Ein Entladeroboter ist ein automatisiertes System, das Werkst\u00fccke oder Materialien selbstst\u00e4ndig aus Maschinen, Beh\u00e4ltern oder Transportmitteln entnimmt. Je nach Einsatzbereich unterscheiden sich diese Systeme erheblich in Aufbau und Funktionsweise.<\/p>\n\n\n\n
In der Logistikbranche kommen Entladeroboter beispielsweise bei der Containerentladung zum Einsatz. Hier bewegen gro\u00dfe mobile Systeme Pakete oder Paletten aus Lkw und Seecontainern. Diese Anwendungen haben mit der industriellen Fertigung wenig gemeinsam.<\/p>\n\n\n\n
In der Metallverarbeitung und CNC-Fertigung bezeichnet der Begriff Entladeroboter hingegen kompakte Robotersysteme, die fertig bearbeitete Werkst\u00fccke aus Drehmaschinen, Fr\u00e4szentren oder Schleifmaschinen entnehmen. In der Praxis \u00fcbernehmen diese Systeme meist sowohl das Beladen mit Rohteilen als auch das Entladen der Fertigteile \u2013 man spricht daher h\u00e4ufig von Be- und Entladerobotern.<\/p>\n\n\n\n
Dieser Artikel konzentriert sich auf Entladeroboter f\u00fcr die CNC-Fertigung: Wie sie funktionieren, welche Technologien es gibt und worauf Fertigungsbetriebe bei der Auswahl achten sollten.<\/p>\n\n\n\n
Ein Entladeroboter an einer CNC-Maschine arbeitet in einem wiederkehrenden Zyklus. Sobald die Bearbeitung abgeschlossen ist, \u00f6ffnet sich die Maschinent\u00fcr automatisch oder wird vom Roboter ge\u00f6ffnet. Der Roboterarm f\u00e4hrt in den Arbeitsraum, greift das fertige Werkst\u00fcck und entnimmt es aus der Spannvorrichtung. Anschlie\u00dfend legt er das Teil in einem definierten Bereich ab \u2013 etwa in einem Werkst\u00fccktr\u00e4ger, auf einer Palette oder in einer Sortierbox.<\/p>\n\n\n\n
Die Kommunikation zwischen Roboter und Maschine erfolgt \u00fcber standardisierte Schnittstellen. Bei neueren Maschinen kommen digitale Protokolle wie Profibus, Profinet oder Ethernet\/IP zum Einsatz. \u00c4ltere Bestandsmaschinen lassen sich \u00fcber freie M-Funktionen und potenzialfreie Kontakte anbinden.<\/p>\n\n\n\n
Entladeroboter finden sich in nahezu allen Bereichen der spanenden Fertigung. An Drehmaschinen entnehmen sie zylindrische Werkst\u00fccke wie Wellen, Buchsen oder Flansche aus dem Spannfutter. Bei Fr\u00e4smaschinen und Bearbeitungszentren handelt es sich meist um prismatische Teile, die aus Schraubst\u00f6cken oder Nullpunktspannsystemen entnommen werden. Auch Schleifmaschinen lassen sich automatisieren \u2013 hier ist besonders pr\u00e4zises Handling gefragt, um die geschliffenen Oberfl\u00e4chen nicht zu besch\u00e4digen.<\/p>\n\n\n\n
Die Werkst\u00fcckgeometrien reichen von einfachen S\u00e4geabschnitten \u00fcber Gussteile bis hin zu komplex geformten Bauteilen. Entscheidend f\u00fcr die Auswahl des passenden Systems sind Werkst\u00fcckgewicht, Abmessungen und die erforderliche Positioniergenauigkeit.<\/p>\n\n\n\n
In der Praxis arbeiten Entladeroboter selten isoliert. Fast immer \u00fcbernehmen sie beide Aufgaben: das Beladen der Maschine mit Rohteilen und das Entladen der fertigen Werkst\u00fccke. Der typische Ablauf sieht so aus: Der Roboter entnimmt zun\u00e4chst das Fertigteil, legt es ab, greift dann ein neues Rohteil und setzt es in die Spannvorrichtung ein. So bleibt die Maschine nur minimal im Stillstand.<\/p>\n\n\n\n
Bei Systemen mit Doppelgreifer verk\u00fcrzt sich dieser Zyklus weiter. Der Roboter h\u00e4lt bereits das n\u00e4chste Rohteil bereit, w\u00e4hrend er das Fertigteil entnimmt \u2013 ein direkter Tausch ohne zus\u00e4tzliche Fahrwege.<\/p>\n\n\n\n
Die Spindelzeit ist eine der wichtigsten Kennzahlen in der CNC-Fertigung. Sie gibt an, wie viele Stunden pro Tag die Maschine tats\u00e4chlich Werkst\u00fccke bearbeitet. Ohne Automation liegt dieser Wert oft bei nur sechs bis acht Stunden \u2013 begrenzt durch Schichtzeiten, Pausen und die Verf\u00fcgbarkeit von Bedienern.<\/p>\n\n\n\n
Ein Entladeroboter hebt diese Beschr\u00e4nkung auf. Die Maschine kann \u00fcber die regul\u00e4re Arbeitszeit hinaus weiterproduzieren, auch in der Nacht oder am Wochenende. Betriebe berichten von Steigerungen der t\u00e4glichen Spindelzeit auf 16, 20 oder sogar 24 Stunden. Das bedeutet: Mit derselben Maschine l\u00e4sst sich deutlich mehr Output erzielen, ohne in zus\u00e4tzliche Hardware zu investieren.<\/p>\n\n\n\n
Das manuelle Be- und Entladen von CNC-Maschinen ist k\u00f6rperlich belastend und wenig anspruchsvoll. Fachkr\u00e4fte verbringen wertvolle Arbeitszeit damit, Rohteile einzulegen, auf das Bearbeitungsende zu warten und Fertigteile zu entnehmen. Diese Routine bindet Kapazit\u00e4ten, die an anderer Stelle fehlen.<\/p>\n\n\n\n
Mit einem Entladeroboter \u00e4ndert sich das Aufgabenprofil. Die Mitarbeiter \u00fcbernehmen stattdessen die Qualit\u00e4tspr\u00fcfung, r\u00fcsten neue Auftr\u00e4ge vor oder betreuen mehrere Maschinen parallel. So l\u00e4sst sich der Fachkr\u00e4ftemangel abfedern, ohne auf erfahrenes Personal verzichten zu m\u00fcssen.<\/p>\n\n\n\n
Menschen arbeiten unterschiedlich \u2013 je nach Tagesform, Konzentration und Erfahrung. Ein Roboter hingegen f\u00fchrt jeden Handgriff identisch aus. Er positioniert Werkst\u00fccke immer mit derselben Genauigkeit und wendet beim Spannen stets die gleiche Kraft auf.<\/p>\n\n\n\n
Das Ergebnis: weniger Ausschuss durch Positionierfehler, gleichm\u00e4\u00dfigere Bearbeitungsergebnisse und eine stabilere Prozessqualit\u00e4t \u00fcber die gesamte Serie hinweg. Besonders bei engen Toleranzen oder empfindlichen Oberfl\u00e4chen macht sich dieser Vorteil bemerkbar.<\/p>\n\n\n\n
Die wirtschaftlich gr\u00f6\u00dfte Hebelwirkung entfalten Entladeroboter au\u00dferhalb der regul\u00e4ren Arbeitszeiten. Eine Maschine, die freitagabend vorbereitet wird und bis Montagmorgen autonom produziert, gewinnt bis zu 60 zus\u00e4tzliche Fertigungsstunden pro Woche \u2013 ohne Personalkosten f\u00fcr Nacht- oder Wochenendschichten.<\/p>\n\n\n\n
Voraussetzung daf\u00fcr ist ein ausreichend gro\u00dfer Werkst\u00fcckvorrat und eine zuverl\u00e4ssige Prozess\u00fcberwachung. Moderne Systeme melden St\u00f6rungen per Fernzugriff, sodass bei Bedarf eingegriffen werden kann. In vielen F\u00e4llen l\u00e4uft die Produktion jedoch stundenlang st\u00f6rungsfrei durch.<\/p>\n\n\n\n
Die meisten Entladeroboter am Markt arbeiten mit mechanischen Ordnungssystemen. Das Prinzip: Werkst\u00fccke werden in festen Rastern, Matrizen oder Schubladen bereitgestellt. Jede Position ist exakt definiert, sodass der Roboter die Koordinaten fest einprogrammiert abfahren kann.<\/p>\n\n\n\n
Typische Ausf\u00fchrungen sind Schubladenmagazine mit einstellbaren Rastern, Palettenpl\u00e4tze mit Aufnahmedornen oder Matrizenplatten mit passgenauen Vertiefungen. Diese Systeme funktionieren zuverl\u00e4ssig \u2013 solange die Werkst\u00fccke einheitlich sind und sauber in ihre vorgesehenen Positionen eingelegt werden.<\/p>\n\n\n\n
Der Nachteil zeigt sich bei Werkst\u00fcckwechseln. F\u00fcr jede neue Teilegeometrie muss das Raster angepasst oder eine neue Matrize beschafft werden. Das kostet Zeit beim Umr\u00fcsten und Geld f\u00fcr die Vorrichtungen. Bei h\u00e4ufig wechselnden Auftr\u00e4gen oder kleinen Losgr\u00f6\u00dfen summieren sich diese Aufw\u00e4nde.<\/p>\n\n\n\n
Kameragesteuerte Systeme gehen einen anderen Weg. Statt fester Positionen erkennt ein 3D-Kamera-Lasersystem die Werkst\u00fccke dort, wo sie tats\u00e4chlich liegen. Die Teile k\u00f6nnen ungeordnet oder in loser Sch\u00fcttung bereitgestellt werden \u2013 der Roboter lokalisiert jedes einzelne Werkst\u00fcck, berechnet die optimale Greifposition und passt seine Bewegung entsprechend an.<\/p>\n\n\n\n
Das Funktionsprinzip: Ein Laserscanner erfasst die Oberfl\u00e4che des Bereitstellungsbereichs und erzeugt eine dreidimensionale Punktwolke. Die Software analysiert diese Daten, identifiziert die Werkst\u00fccke anhand ihrer Geometrie und \u00fcbermittelt die Koordinaten an den Roboter. Der gesamte Vorgang dauert nur wenige Sekunden.<\/p>\n\n\n\n
Eine Schutzklappe sichert die optischen Komponenten vor Sp\u00e4nen, K\u00fchlschmierstoff und anderen Verschmutzungen \u2013 auch in rauen Fertigungsumgebungen arbeitet das System zuverl\u00e4ssig.<\/p>\n\n\n\n
F\u00fcr Betriebe mit wechselnden Auftr\u00e4gen bietet die Kameraerkennung entscheidende Vorteile. Der offensichtlichste: Es entfallen Rasterplatten, Matrizen und andere werkst\u00fcckspezifische Vorrichtungen. Neue Teile lassen sich ohne mechanische Umbauten einfahren.<\/p>\n\n\n\n
Die Umr\u00fcstzeit reduziert sich drastisch. W\u00e4hrend bei konventionellen Systemen der Wechsel von Matrizen und die Neuprogrammierung der Positionen oft 30 Minuten oder l\u00e4nger dauert, ist ein kameragesteuertes System in wenigen Minuten auf ein neues Werkst\u00fcck eingestellt.<\/p>\n\n\n\n
Auch bei der Bereitstellung ergeben sich Freiheiten. Werkst\u00fccke m\u00fcssen nicht mehr einzeln in exakte Positionen einsortiert werden. Das spart Zeit bei der Vorbereitung und reduziert Fehlerquellen. Selbst wenn ein Teil leicht verdreht oder verschoben liegt, erkennt die Kamera seine Position und der Roboter greift korrekt zu.<\/p>\n\n\n\n
Den Kern des SherpaLoader\u00ae<\/a> bildet SherpaVision\u00ae, ein 3D-Kamera-Lasersystem zur automatischen Werkst\u00fcckerkennung. Das System erfasst die Rohteile exakt dort, wo sie abgelegt wurden \u2013 ganz ohne Rasterplatten, Anschl\u00e4ge oder passgenaue Matrizen.<\/p>\n\n\n\n In der Praxis bedeutet das: Werkst\u00fccke werden einfach in den Bereitstellungsbereich gelegt. Die Kamera scannt die Oberfl\u00e4che, erkennt die Teile anhand ihrer Geometrie und \u00fcbermittelt die Greifpositionen an den Roboter. Teure Rund- und Stapeltische, wie sie bei konventionellen Systemen \u00fcblich sind, entfallen vollst\u00e4ndig.<\/p>\n\n\n\n Eine integrierte Schutzklappe sch\u00fctzt die optischen Sensoren vor Sp\u00e4nen und K\u00fchlschmierstoff. So arbeitet das System auch in anspruchsvollen Fertigungsumgebungen dauerhaft zuverl\u00e4ssig.<\/p>\n\n\n\n Bei wechselnden Auftr\u00e4gen z\u00e4hlt jede Minute Stillstand. Der SherpaLoader\u00ae ist auf kurze Umr\u00fcstzeiten ausgelegt: Ein Werkst\u00fcckwechsel dauert weniger als f\u00fcnf Minuten.<\/p>\n\n\n\n Der Grund f\u00fcr diese Geschwindigkeit liegt im Verzicht auf mechanische Vorrichtungen. Es m\u00fcssen keine Matrizen getauscht, keine Rasterpositionen umprogrammiert und keine Greifer umgebaut werden. Der Bediener gibt die neue Werkst\u00fcckgeometrie \u00fcber die Dialogsteuerung ein \u2013 den Rest erledigt das System automatisch.<\/p>\n\n\n\n Die Bedienung erfolgt \u00fcber ein 17-Zoll-Touchdisplay mit intuitiver Benutzerf\u00fchrung. Komplexe Roboterprogrammierung ist nicht erforderlich. Auch Mitarbeiter ohne spezielle Vorkenntnisse k\u00f6nnen das System nach kurzer Einweisung sicher bedienen.<\/p>\n\n\n\n Das SherpaLoader\u00ae-Portfolio deckt ein breites Spektrum an Werkst\u00fcckgewichten ab. Von filigranen Pr\u00e4zisionsteilen bis zu schweren Gussrohlingen findet sich f\u00fcr nahezu jede Anwendung das passende Modell.<\/p>\n\n\n\n F\u00fcr Fr\u00e4smaschinen und Bearbeitungszentren steht die M-Serie zur Verf\u00fcgung: Die Modelle M7 und M12 eignen sich f\u00fcr leichte Werkst\u00fccke, M25 und M50 bewegen Teile bis 18 kg beziehungsweise 38 kg. F\u00fcr schwere Werkst\u00fccke und gro\u00dfe Serien sind M88 und M225 ausgelegt.<\/p>\n\n\n\n Die T-Serie ist speziell auf die Anforderungen von Drehmaschinen abgestimmt. Von kurzen Futterteilen mit wenigen Kilogramm bis zu langen Wellen mit hohem Gewicht \u2013 die Modelle T7 bis T225 decken das gesamte Spektrum der Drehbearbeitung ab.<\/p>\n\n\n\n Die M-Serie des SherpaLoader\u00ae<\/a> deckt das gesamte Spektrum der Fr\u00e4sbearbeitung ab. F\u00fcr leichte Werkst\u00fccke in der Feinwerk- oder Medizintechnik eignen sich die kompakten Modelle M7 und M12. Der M25 und M50 bewegen Teile bis 18 kg beziehungsweise 38 kg \u2013 passend f\u00fcr Stahlzuschnitte, Aluminiumbl\u00f6cke oder Gussteile. Schwere Werkst\u00fccke bis 73 kg \u00fcbernimmt der M88, f\u00fcr noch h\u00f6here Gewichte ist der M225 ausgelegt. Die Anbindung erfolgt \u00fcber Arbeits- oder Seitent\u00fcr, der Zugang zu Werkzeugmagazin und Sp\u00e4nef\u00f6rderer bleibt dabei erhalten.<\/p>\n\n\n\nUmr\u00fcstung in unter 5 Minuten bei Werkst\u00fcckwechsel<\/h3>\n\n\n\n
Traglastbereiche von 7 kg bis 225 kg<\/h3>\n\n\n\n
Entladeroboter f\u00fcr Fr\u00e4smaschinen und Bearbeitungszentren<\/h2>\n\n\n\n
SherpaLoader\u00ae M-Serie f\u00fcr alle Werkst\u00fcckgewichte<\/h3>\n\n\n\n
Entladeroboter f\u00fcr Drehmaschinen<\/h2>\n\n\n\n
SherpaLoader\u00ae T-Serie f\u00fcr alle Werkst\u00fcckgewichte<\/h3>\n\n\n\n