Wie ein Anbieter von Logistiklösungen sicherstellt, selber schnell und flexibel zu bleiben.

Die Logistikbranche hat gerade jetzt viele Herausforderungen zu meistern – denn sie boomt, sie boomt so richtig. Der Online-Handel floriert – nicht zuletzt getrieben durch die COVID-Pandemie – muss aber gleichzeitig auch rasch reagieren und auf neue Anforderungen eingehen können. Die TGW Robotics GmbH ist spezialisiert auf die Entwicklung und Realisierung von hochkomplexen, individuellen Intralogistik- & Robotik-Lösungen und Sonderfördertechnik. Ihre Produktpalette umfasst Greif-, Palettier- und Depalettier-Lösungen, sowie Maschinen zur Kartonverarbeitung. Und auch sie muss, wie die Partner, die sie beliefert, rasch und flexibel reagieren können.

Der enorme Boom des Onlinehandels zieht Spuren. Der Anteil an Einzelartikelbestellungen nimmt stark zu. Vor der Pandemie verzeichnete die Branche z.T. Wachstumsraten von 30% - jetzt ist noch mehr Business durch das Covid-Kaufverhalten getriggert: Kunden bestellen mehr, regelmäßiger und schneller, heißt: sie lassen sich mehr zur Auswahl zusenden, da Ausprobieren im Shop nicht immer möglich ist bzw. als mühsam empfunden wird. Dazu kommt, dass jetzt auch Personen online bestellen (müssen), die früher ausschließlich klassisch einkaufen gegangen sind. Stefan Holzner, Senior Technical Consultant & Patents bei TGW Robotics in Deutschland, bekommt dies hautnah mit. „Die Veränderungen sind vielfältig und haben einen großen Impact. Viele Spediteure kümmern sich schon längst nicht mehr nur um Spedition, sie kommen zunehmend in die Gelegenheit, Distribution- und Logistikzentren zu betreiben.“ TGW stellt in solchen Fällen Teams vor Ort zur Verfügung um die Anlage zu betreiben, da anfangs oftmals den Spediteuren das notwendige Wissen dazu fehlt.

Holzner weiter: „Es entstehen auch neue Geschäftsmodelle, die ganz andere Prozesse vorsehen, als wir bis jetzt kannten – denken wir an einen Lebensmitteleinkauf der bis an die Haustüre geliefert wird. Anders als früher, reicht die Lieferkette hier vom Hersteller direkt bis zum Kunden. Dabei geht es um die Flexibilität in der letzten Meile – diese möchten Hersteller selbst in der Hand haben, was dazu führt, dass viele Marken nun auch selber anliefern, sogar mit eigenen Fahrzeugen. Sie nehmen diese letzte Meile zur Dienstleistung hinzu, damit sie so rasch wie möglich liefern können.“ Denn auch die Erwartungshaltung der Kunden hat sich geändert – und zwar immer mehr in Richtung “heute bestellt, gestern geliefert“. Das hat allerdings zur Folge, dass mehrere Fahrzeuge am selben Tag eine Adresse anfahren – früher machte das alles die Post. Ein weiterer Trend, den Holzner betont, ist die steigende Häufigkeit an Verkaufspeaks im Online-Handel. Holzner dazu: „Ostern und Weihnachten sind halbwegs planbar, Black Fridays und Super Sales finden jedoch immer häufiger statt - die Logistikbrache muss extrem flexibel sein.“

Die Anforderungen an die Logistikbranche „Schneller, präziser, kompakter und flexibler“ gelten auch für TGW Robotics – und für ihre Business Partner. TGW Robotics und KEBA arbeiten seit 2017 zusammen. Im ersten Projekt, das beide Unternehmen zusammenbrachte, ging es darum, einen Single-Pick Ansatz beim automatischen Kommissionieren zu optimieren. Zwei Pick-Prozesse sollen gleichzeitig stattfinden, indem zwei Quell- und Zielkisten gleichzeitig erkannt werden – der Roboter fährt ununterbrochen, die Kistenerkennung findet im Wechsel statt.

Martin Drexler, bei KEBA im Vertrieb zuständig für TGW Robotics: „Dazu brauchten wir eine eigens konstruierte Achslösung, um die sechs Achsen im Raum zu koordinieren und zu bewegen, ohne ruckeln, trotz der hohen Geschwindigkeiten. Die Herausforderung dabei war die spezielle Anordnung der mechanischen Achsen um den viereckigen Bewegungsraum optimal abzudecken, auch die Randbereiche.“ Die Lösung, einen größeren Standard-Roboter zu verwenden, kam nicht in Frage. Ein solcher wäre zwar in der Lage, die gesamte Strecke abzufahren, jedoch durch die Größe der Bewegungsabläufe wäre er undynamischer geworden, wodurch die verlangte Präzision und Steuerung nicht mehr gegeben wären.

KEBA war in der Lage die Lösung, die „Rovolution“ getauft wurde, extrem kompakt zu bauen, wodurch die Abstände zum Schutzzaun sehr gering gehalten werden konnten. Holzner: „Durch den KEBA-Ansatz waren wir in der Lage, einen gesamten Pick unter vier Sekunden abzuschließen – ein hervorragender Wert“. Zu den Anforderungen gehörte auch ein leicht zu programmierendes System, mit Standard Programmiersprachen (IEC) und einer hohen Flexibilität für Erweiterungen und Add- Ons, damit auch kundenspezifische Software integriert werden kann. Drexler: „Darüber hinaus war der Betrieb unter einer Siemens-Steuerung Grundvoraussetzung, was wir mit der Profinet-Slave Option in unserem Motion Controller lösten.“

Ein weiterer Arbeitsschritt, für welchen TGW Robotics eine Kundenlösung brauchte, ist das Aufschneiden der Kartons nach der Anlieferung im Wareneingang. Holzner: „Die besonderen Herausforderungen hier sind die vielen manuellen Arbeitsschritte die, trotz Schutzmaßnahmen, eine hohe Verletzungsgefahr mit sich bringen.“ Die Entwickler aus Stephanskirchen in Bayern arbeiteten ein Konzept zum vollautomatischen Aufschneiden der Kartons aus. Das Ziel: Einerseits null Verletzungen, andererseits eine höhere Geschwindigkeit, indem manuelle Schritte zur Gänze entfallen – auch hier beträgt die Taktzahl 900 Kartons pro Stunde. Holzner: „Was diese Aufgabe besonders knifflig machte, war die Tatsache, dass es bei den gelieferten Kartons kaum Standards oder Normen bzgl. Größen gibt und die Kartons durch den Transport auch verformt und/oder beschädigt sein können.“ Sprich im Wareneingang ist jeder Karton anders. Die Lösung, die TGW Robotics hier anbietet, stellt sicher, dass jeder Karton vor dem Öffnen vermessen wird. Dazu werden die Achsen dementsprechend auf die jeweilige Kartonabmessung angepasst. Ein sogenannter „Dimensionierer“ vermisst über ein Kamerasystem die Abweichungen bzw. Unregelmäßigkeiten in Länge, Breite, und Höhe sodass die Messer den Deckel der Kartons hochpräzise aufschneiden können, ohne dabei den Inhalt zu beschädigen.

Auch beim Kartonhöhenreduzierer und beim Kartonöffner ging es darum, viele Achsen gleichzeitig fahren zu lassen. Holzner: „Standard-Industrieroboter waren nicht geeignet und wir brauchten eine eigene Portallösung, die gleichzeitig flexibel und kompakt genug ist, unsere Ziele zu erreichen.“ Bei 900 Takten keine leichte Aufgabe.

Holzner: „Die Antriebe von KEBA sind wesentlich kleiner als die der Konkurrenz – die kompakte Bauweise ist einzigartig, ohne die hätten wir umkonstruieren müssen.“ Und Umkonstruieren hätte auf jeden Fall bedeutet: größer und robuster zu bauen, was auf Kosten der Dynamik, Präzision und Geschwindigkeit gegangen wäre – und mehr Platz in Anspruch genommen hätte. Drexler ergänzt:“ Für den Kartonhöhenreduzierer und den Kartonöffner bedeutet das in Summe 19 Achsen, Durch das Multi-Achssystem kann diese Anwendung sehr kompakt umgesetzt werden. Steuerung, 10KW Versorgungseinheit und sieben Achsregler mit jeweils drei Achsen haben einen Platzbedarf im Schaltschrank von nicht einmal 50cm Gesamtbreite!“ Die Latte liegt nun hoch.

TGW Robotics hat entschieden, alle Anlagen im Bereich Kartonverpackung mit KEBA Technologie zu versehen. Dazu gehören neben dem Kartonhöhenreduzierer und dem Kartonöffner, die bereits umgestaltet worden sind, auch der Kartonauffalter und den Kartonverdeckler. Holzner blickt in die Zukunft: „Darüber hinaus ist eine Anwendung im Bereich Gantry-Systeme ebenfalls denkbar. Hier werden auch komplexe Bewegungen im Raum abgefahren und wir sind immer wieder mit Leistungs-Beschränkungen durch die Verfahrbewegung konfrontiert.“

Wichtig für TGW Robotics ist, Wissen zu transferieren – einerseits innerhalb der TGW Gruppe, aber auch zum Kunden hin. Holzner: „Aus internen Überlegungen, wie man am besten die neue Philosophie schult, mit welchem Roboter das idealerweise gemacht wird etc. entstand seitens KEBA die Idee, einen Simulator zu bauen.“ So kann ohne große Investition in einen bestimmten Robotertypen, flexibel international geschult werden. KEBA erhielt die 3D Daten, die sie visuell darstellten. Das Simulationsmodell erlaubt nun, Bewegungsmodelle zu programmieren, und diese zu simulieren bzw. weiter zu optimieren, auch Life-Time Services, Wartung, Austausch von Achsen etc. kann simuliert werden. Holzner: „Eine Echtanlage wäre sehr teuer gewesen, zudem hätten wir uns auf ein Modell einigen müssen, welches mit einem großen Gefahrenpotenzial verknüpft gewesen wäre. Das von KEBA entwickelte Simulationsmodell ist extrem einfach und sehr günstig.“ In einem ersten Schritt schult TGW Robotics hiermit intern, um KEBA-Technologie zu vermitteln. „Holzner: Über das Simulationstool lernen die Kollegen/Innen die KEBA-Technologie und trauen sich so an eine Echtmaschine ran, um die Betreuung oder die Hochlaufphase einer Anlage zu begleiten. Später schulen wir mit diesem Simulationswerkzeug auch Kunden.“

Stefan Holzner, Senior Technical Consultant & Patents bei TGW © TGW

Verpackungsmaschine © TGW

Höhenreduzierer © TGW