Zweiarm-Roboter vereinzelt Bauteile in Rekordzeit

Fraunhofer IPA gewinnt handling award

Das Team um Felix Spenrath vom Fraunhofer IPA hat am 8. Oktober auf der Messe Motek den "handling award 2014" erhalten. Prämiert wurde das Robotersystem "Rapid Dual Arm Bin Picking", das in Kisten gelagerte Bauteile automatisiert vereinzelt und zur Weiterverarbeitung neu positioniert.

Die Gewinner vom Fraunhofer IPA: Felix Spenrath, Marc Teschner und Manuel Mönnig. (Quelle: Fraunhofer IPA)

Hierbei hat das Forscherteam die am IPA entwickelte Software "bp3¿" in einen Zweiarm-Roboter implementiert. Das Ergebnis: Eine definierte und kollisionsfreie Vereinzelung in kürzerer Zeit.

In nahezu jeder Produktion fällt Schüttgut an. Die einzelnen Bauteile werden ungeordnet in Kisten abgeworfen und an verschiedenen Stationen weiterverarbeitet. Bevor sie zum Einsatz kommen, müssen sie der Kiste entnommen und in die richtige Position zur Weiterverarbeitung gebracht werden. Dies erfolgt bisher von Hand oder durch komplizierte mechanische Verfahren. Gesundheitliche Risiken für die Mitarbeiter oder hohe Kosten für unflexible Vereinzelungsanlagen sind die Folge.

Mit "Rapid Dual Arm Bin Picking" ist es den IPA-Wissenschaftlern gelungen, ein Robotersystem zu entwickeln, das Bauteile in kürzester Zeit lokalisiert und gezielt positioniert. Dabei haben Spenrath und sein Team auf die am IPA entwickelte Software "bp3¿" (BinPicking3D) zurückgegriffen. "Bisher wurde das System nur bei einarmigen Knickarm- Robotern verwendet. Die Entnahme der Werkstücke hat zwar funktioniert, jedoch dauerte der Vorgang zu lange für die Taktzeitanforderungen moderner Fertigungsanlagen ", erklärt Spenrath. Mit der erfolgreichen Implementierung der Software in einen Zweiarm-Roboter steht dem industriellen Einsatz nun nichts mehr im Weg.

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Halbierte Taktzeit durch multitaskingfähigen Zweiarm-Roboter

"Mit bp3¿" haben wir eine Möglichkeit geschaffen, mithilfe schneller Bildaufnahmesysteme und 3D-Sensorik die Bauteile definiert und kollisionsfrei zu entnehmen. Zugleich sorgt der Zweiarm-Roboter dafür, dass die von der Industrie geforderte Taktzeit von unter zehn Sekunden eingehalten wird", erläutert Spenrath. Während Einarm-Roboter die Prozessschritte einzeln ausführen, greifen Zweiarm-Roboter mit einem Arm in die Kiste und legen mit dem anderen ein bereits gegriffenes Werkstück ab. "Nun dauert der Vorgang nur noch halb so lang wie mit dem Einarm-Roboter", freut sich Spenrath.

Ein weiterer Vorteil von "Rapid Dual Arm Bin Picking" sind die unterschiedlichen Greifsysteme. Anders als bei Einarm-Robotern lassen sich hier verschiedene Werkzeuge montieren, zum Beispiel zwei Arten von Greiferbacken. "Liegt ein Bauteil ungünstig und wird vom ersten Greifer nicht erfasst, springt der zweite ein", erläutert Spenrath. Außerdem verzichtet der Zweiarm-Roboter gegenüber seinem Vorgänger auf einen weiteren Zwischenschritt. "Einarm-Roboter können Bauteile meist nicht mit einem Griff in Position bringen. Die Werkstücke liegen so chaotisch in der Kiste, dass sie erst herausgehoben, auf einer Zwischenlage deponiert und dann neu erfasst werden. Im Gegensatz dazu kann der Zweiarm-Roboter diese Bewegung in nur einem Schritt vollziehen. Das spart Energie und Zeit", betont Spenrath.

Zum »"andling award 2014"

Der handling award wurde in diesem Jahr erstmals von der Fachzeitschrift "handling" in Kooperation mit dem Messeveranstalter der Motek, P. E. Schall, vergeben. Die Auszeichnung prämiert herausragende Produkte und Systemlösungen im Bereich der Fertigungs- und Montageautomatisierung sowie Neuerungen in den Fachgebieten Handhabungstechnik, Robotik, Materialfluss- und Fördertechnik. Insgesamt werden zwei Preise vergeben, die zum einen eine Neuentwicklung und zum anderen eine innovative Anwendung einer bestehenden Technologie auszeichnet. kf

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