Großflächige Automatisierung neu gedacht

Red Cable: Wie ein kabellos bedienbarer Seilroboter Gegenstände bewegt

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Patrik Lemmen (CTO) and Robin Heidel (COO) from Red Cable Robots stand in front of a rope-driven robot with a gripper in an industrial test environment. The scene shows the demonstration of a robotics system for automation applications.
Mit einem seilbasierten Industrie-Robotersystem bietet das Start-up Red Cable Robots eine flexible Lösung für die Automatisierung großer Flächen. Dank kabelloser Bedienung mittels HMI von KEBA, hoher Dynamik und einfacher Anpassbarkeit wird insbesondere die Intralogistik effizienter gestaltet.

Wir treffen uns in einer Halle in Duisburg, wo Lagerplätze gemietet werden können. Patrik Lemmen (CTO) und Robin Heidel (COO) heißen uns willkommen. Die beiden haben sich an der Uni Duisburg kennengelernt, wo sie als wissenschaftliche Mitarbeiter tätig waren. Bis vor fünf Jahren, da machten sie sich zusammen mit Roland Boumann (CEO) und Tobias Burger (CCO) selbstständig. Sie wirken bodenständig und auf den Punkt. Die Halle versprüht Innovation und Unternehmertum - in reinster Form.

Red Cable Robots GmbH ist ein Start-up, das eine neue Art von Industrie-Roboter für großflächige Automatisierungsaufgaben entwickelt. Ihre Lösung, die an die Kameraführung über Seile in Stadien erinnert, hat gerade die Marktreife erreicht. Das Unternehmen zielt mit dem Produkt auf mehrere Branchen wie Fertigung, Bau, Luft- und Raumfahrt ab. Momentan fokussiert das Team sich auf intralogistische Prozesse, im Speziellen das Palettieren und De-Palettieren am Anfang und am Ende von Produktionslinien bzw. logistischen Prozessen.

Wie jetzt? Seile?

Das Red-Cable-Robots-Team bewegt eine Plattform in der Größe eines Getränkekastens über mehrere Meter Arbeitsraum, zum Beispiel über eine Fläche in der Größe eines Tennisplatzes. Dazu wickeln sie angeknüpfte Seile koordiniert auf und ab. Dabei nimmt der Roboter eine Ware von einem Ort innerhalb seines Arbeitsraums auf und positioniert sie an einem anderen Ort. Obwohl das System eine Masse bewegt, die an Seilen hängt, schwingt oder pendelt es nicht. Dies wird dadurch erreicht, dass die Bewegungsplattform mit acht präzise in Zugspannung versetzten (aktuierten) Seilen fest im Raum versteift wird. So können die hohe Dynamik und Genauigkeit erreicht werden, die ein industrieller Prozess erfordert. Robin Heidel: „Wir überraschen immer wieder mit der Geschwindigkeit und Präzision des Systems. Im Standard-Set Up erreichen wir eine Genauigkeit im Millimeterbereich.“

Das Komfortgewicht des Systems liegt momentan bei 25-30 Kilo pro Paket. Das maximale Gewicht, das das System handhaben kann, beträgt aktuell etwa 80 kg – im mittleren Bereich des Raumes kann das deutlich mehr sein. Dabei können alle Standardgreifer verwendet werden, in den meisten Fällen kommen aber Vakuum-Greifer zum Einsatz.

„Wenn mehrere unserer Roboter im Einsatz sein werden, können auch alle Systeme mit nur einem Bedienpanel - dem KeTop Safe Wireless - gesteuert werden. Das ist für uns eine super effiziente Lösung.“

Patrik Lemmen
CTO bei Red Cable Robots GmbH

Seilroboter und ihre Vorteile

Seilroboter tragen erheblich zur Effizienzsteigerung bei. Sie können rund um die Uhr ohne Pausen im Einsatz sein, was den Durchsatz erhöht und Spitzen glättet. Durch ihre Genauigkeit reduzieren sie Fehler und gewährleisten ein konsistentes Ergebnis. Die Roboter sind in der Lage, große Mengen an Gütern in kürzester Zeit zu verarbeiten, wodurch Engpässe vermieden und der Produktionsfluss verbessert wird.

Seilroboter lassen sich ohne Entwicklungsaufwand an verschiedene Layouts und Gegebenheiten anpassen. Sie können über vorhandenen Maschinen schweben und dennoch in tiefe Lagen eintauchen. Auch eine spätere Rekonfiguration oder Layoutänderung bis hin zum Ab- und Aufbau an einem anderen Ort ist mit nur wenig Aufwand verbunden.

Das System verwendet typischerweise acht Seile (mindestens sechs), wodurch es alle sechs Freiheitsgrade im Raum abdeckt - heißt: die Plattform kann gezielt geneigt werden. Das ist ein klarer Vorteil gegenüber Portalsystemen, die eine zusätzliche Achse benötigen, um z. B. von einem schrägen Rollband etwas greifen zu können.

Patrik Lemmen: „Unser großer Vorteil ist das Handling mehrerer Paletten gleichzeitig. Ein Beispiel ist das Sortieren von einer großen Vielfalt an Paketen, die von einem oder mehreren Förderbändern auf mehrere unterschiedliche Paletten gepackt werden müssen – und das Ganze dann mit nur einem Robotersystem.

Hier bringt der Red-Cable-Robots-Ansatz einen enormen Kostenvorteil gegenüber konventionellen Automatisierungslösungen und macht so in manchen Bereichen eine Automatisierung erst wirtschaftlich.

So haben zum Beispiel viele Logistiker Anwendungen an den Stichen – das sind meist ein bis vier, es gibt aber auch Layouts mit 40 Stichen. Momentan braucht jeder Stich einen eigenen Roboter, was kaum realisierbar ist, denn für ein System mit vielen Stichen gibt es momentan keine Automatisierungslösung. Also wird das Ganze händisch gemacht. „Mit 2 FTE pro Stich rentiert sich ein solches System bereits nach eineinhalb Jahren,“ rechnet Patrik Lemmen vor.

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Ein weiterer Vorteil ist, dass der Roboter durch Palettenwechsel verursachte Stillstandzeiten vermeidet, da immer genug Paletten als Pufferzonen im Arbeitsraum bedient werden können. Hinzu kommt, dass Anpassungen im Automatisierungsprozess sehr flexibel möglich sind, weil das System einen schnellen Auf- und Umbau erlaubt und nur einen geringen Footprint benötigt. Robin Heidel: „Momentan planen wir eine Doppelzelle: In einem Bereich des Raumes wird gestapelt, im anderen werden volle Paletten entfernt und neue hingestellt. Hier hat das System von Red Cable Robots keine Downtime.“

Patrik Lemmen: “Die Automatisierung in der Logistik ist mit den aktuellen Lösungen am Markt zunehmend gesättigt. Neue Prozesse zu automatisieren, geht über die Grenzen der aktuellen Hardware hinaus.“ Zwar sieht er aktuell humanoide Roboter als großen Trend, glaubt aber, dass diese noch einige Zeit brauchen werden, um einen wirtschaftlichen Mehrwert zu leisten. Zudem würden sie auch dann bei vielen Automatisierungsaufgaben an physikalische Grenzen stoßen, wie etwa bei Reichweite und Traglast. „Wir bieten mit unserem System völlig neue Möglichkeiten für großflächige, dynamische Prozesse, auch mit großen Handlingsgewichten“, so Patrik Lemmen.

Red Cable Robots bevorzugt Safe Wireless Handbediengerät von KEBA

Die von Red Cable Robots angebotenen industriellen Roboter sind in der Regel sehr groß und decken eine große Fläche ab. Daraus ergeben sich zwei wesentliche Anforderungen an ein Bediengerät:

  1. Es soll über gewisse Sicherheitsfunktionen, wie z. B. einen Not-Aus Schalter verfügen und ein bestimmtes Performance-Level nach DIN 13849 erfüllen.

  2. Für den großen Arbeitsraum ist ein kabelloses Gerät notwendig. Robin Heidel: „Für das Teachen des Roboters, zum Beispiel, bewegen wir uns im Raum und brauchen permanenten Blickkontakt zum Roboter. Mit einem kabelgebundenen Gerät wäre dies nahezu unmöglich.

HMI-Konfigurator beschleunigt Entscheidungsprozess

Just in der Zeit als Red Cable Robots mit ihrer Anfrage an KEBA herantrat, launchte KEBA ihren online HMI-Konfigurator. Robin Heidel „Für uns eine super bequeme Lösung, um unser Handbediengerät individuell auszulegen. Wir konnten uns entscheiden, ob wir ein kleines oder großes Display wollten, Hoch- oder Querformat, individuelle Druckknöpfe und vieles mehr.“ Letztlich entschied sich Red Cable Robots für ein customized KeTop T155 Safe Wireless.

„Trotz großem Display im Querformat liegt diese Variante super in der Hand, sodass der 3-Wege-Zustimmtaster für die Programmierung des Roboters immer zugänglich ist. Besonders unser individuelles Design mit unserem Logo gefällt uns sehr.“

Die größte Herausforderung für das Red Cable Robots Team war die Unentschlossenheit einerseits zum Design des Handbediengerätes und andererseits zu seinen optionalen Funktionalitäten. „Die Möglichkeiten des Konfigurators haben uns zu immer neuen Ideen für die Bedienung bewegt,“ fasst Robin Heidel zusammen.

Die Rolle von KEBA

Red Cable Robots schätzt KEBA als innovativen Partner. Robin Heidel: „****Kein anderes Unternehmen hat so eine flexible Lösung** für unsere Anforderungen geboten**“.

Das Start-Up Unternehmen kommuniziert in seiner Steuerung hauptsächlich über ein EtherCAT-Bussystem – ein Kommunikationsprotokoll, das immer mehr Anwendung in der Industrie findet. Robin Heidel: „KEBA ist kurz davor, diese Technologie in den KeTop Produkten auf den Markt zu bringen. Wir sind schon sehr gespannt auf diese Variante, weil uns das einiges an Verkabelungsaufwand in unserem Steuerschrank erleichtern wird.

KEBA steht bei Red Cable Robots für die sichere und flexible Bedienung ihrer Anlagen. Patrik Lemmen über die Rolle von KEBA, auch in der Zukunft: „Wenn mehrere unserer Roboter im Einsatz sein werden, können auch alle Systeme mit nur einem Bedienpanel - dem KeTop Safe Wireless - gesteuert werden. Das ist für uns eine super effiziente Lösung.“

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