Warum drag&bot für flexible Roboter bei Pick & Place Anwendungen?
So verschieden produzierende Unternehmen und Ihre Fertigungsprozesse auch sind, die Handhabung von Teilen verschiedener Materialen, Formen und Eigenschaften ist nahezu überall gegenwärtig. Fast in jedem Betrieb müssen Teile aus Behälter, Boxen, Container, Werkstückträger oder Raster entnommen und in anderer Orientierung oder exakter Positionierung wieder abgelegt werden.
Bei händischer Tätigkeit durch einen Werker kann dies schnell sehr monoton und mühsam sein. Deshalb setzen mehr und mehr auch kleinere Unternehmen Roboter für diese Aufgaben ein. Pick&Place Industrieroboter werden nicht müde und machen weniger Fehler. Sie sind einfach zu beschaffen, schnell zu installieren. Sie haben häufig eine hohe Taktzeit und erhöhen so den Durchsatz in den Produktion.
Die Prozesse sind oft einfach, häufig genügt ein Standardgreifer am Arm – besondere Sensoren und Zwischenstationen sind nicht notwendig. Das spart Investitionskosten und führt zu einer schnellen Umsetzung der Projekte. Roboter im Bereich Pick&Place haben einen der besten Return-On-Invest (ROI) Kalkulationen im Vergleich zu anderen Roboteranwendungen. Der Einsatz von Roboter zahlt sich häufig in weniger als einem Jahr aus.
Mit drag&bot sind Pick&Place Anwendungen einfach durch Werker zu bedienen, flexibel einsetzbar und maximal kosteneffizient. Bereits mehr als jeder zweite, weltweit verkaufte Roboter wird mittlerweile im Bereich Pick&Place eingesetzt – Tendenz steigend!
Maschinen be-/entladen
Die Maschinenbeschickung mit Robotern gehört zu den verbreitetsten Pick-and-Place-Aufgaben. Wir arbeiten mit vielen Maschinenbauern, die eine flexible Automatisierungslösung zu Ihren Maschinen anbieten möchten. Typische Erweiterungen dieser Robotersysteme sind die Reinigung, Qualitätsprüfungen und/oder Markierung der Werkstücke. Das Video zeigt eine automatische Biege-Pressmaschine von Placke, die mit einem Fanuc LR Mate 200iD und einem Vakuum Greifer.
Fallbeispiel
Prof. Dr.-Ing. Samuel Schabel, Leiter des Lehrstuhls für Papiertechnik und Mechanische Verfahrenstechnik (TU Darmstadt) nutzt drag&bot für ein einzigartiges Projekt gewonnen. Die Aufgabe besteht darin, Recyclingpapier von einem Förderband zu greifen und zur Analyse in eine Maschine zu legen. Um die Lage der Papiere am Ende des Förderbands zu erkennen, wird eine Industriekamera eingesetzt. Der an einen UR-5-Roboter angeschlossene Vakuumgreifer mit weichem Saugnapf ermöglicht es, die Papiere prozesssicher zu greifen.
Verwendete drag&bot-Module
Pick and Place in der Linie
In größeren Produktionslinien werden die Teile typischerweise in Werkstückträgern auf Förderbändern von einer Station zur nächsten transportiert. Der Denso Roboter mit angeschlossenem Schunk Greifer hat zwar eine fest definierte Greifposition, muss allerdings auf ein IO-Signal des Förderbands einer übergeordneten Siemens SPS warten, bevor er das Teil greift. Um diese Funktionen einfach in drag&bot abzubilden, unterstützen wir verschiedene Kommunikationsprotokolle und Schnittstellen.
Verwendete drag&bot-Module
Verpackung / Palettierung
Die Palettierung von Kartonnagen oder anderen rechteckigen Schachteln sind weit verbreitete Anwendungsbereiche für Roboter in der Verpackungs- und Konsumgüterindustrie. Häufig gibt es wechselnde Palettiermuster, um die Stabilität der gestapelten Kartons zu erhöhen. Abhängig von der Aufnahme/-Ablageposition der Kartons können verschiedene Anfahr-Strategien genutzt werden. Wie das Video zeigt, können mithilfe von 3D-Kameras (z.B. von Roboception) und entsprechender Software die Kartons auch von einem Förderband gegriffen und an die nächstbeste Position abgelegt werden. Im Video erfolgt dies in Kombination mit einem UR Roboter und einem Schmalz Greifer. Zusätzliche Kraft-Momenten-Sensoren oder die Überwachung von IO-Signalen können das Robotersystem noch intelligenter machen.
Verwendete drag&bot-Module
Griff-in-die-Kiste
Die Kommissionierung unsortierter Teile aus Kisten und anderen Behältern wird als Griff-in-die-Kiste oder Bin Picking bezeichnet – die Königsdisziplin der Robotik. Eine oder mehrere 3D-Kameras erzeugen zunächst eine 3D-Punktwolke des Kisteninhalts. Mit komplexen Algorithmen werden die Position und die Orientierung der Werkstücke in der Kiste berechnet. Zusätzlich gibt es auch Algorithmen zur Kollisionsvermeidung, die die bestmögliche Roboterbahn für den Griff eines Werkstücks ermitteln. Neuere Lösungen implementieren neuronale Netze und Deep Learning, um die genannten Algorithmen flexibler und robuster zu machen.
Wir haben verschiedene 3D-Bildverarbeitungssysteme integriert, sodass der Nutzer frei wählen kann, welche Lösung für den Anwendungsfall am besten geeignet ist. Als Beispiel sehen Sie im Video eine Bin-Picking Applikation mit einem KUKA Roboter, einer Roboception 3D Kamera und einem Robotiq Greifsystem.
Verwendete drag&bot-Module
Die grafische Oberfläche für jeden Roboter – drag&bot OS
SCENARIO DESIGNER – Hier können 3D-Modelle der Roboterzelle und der Werkstücke zur Visualisierung hinzugefügt werden.
BUILDER – Anwendungen können aus vordefinierten Funktionsblöcken per Drag & Drop erstellt werden.
WIZARDS – Grafische Bedien- und Eingabehilfen: Anwender können so ohne Expertenwissen Funktionsblöcke an die spezifischen Anforderungen ihrer Anwendung anpassen.
OPERATOR COCKPIT – Hier werden die erstellten Applikationen ausgeführt. Mit einem Klick kommt man zurück in den Builder und kann die Anwendung erweitern und optimieren.
Die grafische Oberfläche für jeden Roboter – drag&bot OS
SCENARIO DESIGNER – Hier können 3D-Modelle der Roboterzelle und der Werkstücke zur Visualisierung hinzugefügt werden.
BUILDER – Anwendungen können aus vordefinierten Funktionsblöcken per Drag & Drop erstellt werden.
WIZARDS – Grafische Bedien- und Eingabehilfen: Anwender können so ohne Expertenwissen Funktionsblöcke an die spezifischen Anforderungen ihrer Anwendung anpassen.
OPERATOR COCKPIT – Hier werden die erstellten Applikationen ausgeführt. Mit einem Klick kommt man zurück in den Builder und kann die Anwendung erweitern und optimieren.
HANDLING PICK&PLACE
Be- und Entladen von Maschinen, Teile in Raster palettieren, Schüttgut kameragestützt aus Kisten entnehmen…
MECHANISCHE MONTAGE
ELEKTRONIK MONTAGE
Bearbeitung und Montage von Elektronikplatinen, Einsetzen von Steckverbindern und Kabeln, Hutschienen-Montage…
