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Lösung
Generelle Aufgabenstellung dieses Systems ist die Vereinzelung und Ausrichtung von Schüttgut. Die Fähigkeit Schüttgut zu verarbeiten trägt wesentlich zur Kostenreduktion einer Produktion bei, da jede Vorabaufbereitung (z.b. durch Handling / Logistik und Lager) von Material sehr kostspielig ist.
Ein SCARA Roboter wird eingesetzt, um via Förderbandverfolgung und einem Vision System kleine Getriebeteile von einem Band aufzunehmen und ausgerichtet in Paletten auf einem Takttisch zu legen. Diese Bauteile werden aus einem Vorratsbehälter in einen Schwingfördertopf geschüttet und von dort über einen Vereinzelungsappendix über ein Förderband zugeführt. Der SCARA Roboter hat die Aufgabe diese Elemente richtig ausgerichtet in Paletten einzulegen, welche anschließend über einen Rundtakttisch zu einem Linearmodul befördert werden, um dann in einer Spritzgussanlage mit Kunststoff ummantelt zu werden.
Die Erkennung der Ausrichtung und Position der Bauteile geschieht mittels einer Kamera. Die Produktverfolgung auf dem Band erfolgt mittels eines Drehimpulsgebers. Beide Informationen, die Position und Ausrichtung der Bauteile, werden an die Robotersteuerung weitergegeben und dort verarbeitet.
Die geforderte Taktzeit pro Getriebeteil liegt bei deutlich unter 1 Sekunde, d.h. innerhalb von maximal 2 Sekunden müssen zwei Bauteile von dem Förderband aufgenommen und in einer Palette richtig ausgerichtet abgelegt. Die mit dieser Anlage erreichte Taktzeit pro Getriebeteil liegt bei ca. 0,5 Sekunden; ein kompletter Greifzyklus, der zwei Elemente aufnimmt, benötigt also nur ca. 1 Sekunde – erheblich schneller als gefordert.
Aufgrund der kleinen Abmessungen der Bauteile, insbesondere der kleine Greifbereich, wird eine hohe Präzision und kurze Reaktionszeit sowohl von dem integrierten Visionsystem, als auch von dem Roboter gefordert. Voraussetzung für die ereichten kurzen Taktzeiten ist zudem eine zuverlässige Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Teilen.
Die Toleranzen bei der Aufnahme eines jeden Bauteils sind aufgrund der geringen Abmessungen des Greifbereiches und des leichten Gewichtes sehr gering. Greift der Roboter auch nur ein wenig daneben, so kann das Teil nicht in die enge Passung des Greifwerkzeuges aufgenommen werden – geschieht der Zugriff nicht synchron zu der Bewegung des Förderbandes (Abweichung in vx/vy), so verrutscht das sehr leichte Bauteil und liegt nicht mehr in der vom Vision System festgestellten Position.
Zudem neigen die Getriebeelemente aufgrund ihres geringen Gewichtes dazu, bei der Ablage zu schwingen – je ungenauer die Ablage ist, desto länger müsste eine Ruhezeit bis zur Weiterbeförderung sein; aufgrund der hohen Präzision des Roboters kann diese Totzeit sehr gering ausfallen.
Die Synchronisation zwischen Roboter und Takttisch geschieht mittels unkompliziertem IO - Handshake. Erst wenn der Roboter alle 16 Nester der Palette gefüllt hat und den 'Gefahrenbereich' des Rundtakttisches verlassen hat, können die Paletten weiter getaktet werden.
Die Roboter Steuerung steuert Teile der Anlage und übernimmt somit auch die Funktionalität einer SPS. Die eigentliche Ansteuern des Takttisches erfolgt über eine SPS.
Als zusätzliche Sicherung existiert noch eine ‚On-the-Fly' Vakuumkontrolle. Stellt sich während dieser Prüfung heraus, dass eine Aufnahme des Greifers ein Teil verpasst hat, so wird dies während des zweiten Greifens geprüft und ein erneuter Greifvorgang gestartet. Die Ablageposition wird erst dann angefahren, wenn beide Aufnahmen es Greifers mit einem Bauteil belegt sind.
Es ist via Benutzeroberfläche möglich, einzelne Palettennester von einer Bestückung auszunehmen.
Der Rücklauf von Bauteilen geht bei dieser Anlage aufgrund des optimierten Designs und hochwertigen, präzisen Handlings der Komponenten im Normalbetrieb gegen Null.
Großer Wert bei der Auslegung der Anlage wurde auch auf die Erweiterbarkeit für zukünftige Bauformen gelegt. Trotz komplexer Steuerungsaufgaben muss die Benutzeroberfläche betont einfach ausgelegt sein.
Das 'Erlernen' eines neuen Elementes:
Eine neues Element wird einfach auf das Förderband gelegt und anhand seiner universellen Eigenschaft einer 120° Symmetrie (diese Eigenschaft ist allen Elementen inhärent) vom Roboter entsprechend ausgerichtet. Die Benutzeroberfläche erlaubt sodann mittels Knopfdruck dieses Teil unter der Kamera als ‚neu' zu definieren. Ab diesem Zeitpunkt sind auch diese neuen Bauteile von der Anlage zu bewältigen – einfacher geht es kaum. | 
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