Industrie 4.0

Mobiler Handlingsassistent realisiert den »Griff in die Kiste« in der Fertigung von SEW-EURODRIVE

Mediendienst Mai 2015 / 18.5.2015

Die IPA-Software »bp3™« für die Vereinzelung von Werkstücken ist in einem neuen Umfeld im Einsatz: Für den Industriepartner SEW-EURODRIVE haben Wissenschaftler des Fraunhofer IPA eine Lösung für den »Griff in die Kiste« entwickelt. Das Besondere: Der Roboter ist auf einem mobilen Assistenzsystem installiert und agiert an mehreren Produktionsabschnitten. Im Rahmen der Hannover Messe hat SEW das System erstmals der Öffentlichkeit präsentiert. Zukünftig soll es auch in das Industrie-4.0-Umfeld in der Fabrik integriert werden.

© Foto SEW-EURODRIVE, Jochen Hahn

SEW-EURODRIVE hat den mobilen Handlingsassistenten erstmals auf der Hannover Messe 2015 gezeigt.

© Foto SEW-EURODRIVE, Jochen Hahn

Das System kann ungeordnet gelagerte Werkstücke greifen und diese für die Weiterverarbeitung geordnet ablegen.

© Foto SEW-EURODRIVE, Jochen Hahn

Die fertig bearbeiteten Werkstücke werden am Ende des Prozesses in ein Härtegestell abgelegt.

Schon seit vielen Jahren arbeiten die IPA-Wissenschaftler an der Weiterentwicklung ihrer Lösung für den »Griff in die Kiste«, also der roboterbasierten Vereinzelung beliebig bereitgestellter Objekte. Ihre Software bp3™ (Bin Picking 3D) ist dank offener Schnittstellen mit vielen Sensoren und Robotersystemen einsetzbar. Da die Software die Objektlageerkennung und Entnahmeplanung sehr schnell berechnet, typischerweise in Sekundenbruchteilen, kann sie geringe Taktzeiten erreichen. Somit stellt sie eine effiziente Alternative zur manuellen Vereinzelung und Zuführung von Werkstücken dar, die bereits mehrfach in der Industrie im Einsatz ist.

Die neueste Entwicklung hat das Fraunhofer IPA mit der Firma SEW-EURODRIVE umgesetzt. Das Bruchsaler Unternehmen gehört mit einem Umsatz von mehr als 2,5 Mrd Euro zu den internationalen Marktführern im Bereich Antriebstechnik und Antriebsautomatisierung. Nachdem SEW-EURODRIVE den mobilen »Griff in die Kiste« auf der Hannover Messe präsentiert hat, soll er in Zusammenarbeit mit den IPA-Wissenschaftlern in die Produktion integriert werden.

Technische Neuerungen

Gegenüber den bisherigen Anwendungen kann das entwickelte System dank einiger technischer Neuerungen vielseitig und mobil eingesetzt werden. Der Roboterarm vereinzelt unbearbeitete Sägeabschnitte aus einer Kiste und legt diese auf das Zuführband des Bearbeitungszentrums auf. Im Sinne der intelligenten Verkettung fährt der mobile Handlingsassistent zur nächsten Station. Er greift bearbeitete Werkstücke von einem Ausfuhrband und legt diese in ein Härtegestell ein. Da dieses durch den Härtungsprozess stark verformt sein kann, muss der Roboter auch hier seine Stereo-Kamera einsetzen,
um die einzelnen Werkstückaufnahmen erkennen und das Werkstück zuverlässig einlegen zu können.

Intelligentes Sicherheitskonzept

Die SEW-EURODRIVE Vision: Mensch, Technik und IT im Arbeitsprozess intelligent kombinieren. Der mobile Handlingsassistent ist einer von mehreren mobilen Assistenten, welche den Menschen unterstützen und belastungsfreies Arbeiten ermöglichen. Mensch und Roboter arbeiten Hand in Hand. Ihre Zusammenarbeit wird immer kooperativer. Immer
stärker verschmelzen beide zu einem Team. Weil Menschen den Arbeitsraum des Roboters betreten können, mussten die Wissenschaftler Sicherheitsmaßnahmen sowohl für die mobile Plattform als auch für den Roboterarm umsetzen. Die Sicherheitsmaßnahmen sind mit geringem finanziellem Aufwand umsetzbar und können leicht auf andere Systeme übertragen werden.

Einbindung in Industrie-4.0-Szenarien

Aktuell stellt das System den neuesten Stand der Technik dar und bietet mit seinen innovativen Technologien vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Perspektivisch lässt sich solch ein flexibles Handhabungssystem auch in neue, vernetzte Produktionen integrieren. Es kann als verteilte Anwendung realisiert werden, sodass das Robotersystem selbst als sogenannter Lean Client, also als »schlankes« und lediglich ausführendes System betrieben wird. Aufwendigere Berechnungen erfolgen in der Cloud.

Die Lösung hat erhebliches Zukunftspotenzial: Wenn performante Dienste die komplexen Berechnungen durchführen, senkt dies die Taktzeit und das System ist besser wart- und verfügbar. Durch die zentrale Verwaltung der Datenbestände ist es einfacher, effektiv mit steigender Variantenvielfalt umzugehen. Weitere Dienste wie das Einlernen von neuen Werkstücken und die Inbetriebnahme der Anwendung lassen sich unkompliziert integrieren, was die Wirtschaftlichkeit sicherstellt und erhöhtem Bedienkomfort sowie einer besseren Anlagenverfügbarkeit beiträgt.

Nicht zuletzt der verstärkte Einsatz mobiler Plattformen, wie auch hier für den »Griff in die Kiste«, soll den Materialfluss flexibler und durch Vernetzung der einzelnen Produktionsschritte »intelligenter« machen.