierung durchführen!

Definition von „Pick and Place“

Zunächst wollen wir Pick and Place definieren: Es handelt sich hierbei um einen Vorgang, der darin besteht, ein Produkt aufzunehmen und es an einem anderen Ort abzusetzen. Beispielsweise nutzen Unternehmen in der Lebensmittel-, Automobil- oder Pharmaindustrie ihn sehr häufig bei der Montage oder Verpackung der Produkte. Diese Aufgabe ist zwar einfach, doch sehr repetitiv, nimmt zu viel Zeit in Anspruch und ist für Menschen nicht besonders ergonomisch.

Angesichts des raschen Tempos der heutigen Produktionsprozesse suchen Unternehmen nach Lösungen, die den Pick-and-Place-Vorgang dynamischer gestalten. Die Lösung besteht in der Automatisierung. In den letzten Jahren ist die Entwicklung von Robotern, die für die automatische Verpackung von Artikeln zuständig sind, enorm fortgeschritten. Eine Vielzahl von Unternehmen hat sich für die Einführung dieser Technologie entschieden, um Zeit zu sparen und die Fehlerrate praktisch auf null zu reduzieren. Bei Verwendung von Robotern können sich die Lagerarbeiter, die das „Pick and Place“ bisher durchgeführt haben, anderen höherwertigen und aus beruflicher Sicht befriedigenderen Aufgaben widmen.

Diese Roboter können auch bei der Auftragszusammenstellung eingesetzt werden. So nutzt Nupik Internacional, ein Hersteller von nachhaltigem Geschirr, diese Roboter beispielsweise zur Kommissionierung in seiner Logistikeinrichtung in Barcelona, die von Mecalux ausgestattet wurde. Dort handhabt ein anthropomorpher Roboter mehr als 1.000 Behälter pro Stunde.

 

Funktionsweise eines  „Pick-and-Place“-Roboters

Obwohl die Aufnahme eines Artikels und seine Platzierung an einem anderen Ort für einen Menschen einfach erscheint, ist bei Robotern dafür das Zusammenspiel verschiedener Elemente erforderlich. Die wichtigsten drei Teile eines „Pick-and-Place“-Roboters sind:

  • Optisches System: Hiermit identifiziert der Roboter die Artikel und erkennt die Koordinaten jedes Produkts.
  • Greifsystem: Der Roboter nimmt den Artikel auf und setzt ihn mithilfe eines Vakuumhandhabungssystems (Ansaugen des Produkts, was einfacher und schneller ist) oder mittels mechanischer Greifer (präziser, aber weniger schnell) in die entsprechende Verpackung.
  • Kontrollsystem: Die SPS (für speicherprogrammierbare Steuerung, d. h. der Computer, der die elektromechanischen Prozesse eines Lagers steuert) enthält die notwendige Programmierung, damit der Roboter die Arbeit korrekt ausführt (die notwendigen Strecken, um die Produkte aufzunehmen und in die Verpackung zu setzen).

Auch wenn die Roboter, die Pick-and-Place-Vorgänge durchführen, im Allgemeinen sehr vielseitig sind, sind bei der Entscheidung zur Implementierung eines Roboters einige Faktoren zu berücksichtigen, wie die erforderliche Zykluszahl pro Minute (d. h. wie viele Artikel er pro Minute bewegen muss), das Höchstgewicht des Haltesystems (unter Berücksichtigung der zu handhabenden Produkte), der Platz, den der Roboter benötigt, oder das verwendete Bildverarbeitungssystem (Sensoren oder Kameras).

El robot antropomórfico con un sistema de agarre de manipulación al vacío (aspira los paneles de madera)
Anthropomorpher Roboter mit einem Vakuumhandhabungssystem (der die Holzfachböden ansaugt)

Anwendungen von Robotern, die „Pick & Place“ durchführen

„Pick and Place“ ist ein üblicher Vorgang in zahlreichen Industriesektoren. Unternehmen, die kollaborative Roboter zur Ausführung dieser Aufgabe einsetzen, können jedoch von deutlichen Vorteilen profitieren. In diesem Fall übernehmen Roboter nämlich die schwereren Arbeiten und führen diese mit größerer Effizienz aus.

Durch mehr Effizienz beim Verpackungsvorgang wird die Wettbewerbsfähigkeit für die gesamte Lieferkette erhöht. Zum Beispiel nutzen Unternehmen im Bereich Fahrzeuge und Ersatzteile diese Roboter, um die Montage oder das Verschrauben der Teile zu beschleunigen. Unternehmen aus der Lebensmittelbranche wiederum verwenden sie zum Verpacken von Obst, Gemüse oder Keksen auf schnelle und einheitliche Weise.

Eine weitere Anwendung besteht in der Unterstützung bei der Produktmontage, wie beim Möbelhersteller Euréquip in seinem von Mecalux ausgestatteten Lager in Lambres-lez-Douai (Frankreich). Der Hersteller setzt dort einen anthropomorphen Roboter ein, der für das Klassifizieren und Stapeln von Platten für Möbel zuständig ist. Wenn es bei diesem Prozess zu Verspätungen kommt, verzögert sich die Herstellung der Möbel.

Derartige Roboter werden nicht nur eingesetzt, um Produkte schnell und fehlerlos zu bewegen, sondern dienen auch zur Klassifizierung der Produkte und deren entsprechender unterschiedlicher Behandlung. Während des Aufnehmens und Platzierens der Produkte führen sie gleichzeitig eine Qualitätskontrolle durch. Dies ist der Fall bei den Robotern, die Obst und Gemüse verpacken und nur die Einheiten auswählen, die vorgegebene Parameter im Hinblick auf Größe oder Aussehen erfüllen.

El robot antropomórfico en el almacén de Euréquip clasifica y apila los paneles para el montaje de muebles
Der anthropomorphe Roboter im Lager von Euréquip klassifiziert und stapelt die Platten für die Möbelmontage

Vorteile der Robotisierung des „Pick-and-Place“-Vorgangs

Wie wir gesehen haben, ist der Pick-and-Place-Vorgang eine mühsame und repetitive Aufgabe für die Lagerarbeiter, sodass seine automatische Durchführung mithilfe von Robotern zahlreiche Vorteile bietet. Zunächst ist es möglich, eine ununterbrochene Produktion rund um die Uhr an 365 Tagen im Jahr aufrechtzuerhalten.

Durch Einsatz eines Roboters, der die Produkte entnimmt und sie in ihre entsprechenden Verpackungen platziert, wird der Vorgang beschleunigt und gleichzeitig die Arbeitsqualität der Lagerarbeiter verbessert. Diese brauchen diese Aufgabe dann nicht mehr durchzuführen und können sich stattdessen komplexeren und mehr stimulierenden Arbeiten widmen.

Außerdem sind Pick-and-Place-Roboter sehr flexibel und können auf die Besonderheiten der jeweiligen Produktionsanlage abgestimmt werden. Jede Fabrik ist anders und diese Roboter lassen sich leicht an den verfügbaren Platz und den zu handhabenden Produkttyp anpassen.

Los operarios hacen pick and place: recogen los artículos de una caja y los colocan en otra para conformar un pedido
Lagerarbeiter führen „Pick and Place“ durch: Sie entnehmen die Artikel aus einem Behälter und platzieren sie in einem anderen, um einen Auftrag zusammenzustellen

Und schließlich sorgt die Robotisierung für mehr Sicherheit bei der Warenverwaltung. Das Handhabungssystem des Roboters (sei es mittels Vakuumhandhabung oder mechanischer Greifer) ist speziell für das sichere Aufnehmen der Produkte konzipiert. Außerdem werden durch die Automatisierung Kommissioniersfehler vermieden und mehr Hygiene erzielt, was bei der Handhabung von Lebensmitteln äußerst wichtig ist.

Pick-and-Place-Roboter sind eine weitere Lösung im Rahmen der sogenannten Industrie 4.0, daher ist es wahrscheinlich, dass sie zusammen mit anderen automatischen Produktionssystemen zum Einsatz kommen. In einem Lager werden häufig automatische Kommissioniersysteme mit anthropomorphen oder Portalarmen mit zwei oder drei Achsen eingesetzt. Die eingesetzte Lösung hängt von den benötigten Zyklen und der Anzahl der zusammenzustellenden Aufträge ab.

Wenn Sie Ihre Lieferkette automatisieren und die Effizienz Ihrer Logistik erhöhen möchten, setzen Sie sich mit Mecalux in Verbindung. Wir besitzen eine langjährige Erfahrung im Entwurf und in der Umsetzung automatischer Lösungen, die jegliche Anforderungen erfüllen können.