[Fallstudie] Unterstützung bei der Realisierung einer robotergestützten Bin-Picking-Lösung
Nicht nur in der Automobilproduktion selbst gibt es einen sehr hohen Automatisierungsgrad, sondern auch in der Automobil-Zulieferindustrie.
So auch bei einem Kunden, der für die Weiterverarbeitung von Rohrkomponenten im Automotive-Bereich in eine neue Fertigungsanlage, einen automatisierten Bestückungsprozess etablieren wollte. Unabhängig davon, ob kundenseitig Kapazitätsengpässe oder der Wunsch nach zusätzlichen Automatisierungs-Know-How ausschlaggebend sind, so können wir mit unserer Expertise individuell unterstützen.
Und gerade dann, wenn eine Anlage nicht schlüsselfertig zugekauft wird und gleichzeitig das Know-How innerhalb des Unternehmens verbleiben und weiter ausgebaut werden soll, eignen sich unterstützende Engineering-Dienstleistungen. In diesem Fall wurde mit einer Machbarkeitsuntersuchung begonnen, um die Herausforderungen der Aufgabenstellung zu ermitteln und passende Lösungsansätze zu prüfen.
Die Herausforderung bei der aktuellen Aufgabenstellung bestand in der unklar definierten Lage von Metallrohren in Kisten. Es handelt sich in diesem Fall zwar nicht um Schüttgut, dennoch werden die Rohre zwar parallel in Kisten angeliefert, jedoch nicht in vorgegebenen Positionen. Sowohl die Position in Längsrichtung als auch die Länge der Rohre selbst, ist dabei variabel.
Aus diesem Grund war eine flexible Lösung wie das Bin-Picking für diesen Anwendungsfall erforderlich. Aufgrund der Tatsache, dass kein Schüttgut in den Kisten vorlag, war eine teilautomatisierte Bin-Picking Lösung ausreichend.
Die Unterstützung erfolgte direkt mit der Projektierung, über die Betriebsmittelkonstruktion bis zur Inbetriebnahme der Anlage.
Um die Flexibilität der unterschiedlichen Rohteile wurde auf Kamera-Technik gesetzt. Damit kann die exakte Position der Kisten auf der Zuführeinheit gemessen werden und die Positionskorrektur an den Roboter übergeben werden. Die Rohteile weisen hierbei je nach Charge eine Varianz im Durchmesser und in der Länge auf.
Für die automatisierte Entnahme der Rohteile aus den Kisten wird die Lage der Einzelteile ermittelt und wiederum an den Roboter übergeben.
Der automatisierte Entladevorgang wurde hierbei über einen Industrieroboter, und einem eigens konstruierten Greifer sowie der Kamera zur Lageerkennung realisiert.
Die Kamera muss hierfür unter anderem hinsichtlich Auflösung, Genauigkeit und Belichtung konfiguriert werden. Auch die Messprogramme und das Steuerungskonzept wurden für den vorliegenden Anwendungsfall individuell erstellt und in Betrieb genommen.
Gerade im Vorfeld können über die digitale Fabrikplanung sämtliche Prozesse und Bewegungsabläufe des Roboters abgesichert werden. Auch Singularitäten werden gleich zu Beginn erkannt und können in diesem Stadium mit einfachen Mitteln behoben werden. Treten diese Probleme hingegen erst bei der Inbetriebnahme auf, entstehen häufig hohe Folgekosten bei der Beseitigung. Mit ein Grund, niemals auf eine Robotersimulation zu verzichten. Ebenfalls digital werden in der Simulation die Bewegungspfade des Roboters definiert, verifiziert und daraus die Roboterprogramme (Offline) erstellt. Das spart Zeit bei der Inbetriebnahme vor Ort.
Wichtig ist bei der Komplexität der Aufgabe auch nach Herstellung der Funktionsfähigkeit, die nachgelagerten Prozesse in Form der Technischen Dokumentation nicht zu vergessen. Gerade dieser Aufwand wird häufig im Vorfeld von vielen Unternehmen nicht ausreichend berücksichtigt, die sich zum ersten Mal ganz alleine durch solch eine Automatisierungs-Aufgabe quälen. Dadurch kann es zu erheblichen Verzögerungen für die CE-Kennzeichnung und den sicheren Einsatzfall kommen. Gerade die hierfür erforderliche Risikobeurteilung mit einem zuverlässigen Sicherheitskonzept ist essentiell und sollte bereits im Engineering-Prozess und nicht nur als nachgelagerte Dokumentation gesehen werden.