Roboter bringt Ordnung in chaotisch beladene Behälter

Ein Roboter, der schwere und komplexe Bauteile sicher, zuverlässig und mit wettbewerbsfähigen Taktzeiten aus chaotisch beladenen Behältern entnimmt, stellt die Industrieautomation vor eine schier unlösbare Herausforderung. Der Automobilzulieferer Takata-Petri hat den Versuch gewagt.

Ein von Faude Automatisierungstechnik GmbH und dem Fraunhofer IPA gemeinsam mit Takata entwickeltes Greifersystem mit einem robotergeführten 3-D-Sensor und der neuesten Generation der Software »IPA BP3™ – BinPicking3d« führt 1–2 kg schwere metallene Lenkrad-Skelette der Bearbei – tungsanlage ohne belastende Handarbeit und ohne aufwändige mechanische Vereinzelung zu – und das im Dreischichtbetrieb und mit einer Verfügbarkeit von mehr als 98 Prozent. Den Roboter, mit dem diese Lösung realisiert wurde, lieferte die Kawasaki Robotics GmbH.

»Die mit Faude Automatisierungstechnik und dem Fraunhofer IPA gefundene Lösung erfüllt alle Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit, Verfügbarkeit, Robustheit und Takt zeit und hat unsere strengen Vorgaben zum Teil sogar noch übertroffen« – Manuel Torsiglieri, Manager Process Engineering Europe der Takata-Petri AG, ist mit dem Ergebnis der Entwicklungskooperation zufrieden. »Mit dieser Anlage können wir unseren eigenen Automatisierungsgrad weiter erhöhen, die Zukunftsfähigkeit unseres Standorts ausbauen und zugleich die Mitarbeiter von monotonen und den Körper einseitig strapazierenden Tätigkeiten entlasten.«

Um das zu realisieren, musste gleich eine Reihe technologischer Nüsse geknackt werden. Weil die Lenkrad-Skelette unterschiedliche Geometrien aufweisen und in chaotisch be ladenen, 1,20 m tiefen Gittertransportkisten aus mehreren europäischen Standorten zugeliefert werden, kam naturgemäß nur ein 3-D-Bilderkennungssystem in Frage. Mit »IPA BP3™ – BinPicking3d« konnte das Fraunhofer IPA eine in mehr als zehnjähriger angewandter Forschung entwickelte marktreife Lösung beisteuern.

»Unser patentiertes Objekterkennungsverfahren ist dank seiner offenen Schnittstellen architektur zu praktisch allen Roboter- und 3-D-Sensor-Systemen kompatibel«, erläutert Dipl.-Ing. Matthias Palzkill, Entwicklungsleiter für den »Griff in die Kiste« am Fraunhofer IPA. Je nach Anwendung leiste das System mittlerweile die erforderlichen Rechenopera – tionen in 0,5 bis 2 Sekunden. Nicht nur die Objekterkennung und Greifpunktberechnung seien in Sekundenbruchteilen möglich, sondern auch eine vollständige Simulation der Fahrwege, die einen maximal kollisionsfreien Greifvorgang erlaube und damit wesentlich zur hohen Prozesssicherheit des Systems beitrage.

Um Roboterstillstände durch Kollisionen zu vermeiden, hat Faude Automatisierungstechnik als Partner für die Realisie – rung der Systemlösung einen Kollisionsschutz eingebaut, der die Einwirkung koaxialer Kräfte auf den Greiferarm er – kennt. Der Laserscanner wurde mit einer ausgeklügelten Lösung in den Roboterarm integriert und kann sowohl Ge – samtbilder der zur Entleerung anstehenden Kiste aufnehmen als auch gezielt einzelne Teile ansteuern. Die maßgeschneiderte Systemlösung erreicht nicht nur hohe Produktivität durch hohe Verfügbarkeit, sondern ist auch erstaunlich schnell:

»Wir haben die vorgegebene Taktzeit von 33 Sekunden mit schließlich realisierten 26 Sekunden sogar noch deutlich unterboten«, hebt Geschäftsführer Dieter Faude hervor. Viel Entwicklungsarbeit steckte Faude Automatisierungstechnik in die spezielle Greiferkonstruktion, die die komplexen Bauteile mit ihren verschiedenen Geometrien sicher festhält und handhabt, ohne sie zu beschädigen. Die Lösung fanden die Faude-Spezialisten in einem Parallelgreifer, der sich den Außengeometrien der Lenkrad-Skelette optimal anpasst und dadurch Punktbelastungen und das Risiko von Druckstellen vermeidet. Eine weitere »harte Nuss« war die schwierige Lage der oft verkippten Bauteile in den Gitterboxen; »wir haben dieses Problem mit einem abgekröpften Greifer gelöst, der jeden Winkel der Transportkisten erreichen kann«, erklärt Dieter Faude.

Kommentare

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  1. futurejoe sagt:

    ..seien wir dochmal ehrlich…eigentlich eine „Arbeitserleichterung“ die den Arbeiter dient, dienen soll, der am Tag tausendmal in die Kiste greifen muss. Aber diese Mitarbeiter werden, statt ihnen eine Weiterbildung anzudienen und in sie zu investieren, dem Arbeitsmarkt wieder zugeführt. Das sind doch die perversen Gedankenspiele der Unternehmer/externen Wirtschaftsberater dahinter…und dann muss man sich bei der Kanzlerin einfinden um über die fehlenden Fachkräfte zu diskutieren…ich kenne den angesprochenen Betrieb zufällig persönlich. Leider trifft hier eher die Befürchtung von J.J.Rousseau zu als von den „positiv“ denkenden Kommentatoren…

  2. Michele sagt:

    Solch ein Roboter ist genau richtig für Europa, der kann die chaotisch beladenen (Kassen-) Behälter aufräumen…:-) 🙂

  3. Lilly sagt:

    Sehr schön.

    Danke für den Artikel!

  4. J.J.Rousseau sagt:

    Alle freuen sich darüber. Die EBTWICKLER freuen sich darüber, die INDUSTRIE freut sich darüber, nur die ARBEITNEHMER freuen sich NICHT darüber – weil es bald keine Arbeit mehr gibt. Und damit freut sich NIEMAND darüber – denn wo es keine Arbeit mehr gibt KAUFT NIEMAND mehr etwas. Einfach oder.

    • Werner sagt:

      Oh , ist us die Arbeit ausgegangen ?
      Das haben die Weber im vorletzten Jahrhundert auch so gedacht als die mechanischen Webstühle aufkamen : Die Weber haben gelernt dass man auch mit etwas anderem als weben sein Geld verdienen kann und die Kunden können sich nun dutzende Hemden leisten nstatt nur zwei oder drei .
      In Geschichte würde ich die eine 5 , in Volkswirtschaft eine glatte 6 geben !

      mfg. Werner

    • ingenieur sagt:

      Ich bin Automatisierungstechniker und ein solches Argument finde ich nicht richtig.
      Es ist doch etwas gutes, wenn man dinge schneller und billiger machen kann. Das bedeutet mehr wohlstand. Aber in unserem kranken System kann man schon mal verleitet werden so zu denken.