Roboter für Pick & Place und Sortieren

Pick & Place Roboter für automatisiertes Greifen, Sortieren & Positionieren

Pick & Place Roboter automatisieren wiederkehrende Handhabungsaufgaben in Produktion, Verpackung, Elektronikfertigung, Labor und Logistik. Produkte oder Bauteile werden aufgenommen, bewegt und an einer definierten Position wieder abgelegt. Was für Mitarbeitende häufig aus hunderten oder tausenden identischen Bewegungen pro Schicht besteht, kann mit Robotik reproduzierbar und auf definierte Taktzeiten abgestimmt ausgeführt werden.

Dabei reicht Pick & Place von einfachen Transfers zwischen zwei Werkstückträgern bis zu kameragestützten Sortierprozessen mit Fördertechnik, wechselnden Produkten und automatischer Objekterkennung. Entscheidend ist deshalb nicht nur der Roboter selbst. Greifer, Sensorik, Vision-System, Zuführung und Maschinensteuerung bestimmen gemeinsam, wie zuverlässig der gesamte Prozess funktioniert.

Pick & Place automatisieren – vom Werkstück bis zur Zielposition

Bei einem klassischen Pick-&-Place-Prozess wird ein Produkt zunächst an einer definierten Position bereitgestellt. Das kann beispielsweise ein Förderband, Tray, Behälter oder Werkstückträger sein. Der Roboter fährt die Aufnahmeposition an, greift das Bauteil und transportiert es anschließend zur programmierten Ablageposition.

Typische Anwendungen sind das Bestücken von Trays, Umsetzen zwischen Förderbändern, Zuführen von Bauteilen zu Maschinen, Verpacken, Sortieren oder die Materialbereitstellung für nachfolgende Montageprozesse.

Für schnelle Bewegungen leichter Werkstücke eignet sich beispielsweise der DOBOT M1 Pro. Der kompakte 4-Achs-SCARA bietet 1,5 kg Nutzlast, 400 mm Arbeitsradius und ±0,02 mm Wiederholgenauigkeit. Seine Encoderschnittstelle unterstützt zusätzlich dynamisches Greifen und Tracking, wodurch er für automatisierte Förderbandprozesse interessant ist.

Kompakte Pick-&-Place-Automation mit dem DOBOT MG400

Wenn nur wenig Platz zur Verfügung steht, kann ein Desktop-Roboter eine besonders kompakte Alternative darstellen. Der DOBOT MG400 benötigt lediglich eine Standfläche von 190 × 190 mm und wiegt rund 8 kg. Bei einem Arbeitsradius von 440 mm erreicht er mehrere Aufnahme-, Bearbeitungs- und Ablagepositionen innerhalb eines kompakten Arbeitsplatzes.

Die technische Spezifikation nennt 500 g reguläre Nutzlast und bis zu 750 g maximale Belastung sowie ±0,05 mm Wiederholgenauigkeit. Damit eignet sich der MG400 besonders für leichte Bauteile, Kleinteilehandling, Bestückung, Sortierung und automatisierte Prüfstände.

Sortierroboter mit Machine Vision

Beim automatischen Sortieren mit Robotern muss das System häufig zunächst erkennen, welches Produkt vorliegt und wo es sich befindet. Genau hier ergänzt Machine Vision die klassische Robotik.

Eine Industriekamera erfasst das Werkstück. Die Bildverarbeitung kann anschließend beispielsweise Position, Orientierung oder definierte optische Merkmale bestimmen. Auf Basis dieser Daten erhält der Roboter den benötigten Greifpunkt und die zugehörige Zielposition.

Das DOBOT Vision System ist mit MG400 und M1 Pro sowie weiteren DOBOT Plattformen kompatibel. Es kombiniert Industriekamera, Beleuchtung und Bildverarbeitungssoftware und unterstützt Anwendungen wie Positionierung, Objekterkennung, Vermessung und Qualitätsprüfung.

Dadurch können Pick-&-Place- und Sortierprozesse flexibler auf unterschiedliche Werkstückpositionen reagieren als Systeme, bei denen jedes Produkt mechanisch exakt ausgerichtet werden muss.

Cobot Pick & Place für komplexere Bewegungen

Nicht jede Anwendung lässt sich mit einem 4-Achs-SCARA oder Desktop-Roboter lösen. Werden Werkstücke aus unterschiedlichen Winkeln aufgenommen, Maschinen beschickt oder räumlich komplexere Bewegungen benötigt, bieten sechsachsige Cobots zusätzliche Bewegungsfreiheit.

Der DOBOT CR3A kombiniert 3 kg Nutzlast mit 620 mm Arbeitsradius und ±0,02 mm Wiederholgenauigkeit. Dadurch eignet er sich für kompakte Pick-&-Place-, Sortier-, Bestückungs- und Prüfaufgaben.

Für größere Werkstücke und einen erweiterten Arbeitsraum bietet der DOBOT CR5A 5 kg Nutzlast, 900 mm Arbeitsradius und ebenfalls ±0,02 mm Wiederholgenauigkeit. Damit können unter anderem Verpackungs-, Maschinenbeschickungs- und Materialhandlingprozesse umgesetzt werden.

Greifer passend zum Werkstück auswählen

Ein Pick-&-Place-Roboter kann nur so zuverlässig arbeiten wie sein Greifsystem. Deshalb sollte der Endeffektor immer auf Produkt und Prozess abgestimmt werden.

Elektrische Parallelgreifer eignen sich beispielsweise für Werkstücke mit definierten Greifflächen. Vakuumgreifer sind interessant für flächige und luftdichte Produkte. Soft-Greifer können dagegen empfindliche oder unregelmäßig geformte Werkstücke schonender aufnehmen.

Im DOBOT Zubehörportfolio stehen verschiedene Greiferlösungen zur Verfügung. Für den MG400 gibt es beispielsweise elektrische, elektromagnetische und flexible Soft-Greifer. Der Soft-Greifer ist explizit für empfindliche oder unregelmäßige Produkte ausgelegt.

Pick & Place direkt vom Förderband

Besonders interessant wird Automatisierung, wenn Robotik direkt mit dem laufenden Materialfluss verbunden wird. Produkte können über ein Förderband in den Arbeitsbereich gelangen, erkannt und anschließend automatisch übernommen werden.

Je nach Robotersystem können Encoder, Sensoren und Vision-Komponenten die Position eines bewegten Werkstücks erfassen. Der Roboter synchronisiert seine Bewegung mit dem Materialfluss und übergibt das Produkt anschließend an den vorgesehenen Prozess.

Solche Lösungen eignen sich beispielsweise für Sortierung, Verpackung, Produktvereinzelung und Materialbereitstellung.

Unterschiedliche Produkte automatisch sortieren

Bei variantenreicher Produktion müssen häufig mehrere Produkte über dieselbe Linie verarbeitet werden. Statt für jede Variante einen vollständig separaten Arbeitsplatz aufzubauen, können Merkmale und Zielpositionen softwareseitig hinterlegt werden.

Erkennt das Vision-System beispielsweise unterschiedliche Formen oder Positionen, kann die Robotersteuerung das Werkstück dem jeweils vorgesehenen Behälter oder Prozess zuführen.

Wie flexibel das System arbeiten kann, hängt von der Erkennbarkeit der Produkte, der Greifbarkeit und der erforderlichen Taktzeit ab. Je größer die Unterschiede zwischen Werkstücken, desto wichtiger werden eine saubere Prozessanalyse und geeignete Bildverarbeitung.

Pick & Place in bestehende Produktionslinien integrieren

Roboter müssen nicht als isolierte Einzelzelle betrieben werden. Über geeignete Schnittstellen lassen sich Cobots und Desktop-Roboter mit Fördertechnik, SPS, Kameras, Sensoren, Maschinen und IT-Systemen verbinden.

Gerade die DOBOT CR-Serie unterstützt gängige industrielle Kommunikationsstandards und ermöglicht dadurch die Einbindung von Greifern, Vision-Systemen und weiterer Peripherie. CR3A und CR5A können damit sowohl als kompakter Einzelarbeitsplatz als auch als Bestandteil einer größeren Automatisierungszelle eingesetzt werden.

Pick-&-Place-Roboter passend zum Prozess auswählen

Für die Auswahl eines geeigneten Roboters sollten Werkstückgewicht, benötigte Reichweite und gewünschte Taktzeit gemeinsam betrachtet werden.

Ein kompakter MG400 kann für kleine und leichte Teile ausreichen. M1 Pro ist besonders interessant für schnelle SCARA-Anwendungen. CR3A bietet zusätzliche 6-Achs-Beweglichkeit bei 3 kg Nutzlast, während CR5A mit 5 kg und größerem Arbeitsradius schwerere beziehungsweise räumlich anspruchsvollere Aufgaben abdecken kann.

Zusätzlich müssen Greifergewicht, Produktvarianten, Sicherheitskonzept, Zuführung und gegebenenfalls Vision-System berücksichtigt werden. Erst aus diesen Komponenten entsteht eine zuverlässige Pick-&-Place- oder Sortierlösung.

Terra Robotics unterstützt Unternehmen bei der Auswahl und Planung passender Robotik für Pick & Place, Sortierung, Werkstückhandling und Machine Vision – von der kompakten Desktop-Lösung bis zur integrierten Cobot-Zelle mit Fördertechnik und kameragestützter Objekterkennung.