Große Unternehmen setzen zunehmend auf Robotik, um manuelle Prozesse in Fabriken und Lagern zu optimieren. Ein Beispiel dafür ist die in Umbrien/Italien ansässige Firma Diva International. Diva wollte sein System für den Transport von Feuchttüchern von der Produktionsstätte auf eine Palettierinsel im selben Lager umstellen. Mithilfe seines Facility Management Providers FM Vision entwickelte das Unternehmen ein neues, automatisiertes System, bestehend aus fünf autonomen mobilen Omron-Robotern (AMRs) und der Maschinensteuerung Sysmac NJ von Omron. Am Ende ließ sich ein sichererer, effizienterer und flexiblerer Prozess vorweisen.
Diva benötigte ein System zur Optimierung der aktuell verfügbaren Lagerkapazitäten. Zudem sollte jeder einzelne Schritt innerhalb des Prozesses – von der Bestellung bis zur Abwicklung im Lager – genau nachverfolgt werden können. Realisiert werden konnte dies durch die fünf AMRs von Omron, die am Ende der Fertigungslinie fertig abgepackte Chargen mit Feuchttüchern ab- und anschließend auf Palettierstationen aufladen.
Eine schwierige Situation
Bei der Entwicklung des neuen Systems standen FM Vision und Omron vor zahlreichen Herausforderungen, insbesondere was die Aspekte Sicherheit, Schnelligkeit und Sauberkeit betraf. Das größte Problem bestand darin, innerhalb kürzester Zeit ein System für das Auf- und Abladen von jeweils zwölf Kartons zu entwickeln. Hierbei waren zudem 60 verschiedene Formate und ein breites Gewichtsspektrum zu berücksichtigen. Augusto Falchetti, Inhaber von FM Vision, erklärt: „Eine Sortier- und Förderanlage für Verpackungen mit derart unterschiedlichen Formaten hätte sich aufgrund von Platzproblemen, Kosten und Sicherheitsanforderungen als zu schwierig erwiesen. Ein Durchsatz von 120 Paletten mit jeweils 70 Packungen bedeutet, dass täglich mehr als 8.000 Packungen hätten bewegt werden müssen.“
Zudem musste der Produktionsbereich vom Palettierbereich getrennt gehalten werden, da sonst die Gefahr von Verunreinigungen bestünde und die Brandschutzvorschriften nicht eingehalten werden könnten. Die fünf Roboter von Omron können sich unabhängig voneinander bewegen und entscheiden, welche Route sie einschlagen wollen. Dazu wird ein Navigationssystem eingesetzt, das auf einer Karte der Räumlichkeiten sowie auf einer dynamischen Erfassung der Umgebung basiert. Die Roboter verfügen jeweils über einen Laserscanner, mit dem sie die angrenzende Umgebung ’sehen‘ können. Ihre Bewegungen werden von einer Reihe von Sensoren und Steuerungen bestimmt, die es ihnen ermöglichen, Menschen und andere Hindernisse zu umfahren. Luca Polzoni, Data Analyst von Diva, sagt: „Alles zusammengenommen führt dies zu einer deutlichen Verkürzung der Wartezeit. Wenn ein Hindernis im Weg erkannt wird, kann der Roboter jederzeit eine andere Route einschlagen, indem er eine Neuberechnung in Echtzeit durchführt.“
Eine weitere Herausforderung war die Abstimmung zwischen den AMRs und den Förderbändern beim Be- und Entladen. Aufgrund der Konstruktionseinschränkungen durften sich die Roboter nicht mehr als 800mm vom Förderband wegbewegen.
Der Rahmen der festen Station wurde daher so konzipiert, dass er eine einstellbare Höhe mit drei Ebenen hat, die jeweils eine Charge von vier Kartons aufnehmen können. Die Positionierung der Roboter muss auf fast einen Millimeter kalibriert werden, da es sehr enge Toleranzen für Position und Geschwindigkeit gibt. Die Bewegung des Roboters muss präzise sein, denn bereits ein Grad Abweichung könnte den Prozess gefährden.
Ein optimierter Prozess
Die Maschinensteuerung Sysmac von Omron begleitet den gesamten Prozess, vom Auftragseingang über die Sortierung der Pakete auf den Palettierinseln bis hin zum Transport ins Lager. Paolo Capezzuoli, Field Application Engineer Motion Specialist bei Omron Industrial Automation Europe, kommentiert: „Das größte Problem besteht in der drahtlosen Kommunikation mit den AMRs, um ihnen zu signalisieren, wann sie eingreifen sollen. Diese Kommunikation übernimmt ein von Omron entwickelter Flottenmanager, der den mobilen Robotern Aufgaben auf der Grundlage bestimmter Bedingungen zuweist, beispielsweise Akkustand und Nähe zum Abholpunkt. Außerdem legt er die intelligentesten Routen fest, um Kollisionen und Geschwindigkeitseinbußen zu vermeiden.“
Mithilfe des neuen Systems konnten die Logistikabläufe von Diva International optimiert werden. Luca Polzoni: „Die mobilen Roboter passen sich den verfügbaren Slots an und verfügen über die notwendigen Zertifizierungen, einschließlich Sicherheit, um in der gleichen Umgebung wie die Bediener arbeiten zu können. In etwa anderthalb Minuten haben sie ihren Weg zurückgelegt, der im Durchschnitt 10m beträgt, plus Be- und Entladen sowie Transport eines Dutzends Pakete zur Palettierinsel.“
Neben der Steigerung der Effizienz und der Verfügbarkeit von Mitarbeitern für andere Aufgaben trägt das neue automatisierte System dazu bei, menschliche Fehler im Zusammenhang mit dem Datenmanagement zu beseitigen. Paolo Cocchioni, Commercial Director von Diva International, kommt zu folgendem Schluss: „Für einen Weltmarktführer im Vertrieb von Feuchttüchern ist es unerlässlich, sich auf einen Automatisierungsgrad verlassen zu können, der die Produktion von etwa 60Mio. Packungen pro Jahr ermöglicht. Dank dieser Modernisierung können die Arbeiten auch in Anwesenheit von Mitarbeitern durchgeführt, Termine eingehalten und sämtliche Hygiene- und Sicherheitsvorschriften beachtet werden.“
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