Claas Industrietechnik im ostwestfälischen Paderborn ist eine Tochtergesellschaft des Landmaschinenherstellers Claas in Harsewinkel. Mit mehr als 600 Mitarbeitern entwickelt und produziert Claas Industrietechnik seit 1957 verschiedene Systeme aus den Bereichen Antriebstechnik und Hydraulik für eigene Maschinen sowie externe Auftraggeber. Das Tochterunternehmen zeichnet dabei für Achsen, Getriebe, Corn-Kracker sowie hydraulische und elektrische Komponenten verantwortlich. Eine Produktreihe bilden die eigenentwickelten stufenlosen Getriebevarianten für Traktoren sowie die Terra-Trac-Raupenlaufwerke für Mähdrescher und Feldhäcksler.
Interner Transport von Warenträgern
Mit dem Ziel der effizienzsteigernden Automatisierung interner Transporte von Warenträgern wurde 2020 der FTS-Integrator MR Mobile Robots zunächst mit einer Robotize-GoPal-Teststellung in der Paderborner Produktion beauftragt. Mit einem autonomen mobilen Roboter, einer Lade- und vier Palettenstationen wollte man zunächst herausfinden, ob der gewählte AMR unter den vorherrschenden durchaus anspruchsvollen Umgebungsbedingungen in der Produktionshalle reibungslos betrieben werden kann. Als besondere systemische Herausforderungen galten ein unebener Boden und enge Fahrwege mit einem relativ hohen Aufkommen an Personen- und Geräteverkehr, es strapazierten aber auch Späne auf dem Grund und ölhaltige Luft von den Bearbeitungsmaschinen das System. Da rund 70 Prozent aller Transporte – spezielle Warenträger wie Gitterboxen – von den einzelnen Bearbeitungszentren zunächst an eine zentrale Teilewaschanlage führen, bestand eine wesentliche logistische Herausforderung in einem geordneten Verkehrs-Management für einen flüssigen Workflow und eine fehlerfreie Abarbeitung der autonomen Missionen. Als Voraussetzung hierfür mussten einige Details besondere Berücksichtigung finden; z.B. war sicherzustellen, dass Transportbehälter für das Handling stets korrekt ausgerichtet bereitgestellt werden.
Sechs AMR im Einsatz
Nach zweimonatiger Bewährungsprobe fiel die endgültige Entscheidung zugunsten der kompakten Robotize-Modellreihe GoPal E24 mit einer maximalen Traglast von 1.000kg und einer maximalen Geschwindigkeit von 2m/s. Eine Flotte von sechs Geräten wurde nun sukzessive durch MR Mobile Robots installiert. Dazu stattete der Integrator mehrere Bearbeitungszentren sowie eine große Fläche vor der zentralen Teilewaschanlage mit Palettenstationen aus; deren Gesamtzahl in der Fertigung wurde bis zum Frühjahr 2023 auf 150 ausgeweitet. Im Prozess integrierte man eine Anlieferungsstation konzeptionell so in die Waschanlage, dass die AMR hier einzeln einfahren können und das durch sie angelieferte Transportgut vollautomatisiert abgenommen und dem Waschprozess zugeführt wird. Leere Warenträger werden ebenfalls autonom an das Bearbeitungszentrum zurückgeführt. Ein Werker bringt die manuell mit Kranunterstützung entnommenen und gewaschenen Teile in durch die AMR angelieferten und korrekt ausgerichteten Gitterboxen ein. Die Positionierung zur Befüllung ist durch ein mit der Robotize-Flotte kommunizierendes Kamerasystem von Sick sichergestellt. Die GoPal E24 transportieren die Gitterboxen dann vorübergehend in das Hochregallager, um sie erst zum Beginn des nächsten Bearbeitungsschritts wieder von dort abzuholen. Neben diesen zentralen Prozessen vollautomatisierte MR Mobile Robots mit den AMR ebenfalls den Späneabtransport und die Neuaufstellung leerer Abfallcontainer an den Bearbeitungsstationen.
Sichere Anwendung
In allen Prozessen ist die Sicherheit an den Schnittstellen zwischen Mensch und Roboter kollaborativ zu jedem Zeitpunkt sichergestellt. Auf Basis der Onboard-Näherungssensoren und Laserscanner passen die AMR ihre Geschwindigkeit situativ an und verlangsamen bis zum Stop, wenn die Wege enger werden oder sie sich Menschen, Gabelstaplern und weiteren Hindernissen nähern. Im Falle von Wegblockaden sind die einzelnen Geräte auf Basis einer sorgfältigen Kartographierung der Werkshalle während des Installationsprozesses befähigt, bestgeeignete Alternativrouten zur Fortsetzung der aktuellen Mission zu suchen. Komfortabel wurde auch die Kommunikation gestaltet, sodass Mitarbeiter eine Robotermission durch die einfache Betätigung eines Call-Buttons an ihrem Arbeitsplatz auslösen und damit einen Abhol- oder Anlieferungsauftrag initiieren können. Übersichtliche digitale Statusanzeigen auf unterschiedlichen Endgeräten sorgen hier für hohe Transparenz und einen vollständigen Überblick. Auch die Kommunikation der Roboter mit der Produktionsumgebung ist bei der Integration im Detail gelöst worden. Über I/O-Boxen können Tore angesteuert und durch ein entsprechendes Signal selbstständig geöffnet werden, sofern diese aus betrieblichen Gründen nicht sensorgesteuert öffnen. Auf Basis der I/O-Boxen lösen die Roboter bei Bedarf ebenfalls visuelle Signale – Warn- oder Hinweissignale – aus.