Das schwedische Unternehmen Cognibotics stellt sich mit dem selbstentwickelten Pick & Place-Roboter „HKM1800“ (Hybrid Kinematic Manipulator) den Herausforderungen der automatisierten Kommissionierung. Zur Realisierung des Roboters fehlte noch die passende Steuerung. Fündig wurde der Hersteller beim Unternehmen Keba Industrial Automation, das mit „KeMotion“ die Lösung im Portfolio hatte. Der HKM1800 vereint die Merkmale serieller und paralleler Kinematik, was geringe bewegte Massen und kurze Taktzeiten über große Arbeitsbereiche erlaubt.
Die Geschäftsbeziehungen zwischen Cognibotics und Keba bahnten sich auf der automatica 2022 in München an. Fredrik Malmgren, CEO von Cognibotics, startete das Gespräch mit einer klaren Ansage: „Wir haben uns entschieden, dass wir die Robotiktechnologie von Keba für unser Produkt einsetzen möchten.“ Denn das österreichische Unternehmen Keba Industrial Automation aus Linz, verfügte über jenes Puzzlestück, das dem schwedischen Unternehmen mit Sitz in Lund für die Markteinführung seines Hochleistungsroboters „HKM1800“ für das Materialhandling noch fehlte: KeMotion, eine Robotersteuerung auf Basis der Automatisierungsplattform Kemro X.
Cognibotics wurde im Jahr 2013 von Klas Nilsson mit dem Ziel gegründet, fortschrittliche Robotertechnologie und moderne Industrieroboter für Anwendungen in der Materialverarbeitung und im Materialtransport zu entwickeln. Heute arbeiten mehr als 40 Personen im Unternehmen. 15 von ihnen kommen direkt aus einem wissenschaftlichen Umfeld, viele andere sammelten jahrzehntelang in der Industrieautomation und industrieller Robotik Praxiserfahrung. „Wir waren nie ein typisches Start-up. Zählt man die Robotikerfahrung aller Kollegen zusammen, kommen wir leicht auf 100 Jahre“, sagt Malmgren.
Nach der Messe im Juni wurde die Zusammenarbeit von Cognibotics und Keba rasch aufgenommen – der HKM sollte innerhalb eines Jahres auf den Markt gebracht werden. Michael Garstenauer, Produktmanager bei Keba präzisiert: „Die Herausforderung für Cognibotics war, dass sie mit ihrem HKM1800 in einen produktiven Bereich mit hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit, Service, Ersatzteilverfügbarkeit und auch Technologie einsteigen wollten.“
Ein halbes Jahr später, im Januar 2023, stand schließlich der HKM1800 voll funktionsfähig im Labor und bereit für die Kundenwelt. „Wir wussten, dass wir mit unserem Zeitplan ehrgeizig waren, aber durch den Einsatz der Keba-Robotiklösung konnten wir unsere Entwicklungszeit um das Vierfache verkürzen, was wir auf andere Weise niemals erreicht hätten. Diese kurze Zeit bis zur Marktreife ist entscheidend für den zukünftigen Markterfolg des HKM1800“, sagt Malmgren. Weltweite Lieferengpässe im Jahr 2022 führten zwischenzeitlich zu einer leichten Unsicherheit bezüglich der rechtzeitigen Fertigstellung des Projektes. Davon waren auch Rechnerkomponenten wie Motoren betroffen. „Mithilfe der Keba-eigenen Produktion konnten wir diese Herausforderung aber deutlich besser meistern als der Markt“, so Malmgren rückblickend.
Vier Mal schneller als ein Mensch
Der Hochleistungsroboter eröffnet völlig neue Möglichkeiten für robotergestützte Kommissionierprozesse – vor allem wenn mehrere Entnahme- und Bestückungspositionen einen großen Arbeitsbereich umfassen, wie es typisch für Lager- und Distributionszentren ist. Malmgren erklärt: „Während ein Mensch ein Tempo von 300-500 Pick & Place-Zyklen pro Stunde halten kann, schafft der HKM 1800 mehr als 2000 Zyklen pro Stunde mit der Möglichkeit, viel weiter zu reichen, als es für einen Menschen zumutbar ist.“ Der Pick & Place-Roboter ist damit viermal schneller als ein Mensch und kann komplexe Waren wie Obst, Gemüse oder flexible Gegenstände in Kisten sortieren.
Im Vergleich zu üblichen SCARA-, Delta- und 6-Achs-Robotern ist der HKM1800 für Pick-and-Place-Anwendungen optimiert und mit genau den passenden Freiheitsgraden entworfen. Der HKM1800 hat eine maximale Tragfähigkeit von 7,5 kg und eine Reichweite von 1.800 mm und deckt einen Arbeitsbereich von 10 m² ab. Malmgren: „Bei der Konstruktion hatten wir uns an den deutschen Fachwerkbrücken orientiert. Der Roboter besteht aus einem leichten Hochleistungsmaterial, die Arme sind aus Kohlefaser und für die Gelenke wird Aluminium verwendet. Dabei haben wir alle Servomotoren und Getriebe an einem zentralen Punkt platziert, der sich kaum bewegt. Der HKM1800 ist so konfiguriert, dass er wenig Masse bewegt, was Spitzenleistungen bei minimalem Energieverbrauch ermöglicht.”
Die Konstruktion sorgt für Effizienz
Der HKM ist ein energieeffizienter Roboter. Der Roboterarm wiegt nur etwa 25 kg, was bedeutet, dass er bei der Bewegung ein Minimum an Energie verbraucht. Dadurch kann er ohne große Energieverluste oder Wärmeentwicklung beschleunigen und verlangsamen. „Wir stellen fest, dass Unternehmen mehr und mehr an diesen umweltfreundlichen Eigenschaften interessiert sind, um ihre Marken durch den Einsatz dieser energieeffizienten Roboter zu stärken.“
Text/Foto: Keba/ Cognibotics
