FALLBEISPIEL:
Bin Picking mit Doosan Cobot und intelligentem 3D Vision System

Das Bin Picking („Griff in die Kiste“) durch ein intelligentes 3D Vision System ermöglicht, eine bisher aufwendige Materialbereitstellung zu automatisieren.

Roboter greift in eine Kiste mit Hilfe einer industriellen 3D-Kamera PRO M.
Abb.: Ein Doosan-Cobot realisiert den "Griff in die Kiste" mit der industriellen 3D-Kamera PRO M von Mech-Mind Robotics © ESCAD AUTOMATION GmbH

HERAUSFORDERUNG UND ZIELSETZUNG

Industrieroboter haben keine Augen und brauchen daher eine immer gleichbleibende Umgebung, in der sich nichts verändert. Der Ablauf wird so programmiert, dass der Roboter immer wieder dieselben Bewegungen durchführt.

Auf der einen Seite ein großer Vorteil, da sich Unternehmen auf einen eingerichteten Prozess verlassen können und Fehler vermieden werden. Auf der anderen Seite muss aber garantiert werden, dass das Bauteil immer an derselben Position bereitgestellt wird. Die Bauteile müssen also von Menschenhand vorsortiert werden. Je nach Größe und Menge der Bauteile ist das ein aufwendiger Prozess.

Das sogenannte Bin Picking, auch „Griff in die Kiste“ genannt, verändert diesen Prozess grundlegend und ermöglicht eine „chaotische“ Materialbereitstellung (z.B. als Schüttgut). Ein Cobot mit Kameraerweiterung kann das Material, trotz der zuvor genannten Einschränkungen automatisch und flexibel bedienen.

Das Bin Picking mit intelligentem 3D Vision System stellt eine bahnbrechende Innovation in der Automatisierung dar. Wo früher manuelle Vorsortierung erforderlich war, können Unternehmen jetzt auf die Präzision und Effizienz von Cobots vertrauen. Menschlich erbrachte Arbeit kann wertvoller eingesetzt werden. Gleichzeitig lässt sich der Produktions-Output steigern. Die Investition amortisiert sich also in kürzester Zeit.

LÖSUNG

Ein intelligentes Vision System verleiht dem Roboter nicht nur Augen, sondern auch ein Gehirn. Die Kamera erkennt die Bauteile, berechnet den idealen Greifpunkt und gibt diese Information an den Roboter weiter. Mit der intelligenten Bahnplanung verfährt der Roboter danach zum Bauteil. Gesteuert wird er von der Kamera. Mit Ergreifen des Bauteils übernimmt der Roboter wieder selbst die Kontrolle.

Die einzigartige 3D-Kameratechnologie sorgt für geringe Taktzeiten und ermöglicht das Handling einer großen Produktartenvielfalt. Eine robotergesteuerte Materialbereitstellung kann endlos wiederholt werden, solange der Roboter kontinuierlich Rohteile erhält. So könnte ein Prozess aussehen:

1. Bauteilerkennung: Scan der Bauteile durch Vision Systems
2. Erstellung eines 3D-Datensatzes (Punktewolke) durch das Vision System
3. Berechnung des optimalen Greifpunkts für den Roboter
4. Die intelligente Bahnplanung steuert den Roboter an die Greifposition
5. Roboter nimmt das Bauteil
6. Roboter fährt sein Programm
7. Roboter gibt dem Vision System das Signal, dass er bereit ist
8. Beliebige Wiederholung der Schritte 1 – 7

Der Prozessablauf und die Bauteile (Gewicht, Größe, Beschaffenheit etc.) werden vor Ort abgestimmt und alle notwendigen Komponenten und Funktionen durch unser Team dokumentiert. Danach erfolgt die Auswahl des richtigen Robotermodells (Traglast zwischen 6 – 25 kg, Reichweiten von 900 – 1.700 mm) inkl. der passenden Tools und Add-Ons.

Ein besonderer Fokus gilt dabei der Taktzeit. Um diese möglichst kurz zu halten, muss vorab die Frage nach möglichen Schnittstellen gestellt werden, um den Prozess noch effektiver gestalten zu können. Nach Bestellungseingang und Lieferung folgt die Inbetriebnahme durch einen ESCAD-Experten.

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NUTZEN

Durch den Einsatz eines Cobots, in Kombination mit einem intelligentem 3D Vision System, können Unternehmen nun auch die Verarbeitung von Schüttgut schnell und zuverlässig automatisieren. Eine passgenaue Abstimmung auf unternehmenseigene Prozesse und Forderungen ist kein Problem. Die aufwendige Materialbereitstellung durch menschliches Vorsortieren in ein Magazin oder ein System für die Vereinzelung entfällt, durch die visuelle Erkennung. Mit der intuitiven Kamerasoftware können jederzeit neue Teile eingelernt und die Prozesse rasch an neue Anforderungen angepasst werden.

Außerdem kann die Produktion effizienter und ohne Lieferverzögerungen gefahren werden, denn ein Roboter kann kontinuierlich Maschinen mit Material bestücken. So fertigen Unternehmen ohne Unterbrechungen. Sogar die Erhöhung der Auslastung ist möglich, da Roboter zusätzliche Schichten übernehmen können, wenn der letzte Mitarbeiter bereits die Halle verlassen hat.

Ein Werker kann sich mit dem Kollege Roboter an seiner Seite um mehrere Maschinen gleichzeitig kümmern und wertschöpfendere Aufgaben übernehmen. Ein manueller Eingriff ist trotzdem jederzeit möglich, z. B. bei kleineren Losgrößen – ein klarer Vorteil gegenüber Industrierobotern.

DIESE ESCAD-STÄRKEN KAMEN ZUM EINSATZ

  • Langjährige Erfahrung im Bereich Robotik und Automatisierung: Je nach Kundenbedarf und -wünschen kann ESCAD die Prozesse noch effektiver gestalten oder weitere Schritte automatisieren. Zum Beispiel kann mit einem Doppelgreifer das rohe Bauteil und das fertige Bauteil in einem Schritt be- und entladen werden.

  • Dynamisches und schnelles Team, das nah am Markt arbeitet: Neben der oben beschriebenen Projektumsetzung, in der der Cobot jeden einzelnen Schritt des Werkers imitiert, können auch weitere Prozesse wie zum Beispiel das Anziehen des Schraubstocks oder das Türöffnen der Maschine automatisiert werden.

  • Komplette Entwicklungsdienstleistung aus einer Hand: ESCAD ist ein Volldienstleister und übernimmt ein Projekt auf Wunsch von der Planung über die Inbetriebnahme bis hin zur Instandhaltung.

  • Einfache Unternehmensstruktur für eine unkomplizierte Projektabwicklung

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