Die erste Begegnung zwischen Cognibotics und Keba fand auf der Automatica 2022 in München statt. Fredrik Malmgren, CEO von Cognibotics, startete das Gespräch mit einer klaren Ansage: „Wir haben uns entschieden, dass wir die Keba-Robotertechnik für unser Produkt einsetzen wollen.“ Denn Keba besaß das Puzzlestück, das dem schwedischen Unternehmen mit Sitz in Lund für die Markteinführung seines HKM1800-Roboters für die Materialhandhabung noch fehlte: KeMotion, auf Basis der Automatisierungsplattform Kemro X.
HKM steht für Hybrid Kinematic Manipulator. Der Name leitet sich aus der Kombination von serieller und paralleler Kinematik ab. Diese Hybrid-Konstruktion erlaubt geringe bewegte Massen und kurze Taktzeiten über große kreisförmige Arbeitsbereiche.
Auf der Suche nach der geeigneten Roboterplattform
„Nachdem wir die Keba-Software-Schnittstellenaufrufe gelesen hatten, wussten wir, dass es sich bei diesem System um eine echte Robotersteuerung und nicht um ein einfaches Robotik-Addon für eine SPS handelt“, sagen die Entwickler aus Malmgrens Team. Über zwei Jahre suchten sie nach einer geeigneten Steuerung und Plattformlösung für ihren HKM1800, einen Handhabungsroboter für die Kommissionierung. Malmgren erklärt: „Wir benötigten eine ausgereifte und vollständige Robotikplattform, die genügend Freiraum für unser spezifisches Knowhow gewährte. Das bot nur die Keba-Robotikumgebung. Hier konnten wir unsere Lösung einfach integrieren.“
Nach der Messe im Juni wurde die Zusammenarbeit rasch aufgenommen – der HKM sollte innerhalb eines Jahres auf den Markt gebracht werden. Michael Garstenauer, Produktmanager bei Keba, präzisiert: „Die Herausforderung von Cognibotics war, dass sie mit ihrem HKM1800 in einen produktiven Bereich mit hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit, Service, Ersatzteilverfügbarkeit und auch Technologie einsteigen wollten.“
Ein halbes Jahr später, im Januar 2023, stand schließlich der HKM1800 voll funktionsfähig im Labor und bereit für die Kundenwelt. „Wir wussten, dass wir mit unserem Zeitplan ehrgeizig waren, aber durch den Einsatz der Keba-Robotiklösung konnten wir unsere Entwicklungszeit um das Vierfache verkürzen, was wir auf andere Weise niemals erreicht hätten. Diese kurze Zeit bis zur Marktreife ist entscheidend für den zukünftigen Markterfolg des HKM1800“, sagt Malmgren. Weltweite Lieferengpässe im Jahr 2022 führten zwischenzeitlich zu einer leichten Unsicherheit bezüglich der rechtzeitigen Fertigstellung des Projektes. Davon waren auch Rechnerkomponenten wie Motoren betroffen. „Mithilfe der eigenen Produktion konnten wir diese Herausforderung aber deutlich besser meistern als der Markt“, lacht Malmgren rückblickend.
Viermal schneller als ein Mensch
Der Roboter eröffnet neue Möglichkeiten für robotergestützte Kommissionierprozesse – besonders wenn mehrere Entnahme- und Bestückungspositionen einen großen Arbeitsbereich umfassen, wie es typisch für Lager- und Distributionszentren der Intralogistik ist. Malmgren erklärt: „Während ein Mensch ein Tempo von 300 bis 500 Pick&Place-Zyklen pro Stunde halten kann, schafft der HKM1800 über 2.000 Zyklen pro Stunde mit der Möglichkeit, viel weiter zu reichen, als es für einen Menschen zumutbar ist.“ Der Pick&Place-Roboter ist damit viermal schneller als ein Mensch und kann komplexe Waren, wie Obst, Gemüse oder flexible Gegenstände, in Kisten sortieren.
Im Vergleich zu üblichen Scara-, Delta- und Sechsachs-Robotern ist der HKM1800 für Pick&Place-Anwendungen angepasst und mit den richtigen Freiheitsgraden entworfen. Der Roboter schafft eine maximale Traglast von 7,5kg und eine Reichweite von 1.800mm und deckt einen Arbeitsbereich von 10m² ab. Malmgren sagt: „Bei der Konstruktion hatten wir uns an den deutschen Fachwerkbrücken orientiert.“ Er besteht aus einem leichten Hochleistungsmaterial, die Arme sind aus Kohlefaser und für die Gelenke wird Aluminium verwendet. „Dabei haben wir alle Servomotoren und Getriebe an einem zentralen Punkt platziert, der sich kaum bewegt. Wir nutzen die Gesetze der Physik – die gesamte bewegte Masse ist leicht, und alle schweren Dinge stehen im Grunde still“, gibt sich Malmgren begeistert. Der HKM1800 ist so konfiguriert, dass er äußerst wenig Masse bewegt, was hohe Leistungen bei geringem Energieverbrauch ermöglicht.
Energieeffiziente Konstruktion
Somit ist der HKM ein sehr energieeffizienter Roboter. Der Roboterarm wiegt nur etwa 25kg, was bedeutet, dass er bei der Bewegung wenig Energie verbraucht. Dadurch kann er ohne große Energieverluste oder Wärmeentwicklung schnell beschleunigen und verlangsamen. Das führt zu geringeren Energiekosten und vereinfacht die Installationsverfahren.