Pick-and-Place-Montageanlagen
assemblean entwickelt spezialisierte Roboterzellen, die chaotische Zuführsituationen auflösen, empfindliche Bauteile beschädigungsfrei handhaben und starre mechanische Zuführungen durch intelligente Software- und Kinematikkonzepte ersetzen.
Die Wahl des Robotersystems definiert die physikalischen Grenzen von Geschwindigkeit, Traglast und Bewegungsspielraum. Eine zielgerichtete Auswahl verhindert mechanischen Verschleiß und stellt sicher, dass das System die erforderlichen Zykluszeiten prozesssicher erreicht.
| Analyse-Parameter | Delta-Kinematik (Parallelarm) | SCARA-Roboter (Horizontal-Knickarm) | 6-Achs-Knickarmroboter | Kartesische Portalsysteme |
|---|---|---|---|---|
| Greifraumgeometrie | Zylindrisch (hängender Deckenaufbau) | Nierenförmig (kompakter Standfuß) | Sphärisch (vollständig dreidimensionale Kugel) | Kubisch (rechteckiger x-y-z-Arbeitsraum) |
| Max. Beschleunigung | Extrem hoch (bis über 10G) | Hoch (kurze, lineare x-y-Bewegungen) | Moderat (optimiert für komplexe Bahnen) | Gering bis mittel (masseabhängig) |
| Wiederholgenauigkeit | ±0,05 mm bis ±0,1 mm | ±0,01 mm bis ±0,02 mm | ±0,02 mm bis ±0,05 mm | ±0,01 mm (spindelabhängig) |
| Taktzeitgrenzen (Pick & Place) | Unschlagbar im High-Speed-Bereich (< 0,35 s) | Extrem gering bei Planarfügung (< 0,45 s) | Prozessabhängig (meist > 0,8 s) | Linear skalierbar nach Verfahrweg |
| Hauptfokus im Prozess | Sortieren, Verpacken, High-Speed-Vereinzelung | Präzises Fügen, Elektronik-Bestückung | Multi-Winkel-Handhabung, 3D-Bin-Picking | Großflächiges Palettieren, schwere Komponenten |
Wir betrachten den Roboterarm lediglich als Aktuator einer intelligenten Gesamtlösung. Der technologische Vorsprung unserer Handhabungsanlagen basiert auf der nahtlosen Integration von Sensorik, Software und maßgeschneiderter Greifmechanik.
Wir konstruieren produktspezifische Greifersysteme – von materialfreundlichen Vakuum-Mehrfachsaugern über Magnetgreifer bis hin zu servoelektrischen Backengreifern. Integrierte Sensorik überwacht Greifdruck und Vakuum-Niveau in Echtzeit, um Bauteilschlupf sofort zu erkennen.
Unsere Steuerungssysteme gleichen die Bewegung des Roboterarms in Echtzeit mit der Geschwindigkeit fließender Förderbänder ab. Das Bauteil wird in der fließenden Bewegung präzise gegriffen oder abgelegt – zeitintensive Stopp-Phasen der Transportbänder entfallen komplett.
Beim Fügen kleinster Bauteile nutzen wir feinfühlige Kraft-Momenten-Sensoren direkt am Roboterflansch. Das System "erfühlt" mechanische Widerstände beim Einsetzvorgang, gleicht Toleranzen selbstständig aus und verhindert Bauteilbeschädigungen beim Fügevorgang.
Jedes Bauteil stellt individuelle Anforderungen an die Handhabungsphysik – von der sterilen Spritzenverpackung bis zum öligen Stanzteil.
Ultraschnelle Bestückung von Trays, Blistern oder Kartonagen mit reinraumtauglichen Robotern im Hygienic Design. Die Kinematiken sind resistent gegen aggressive Reinigungsmittel und nutzen lebensmittelechte NSF-H1-Schmierstoffe.
Hochpräzises Platzieren von Steckern, Platinenkomponenten oder Gehäuseteilen. Vollständiger ESD-Schutz der Gesamtanlage schützt sensible Halbleiterstrukturen vor elektrostatischen Entladungen.
Automatisiertes Greifen und Sortieren von Bauteilen, die ungeordnet als Schüttgut angeliefert werden. Das System berechnet autonom die optimale Greifreihenfolge und verhindert Kollisionen mit Behälterwänden.
Die Bauteilcharakteristik bestimmt die Zellarchitektur. Um Ihnen die optimale Integration aufzuzeigen, unterteilen wir unsere schlüsselfertigen Anlagen in drei spezialisierte Produktkategorien.
Konzipiert für maximale Pick-Raten bei leichten Bauteilen (bis 3 kg). Die Zelle wird direkt über bestehenden Förderbändern platziert und arbeitet im kontinuierlichen Fließbetrieb.
Einsatzbereich: Schnelles Umtopfen, Orientieren und Sortieren von Kleinteilen, Süßwaren oder medizinischen Primärverpackungen. Besonderheit: Extrem geringe bewegte Eigenmasse durch leichte Carbonfaser-Verbundstoffarme.
Optimiert für schnelle Pick-and-Place-Zyklen in Verbindung mit hoher Fügekraft in der vertikalen Z-Achse. Ideal für die Montage von Baugruppen mit engen Toleranzen. Einsatzbereich: Verschrauben, Fügen, Einpressen und Bestücken im Elektronik- und Automobilzulieferbereich.
Besonderheit: Konstruktionsbedingte, extreme Steifigkeit in der vertikalen Achse bei gleichzeitiger Flexibilität in der horizontalen x-y-Ebene.
Das System für den "Griff in die Kiste". Macht aufwendige mechanische Sortiertöpfe überflüssig, indem es ungeordnete Massenteile direkt aus tiefen Transportbehältern vereinzelt.
Einsatzbereich: Zuführung von Rohlingen, geschmiedeten Komponenten, Gussteilen oder komplexen Kunststoffgeometrien zur Weiterverarbeitung. Besonderheit: Integrierte KI-Software analysiert das dreidimensionale Bild der Kiste und erkennt, welches Bauteil ohne Kollisionsrisiko gegriffen werden kann.
Ein Roboterarm ist ohne visuelles Feedback auf perfekt positionierte Bauteile angewiesen. Unsere integrierten Vision-Systeme brechen diese Starrheit auf und verleihen der Anlage kognitive Fähigkeiten.
Über hochauflösende 2D- oder 3D-Kamerasysteme ermittelt die integrierte Bildverarbeitung die exakte Position, Drehlage sowie Ober- oder Unterseite eines Bauteils auf dem Band.
Die Software übersetzt diese visuellen Pixeldaten in Millisekunden in ein mathematisches Koordinatensystem und sendet die exakten Transformationsmatrizen an den Roboter.
Noch während der Roboter das Bauteil bewegt, gleicht die Vision-Software die Konturen mit dem CAD-Urmodell ab. Maßhaltigkeit, Geometriefehler oder Materialausbrüche werden sofort erkannt, fehlerhafte Komponenten direkt ausgeschleust.
Bei komplexen Geometrien oder langen Förderbändern koordinieren wir mehrere Kamerasysteme über eine zentrale Softwarearchitektur, um einen lückenlosen Datenfluss ohne Latenzzeiten zu garantieren.
Prozess
Ein klarer Ablauf, ein Ansprechpartner und ein sauber abgestimmter Fertigungsprozess.
Durchführung von realen Vorversuchen in unseren TechCentern mit Ihren Originalbauteilen zur Ermittlung optimaler Greifkräfte und Vakuumparameter.
Virtueller Aufbau der Zelle zur exakten Berechnung des Taktzeitbudgets, der Reichweiten und zur finalen Auswahl des Robotertyps.
Definition von Kameratypen, Objektiven und Beleuchtungskonzepten (z. B. Koaxial- oder Infrarotlicht), um optische Störfaktoren in Ihrer Produktionshalle vorab auszuschließen.
Physische Montage der Roboterzelle, Kalibrierung der Bildverarbeitung und softwareseitige Einrichtung der Verfahrwege.
Feinabstimmung der Beschleunigungsrampen im realen Betrieb unter Einhaltung aller Sicherheitsnormen für den unbedenklichen Schichtbetrieb.
Lassen Sie uns die Dynamik und Präzision Ihrer Handhabungsprozesse maximieren. Kontaktieren Sie unsere Automatisierungsexperten für eine detaillierte Erstberatung zu Ihren Bauteilanforderungen – fundiert, praxisnah und exakt auf Ihre Zykluszeiten fokussiert.
Wissensbereich
FAQ
Um zu verhindern, dass Bauteile bei Beschleunigungen von bis zu 10G durch die Massenträgheit verrutschen oder verloren gehen, nutzen wir eine Kombination aus strömungsoptimierten Sauggreifern mit hohem Volumenstrom und elektronischer Vakuumüberwachung.
Bei mechanischen Greifern sorgt eine exakt berechnete Formschluss-Geometrie der Greifbacken in Verbindung mit einer servoelektrischen Kraftregelung dafür, dass das Bauteil auch bei extremen Richtungswechseln starr fixiert bleibt.
Beim statischen Greifen muss das Transportsystem exakt stoppen, damit der Roboter das Bauteil an einer vordefinierten, starren Koordinate aufnehmen kann. Dies kostet wertvolle Taktzeit.
Beim dynamischen Greifen (Conveyor Tracking) liest ein Drehgeber am Band die Transportgeschwindigkeit aus. Der Roboter berechnet seine Bewegungsbahn dynamisch voraus, gleicht seine Eigengeschwindigkeit mit der des Bandes ab und greift das Objekt fließend während der Bewegung.
Spiegelnde Oberflächen erzeugen fatale Lichtreflexionen, die klassische Kantenerkennungs-Algorithmen blenden. Wir lösen dieses physikalische Problem durch den Einsatz von polarisiertem Licht, diffusen Dom-Beleuchtungen (Lichtzelten) oder den Wechsel auf alternative Lichtwellenlängen wie Infrarot- oder UV-Licht.
Ergänzend nutzen unsere Vision-Systeme robuste Kontursuch-Algorithmen, die geometrische Merkmale unabhängig von Helligkeitsschwankungen und Oberflächenglanz prozesssicher identifizieren.
Sie sind der Schlüssel zur wirtschaftlichen Flexibilität bei häufigen Produktwechseln. Automatische Rüstsysteme erlauben es dem Roboter, sein Greifwerkzeug innerhalb weniger Sekunden komplett autark zu wechseln.
Die integrierten Luft-, Vakuum- und Signalanschlüsse werden dabei über Kupplungen verlustfrei mitgekoppelt. Die Steuerung lädt parallel das entsprechende Softwareprofil des neuen Greifers, sodass die Anlage ohne manuellen Bedienereingriff weiterproduziert.
Arbeiten mehrere Delta- oder SCARA-Roboter im selben Arbeitsraum, wird eine übergeordnete Liniensteuerung (Line Master) eingesetzt. Diese Software verwaltet eine dynamische Objektliste aller einlaufenden Bauteile und teilt jedem Roboterarm dedizierte Bauteile exklusiv zu.
Gleichzeitig überwacht ein elektronisches Kollisionsschutz-System die virtuellen Schutzbereiche (Geofencing) der Roboterarme zueinander und verhindert so mechanische Schäden.
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Wie werden aus einzelnen Komponenten komplexe, funktionsfähige Baugruppen? Ein Überblick über Fügeverfahren, Qualitätssicherung und Automatisierung.
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