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Tetris im Gepäck-Container

Technik. - Die Gepäckabfertigung in Flughäfen ist heutzutage stark automatisiert. Nur wenn die Koffer in die Flugzeug-Container geladen werden, müssen das Menschen machen. Eine Firma aus Eisenhüttenstadt hat jetzt einen Roboter entwickelt, der auch diese Arbeit vollautomatisch erledigen kann.

Von Thomas Gith | 04.08.2011

Ingenieur Dietmar Jost geht durch eine große Halle. Ähnlich wie im Logistikbereich an zahlreichen Flughäfen windet sich hier ein meterlanges Förderband in die Höhe, endet schließlich über einem mannshohen Metallcontainer. Der Container ist an der Seite geöffnet, damit Taschen und Koffer hinein geladen werden können. Das Förderband transportiert das Gepäck heran, ein 3D-Laserscanner vermisst es kurz vor dem Ziel.

"Das Gerät empfindet die Augen des Menschen nach. Es scannt die Gepäckstücke nach der Größe, nach dem Gewicht, nach dem Volumen. Und daraus errechnet dann der Rechner die entsprechende Packposition im Container."

Zwischen Förderband und Gepäckcontainer befindet sich ein rund zweieinhalb Meter langer Roboterarm. Sobald ein Koffer ankommt, dreht sich der Roboterarm zum Förderband. Dann fährt er eine Art künstliche Hand aus, die einem ausziehbaren Metalltablett gleicht: Diese Roboterhand positioniert sich unter dem Bandende, so dass die Gepäckstücke automatisch darauf fallen. Gleich beim ersten Koffer wartet eine Herausforderung auf die Maschine.

"Ja, dieses Gepäckstück ist schräg auf dem Förderband angekommen. Es wurde auch so schräg vermessen. Der Roboter weiß also, dass das Gepäckstück schräg liegt. Er stellt seine Hand dann auch schräg unter dieses Förderband, damit das Gepäckstück dann wieder gerade im 90 Grad Winkel auf der Handhabeeinrichtung liegt und damit geordnet im Container verladen werden kann."

Und tatsächlich: Durch die schräge Stellung der Roboterhand befindet sich der Koffer schließlich wieder im rechten Winkel zur Maschine. Der Roboterarm dreht sich jetzt zum Gepäckcontainer. Dank zahlreicher Gelenke bleibt der Koffer trotz aller notwenigen Verrenkungen waagerecht und stabil liegen. Jost:

"Der Roboter fährt mit dem Gepäckstück in den Container, legt das ab. Jetzt haben Sie es am Geräusch gehört. Verlässt den Container. In der gleichen Zeit wird mit einem weiteren Laser der Containerinhalt gescannt und die neue Beladeposition berechnet."

Der erste Koffer liegt jetzt fein säuberlich in einer Ecke des Containers. Nach und nach kommen weitere Gepäckstücke hinzu. Die Maschine verstaut sie so übereinander, dass möglichst wenig Platz verloren geht. Kommt der Roboterarm mit dem Verladen der antransportieren Koffer und Taschen nicht nach, hält das Förderband kurzzeitig an. Gesteuert werden all diese Prozesse von einer Software, für die ein eigner Algorithmus entwickelt wurde. Dietmar Jost.

"Sie können sich den Packalgorithmus ungefähr wie ein Tetris-Spiel vorstellen. Der Packalgorithmus schaut, wo in diesem Container Platz ist, und schachtelt die Gepäckstücke entsprechend ein. Die besondere Schwierigkeit besteht darin, dass die Gepäckstücke nicht vorsortiert werden können. Sprich, Sie müssen jedes Gepäckstück verladen, ob es groß ist oder klein ist, ob es Tasche ist oder Koffer."

Ende 2012 könnte das System in Betrieb genommen werden, sagen die Entwickler. Interessenten gibt es bereits. Auch, weil in den kommenden Jahren neue Sicherheitsbestimmungen in Kraft treten: Die Verpacker dürfen dann nur noch geringe Gewichte tragen, der Roboter könnte hier Entlastung bringen. Allerdings: Noch ist der Roboter zumindest kurzfristig langsamer als der Mensch, sagt Ingenieur Eckhart Wilberg.

"Der Mensch sieht visuell ganz schnell, wo er das Gepäckstück angreifen kann und er sieht auch sofort, wo er es wieder in den Container reinlegen kann. Wirklich in drei, vier Sekunden, hat er diese Bewegung ausgeführt. Das schafft unser Roboter nicht. Aber: Nach einer oder nach zwei Stunden hat er nicht mehr die Kraft, und unser Roboter, dem macht das gar nichts aus, 24 Stunden am Tag zu arbeiten."

Derzeit benötigt der Roboter rund 20 Sekunden, um ein Gepäckstück zu verstauen. Doch ganz ohne menschliche Eingriffe geht es auch dann nicht, wenn die Maschine schneller wird: Denn der Roboter kann nur rund 80 Prozent des Containers füllen, erläutert Dietmar Jost.

"Die restlichen 20 Prozent, die wir mit dem Roboter nicht beladen können, werden dann mit leichten Gepäckstücken, die wir vorher aussortiert haben, nachbeladen. So das die Belastung für den Mitarbeiter drastisch sinkt."

Solche leichten und weichen Gepäckstücke kann die Maschine bereits jetzt erkennen: Nachdem der Scanner sie vermessen hat, packt sie ein Greifer und sortiert sie über ein extra Förderband aus. Die Arbeiter werden bei der Gepäckverladung also möglicherweise schon bald technische Unterstützung haben.