Crailsheimer Cobots

In einigen Wochen findet die Interpack in Düsseldorf statt. Herr Kiessling, was werden die Schwerpunkte von Schubert auf der Messe sein?

Kiessling: Wir werden produzierende Maschinen zeigen, weil diese am besten illustrieren, was wir leisten können. Dazu zählt zum Beispiel eine Pickerlinie, auf der wir Kekse in Trays verpacken. Dann wird auch ein Light-Line-Flow-Packer zu sehen sein, auf dem wir Kekse in Schlauchbeutel verpacken, aber auch Trays mit Keksen schlauchbeuteln können. Außerdem erwartet die Besucher ein Light-Line-Karton-Packer, mit dem wir Schachteln in einen Faltkarton verpacken.

Was werden die Besucher an Ihrem Stand noch zu sehen bekommen?

Kiessling: Im Zentrum unseres Messestandes stehen unsere neuen Cobots. Drumherum gibt es Informationsinseln mit speziellen Anwendungen im Bereich Pharma und Kosmetik. Wir werden diesmal auch viel Wert auf die Darstellung unterschiedlicher Werkzeugkonzepte legen und in diesem Zusammenhang auch unser Servicepaket für 3-D-gedruckte Werkzeuge vorstellen, denn bei uns stehen Werkzeuge für Flexibilität. Und last but not least spielen T4- und T5-Roboter eine wichtige Rolle, die wir im Einsatz in einer Pickerlinie auf der Messe zeigen werden – und zwar in der T4-Version.

Wie unterscheiden sich die Roboter der T-Reihe von den etablierten F-Robotern Ihres Unternehmens?

Kiessling: Zuallererst in der Kinematik. Die F4-Roboter sind Scara-Roboter, während die T4- und die T5-Roboter auf dem Delta-Robotertyp basieren. Die F4-Roboter haben einen nierenförmigen Arbeitsbereich, der mit dem Big Arm noch vergrößert werden kann. Der T4 und der T5 haben dagegen einen begrenzten rechtwinkeligen Arbeitsbereich, er ist nur 600 x 1200 mm groß.

Was bedeutet das für die Anwender der T-Roboter?

Kiessling: Wegen ihres rechteckigen Arbeitsbereiches bieten sich die T-Roboter an, wenn der Anwender wenig Platz zur Verfügung hat. Der Anwender kann beim F4 vier Roboter in ein Gestell integrieren, beim T4 sind es sechs pro Standardgestell. Und wir arbeiten daran, dass es irgendwann einmal acht sein werden. Damit ist die Leistungsdichte beim T4 sehr hoch.

Was unterscheidet den T4-Roboter vom T5-Roboter?

Kiessling: Der T5 hat eine fünfte Achse, mit der er Produkte schwenken und kippen kann. Damit kann er zum Beispiel Gebäck senkrecht in ein Tray stellen.

In welchen Branchen findet die T-Reihe Einsatz?

Kiessling: Eigentlich überall. Die Roboter können von Medikamenten und Kosmetika bis hin zu Lebensmitteln alles handeln.

Können Sie bitte ein konkretes Anwendungsbeispiel für die T-Roboter nennen?

Kiessling: Ja. Mir fällt der kanadische Backwarenhersteller La Petit Bretonne ein, der pro Tag etwa 1,2 Mio. Mini-Croissants herstellt. Durch die Integration von T4-Robotern in seine Produktionslinie konnten wir ihm eine überdurchschnittliche Leistungsfähigkeit in besonders kompakter Form anbieten.

Wann kommt der T4 und wann der F4 zum Einsatz?

Kiessling: Wir behandeln die Frage, ob wir einen T4 oder einen
F4 verwenden, völlig neutral. Der Kunde beschreibt uns die Problemstellung und wir versuchen, ihm die richtige Lösung vorzuschlagen.

Kommen wir zu Ihren Cobots. Warum beschäftigt sich Schubert jetzt mit diesem Thema?

Kiessling: Wir denken, dass kollaborative oder kooperative Roboter, wie manche sagen, riesige Vorteile im Zusammenspiel mit unseren TLM-Anlagen haben. Sie eignen sich hervorragend dafür, die Zuführung von Komponenten in eine TLM-Maschine zu optimieren.

Welche Aufgaben übernehmen die Cobots konkret?

Kiessling: Die Cobots der Tog-Baureihe entlasten den Menschen von stupider und zum Teil körperlich schwerer Arbeit. Sie sind für die Handhabung leichter Gegenstände geeignet, die mit hoher Geschwindigkeit auf einer relativ ähnlichen Arbeitshöhe zugeführt oder bewegt werden müssen. Stellen Sie sich vor, Sie haben eine Kiste mit Shampooflaschen, die befüllt und verpackt werden müssen. Ein Cobot setzt die Flaschen aus dem Karton in die Pucks der Abfüllanlage. Dabei behandelt er sie schonender und benötigt weniger Fläche, weil die Flaschenbunker wegfallen. Auch für das Garnieren oder Schmücken von Produkten sind Cobots geeignet. Denken Sie zum Beispiel an einen Muffin, auf den eine kleine Palme oder ein anderes Teil appliziert werden muss. Hier hat man hohe Stückzahlen, braucht also eine hohe Geschwindigkeit.

Welche Geschwindigkeiten erreichen Ihre Cobots?

Kiessling: Das hängt von der konkreten Anwendung ab. Unser Ziel sind 60 bis 80 Takte pro Minute.

Das ist viel.

Kiessling: Genau. Deshalb kommt dem Sicherheitskonzept eine wichtige Rolle zu. Es basiert auf leistungsfähigen Sensoren, die erkennen, ob sich eine Person im Arbeitsbereich des Roboters aufhält oder sich der Maschine nähert. Generell gehen wir davon aus, dass Menschen nicht direkt neben den Cobots arbeiten.

Aber genau das ist doch das Prinzip von kollaborativen Robotern.

Kiessling: Deswegen sprechen wir mit Blick auf unsere Cobots eher von kooperativen Robotern, die nicht nur mit Menschen, sondern auch mit Maschinen zusammenarbeiten.

Was haben Ihre Cobots in Sachen Optik und Bildverarbeitung zu bieten?

Kiessling: Sie sind mit drei Kameras ausgestattet. Im Zusammenspiel mit einer leistungsfähiger Bildverarbeitung versetzen sie die Cobots in die Lage, die Position der zu handhabenden Objekte im Raum zu erkennen, sodass die Greifwerkzeuge entsprechend gesteuert werden können. Bleiben wir bei der Kiste mit den Shampooflaschen. Durch die Kameras können die Cobots erkennen, wie jede einzelne Flasche liegt und wie sie sich greifen lässt.

Sie haben über die Zusammenarbeit der Cobots mit TLM-Maschinen gesprochen. Sind sie Teil dieses Maschinenbaukastens?

Kiessling: Für bestimmte Anwendungen eindeutig ja. Aber wir werden die Cobots auch als Stand-alone-Lösung anbieten.

Wann werden die Cobots marktreif sein?

Kiessling: Wir bauen momentan vier Prototypen, die jetzt für unterschiedliche Einsatzbereiche ausgeliefert werden. Ein Prototyp wurde zum Beispiel für den Lebensmittelbereich entwickelt, ein anderer für den Kosmetikbereich. Momentan befinden wir uns also noch in der Testphase. 2021 wollen wir mit den Cobots in Serie gehen.

Lassen Sie uns zum Schluss noch über Ihre digitale Part-Streaming-Plattform sprechen. Können Sie bitte kurz beschreiben, wie dieser Service funktioniert?

Kiessling: Wir haben das Unternehmen Schubert Additive Solutions gegründet, weil wir in den letzten Jahren viel Praxis-Know-how mit 3-D-Druckteilen gesammelt haben. Dieses Wissen wollen wir jetzt für unser neues Geschäftsfeld einsetzen: die digitale Plattform für 3-D-Teile, für die es jetzt einen ersten Prototyp gibt. Über die Plattform können die Kunden in Sekundenschnelle und auf der ganzen Welt 3-D-Druckdateien für Werkzeuge abrufen. Sie bekommen Zugriff auf geprüfte und zertifizierte Druckdaten und können damit die benötigten Komponenten mit dem 3-D-Drucker ausdrucken. Die Nutzung läuft wie bei einem mengenabhängigen Subskriptionsmodell: Die Kunden zahlen einmal einen Betrag für die technische Grundausstattung und die Einweisung und können dann je nach monatlichem oder jährlichem Betrag so viel drucken, wie sie wollen.

Welche Vorteile hat die Plattform für die Nutzer?

Kiessling: 3-D-Teile sind leichter, günstiger und natürlich viel schneller verfügbar als konventionell hergestellte Teile. Das einzelne 3-D-Bauteil wird zwar relativ langsam im 3-D-Drucker gedruckt, ersetzt aber mehrere herkömmliche Teile. Durch die digitale Plattform wird die Supply Chain auf ein Minimum gedrückt. Die Lagerhaltung für die Kunden beschränkt sich auf das Druckmaterial. Zusätzlich bieten wir für die Nutzer der Plattform neben 3-D-Druckern des Unternehmens Ultimaker auch Beratungsleistungen an. Dabei identifizieren unsere Experten die Bauteile an den Maschinen, die sich für eine 3-D-Fertigung eignen und konstruieren sie dann bis zum zertifizierten Druckjob.

Verwenden Sie für den 3-D-Druck ein bestimmtes Fertigungsverfahren oder mehrere?

Kiessling: Für den 3-D-Druck gibt es verschiedene Fertigungsverfahren. Bisher setzen wir überwiegend Kunststoffe ein, die im Filament- oder im Pulverbett-Verfahren gedruckt werden. Mittlerweile kann man 3-D-Teile aber auch aus Metall herstellen. Es gibt bis zu 400 unterschiedliche Parameter, die man beim 3-D-Druck berücksichtigen muss und die in einen sogenannten zertifizierten Druckjob einfließen müssen.

Erfüllen die Komponenten, die die Kunden mithilfe der digitalen Plattform drucken, die Hygienestandards der Lebensmittel- und Pharmaindustrie?

Kiessling: Ja, die Werkstoffe sind FDA-konform. An unseren Werkzeugen sind 3-D-gedruckte Teile heute schon vielfach verbaut. Einen Großteil dieser Teile beziehen wir von einem Dienstleister. Es sind schwarze Teile mit einer Joma-Pearl-Beschichtung. Sie sind lebensmitteltauglich. Allerdings kommen die Teile nie direkt mit Lebensmitteln in Kontakt. Bei unverpackten Lebensmitteln ist immer ein Sauger oder etwas Ähnliches zwischen dem Bauteil und dem Produkt.

Wie gewährleisten Sie die Datensicherheit der Plattform?

Kiessling: Die Datensicherheit steht auf drei Säulen. Erstens bekommt der Kunde Zugriff auf einen Certified-Print-Job. Dieser Druckjob ist wie ein PDF gekapselt, sodass das Dokument nicht verändert werden kann. Zweitens ist die Plattform, auf der die Certified-Print-Jobs liegen, auf einem firmeneigenen Server gehostet.. Und drittens verwenden wir das hochsichere Edge-Gateway GS.Gate, um die Maschinendaten abzuziehen. Es besitzt zwei getrennte digitale Bereiche. Auf dem einen läuft die Kundensoftware, der andere enthält eine Firewall und einen Remote Access für den Fernzugriff. Dadurch bietet das GS.Gate einen starken Schutz vor Angriffen aus dem Netz.

Welche Entwicklungspotenziale sehen Sie für die Plattform?

Kiessling: Die Plattform für die 3-D-Druckdaten wird irgendwann mit unserem Kundenportal verschmelzen. Auf dem Kundenportal liegen zum Beispiel alle Dokumentationen, Daten und Informationen zu den jeweiligen Maschinen. Es werden alle Maschinendaten transparent gemacht und ausgewertet. Irgendwann wird es auf diesem Portal auch eine Sektion geben, wo die Kunden 3-D-Teile abrufen können. Im Moment haben wir bei einer TLM-Maschine die Möglichkeit, etwa 5 % der Teile mit dem 3-D-Druck zu produzieren, vorwiegend Formatteile für Werkzeuge. In Zukunft werden es vielleicht 10 oder 15 % sein.

Gerhard Schubert GmbH, Crailsheim

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