Die exemplarische Aufgabe für die Technologiestudie war, unsortierte Metallteile mittels Cobot aus einer Kiste greifen, in eine Schleifmaschine einlegen und nach der Bearbeitung passgenau ablegen. Parallel sollten Werker im laufenden Betrieb die Möglichkeit haben, Transportboxen oder einzelne Teile manuell zuzuführen, zu verschieben oder zu entnehmen. Die Studie kombiniert also den Griff-in-die-Kiste mit dem Aspekt der Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) und nutzt dazu das Zusammenspiel unterschiedlicher Benchmark-Technologien aus Robotik, Greiftechnik und Bilderkennung.

Nachdem das Stereokamerasystem die optimalen Greifpunkte bestimmt hat, entnimmt der Cobot das Teil und legt es in die fiktive Maschine ein.

Nachdem das Stereokamerasystem die optimalen Greifpunkte bestimmt hat, entnimmt der Cobot das Teil und legt es in die fiktive Maschine ein. Roboception

Erfassung über ein Stereokamerasystem

Über ein CAD-basiertes Matching erfasst das passive Stereokamerasystem RC_Visard von Roboception die unsortierten Werkstücke. Der 3D-Sensor, der Robotern sowohl eine 3D-Messung als auch eine Positionierung im Raum ermöglicht, verarbeitet unmittelbar im Kamerasystem voll aufgelöste Tiefenbilder in < 1s, ermittelt daraus die jeweils optimalen Greifpunkte und übermittelt diese ohne Einsatz eines externen PCs unmittelbar an einen kollaborationsfähigen Roboter von Kuka. Neben dem Kamerabild liefert der industrietaugliche Sensor ein Tiefenbild, ein Genauigkeitsbild sowie ein Konfidenzbild. Letzteres dient als Maß für das Vertrauen in die Tiefenmesswerte, das bei Einsatz von Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) als Basis für Entscheidungen herangezogen werden kann. Da das passive Kamerasystem seine Umgebung sowohl bei natürlichem Licht als auch bei künstlicher Beleuchtung in unterschiedlichen Arbeitsumgebung des Menschen erkennt, sind vielfältige Einsatzumgebungen möglich.

Gefahrlose Interaktion mit dem Menschen

Das Frontend des Cobots ist mit einem anwendungsspezifisch entwickelten Co-act Greifer von Schunk ausgestattet, der die Anforderungen der EN ISO 10218-1/-2 sowie der ISO/TS 15066 erfüllt und eine gefahrlose Interaktion mit dem Menschen ermöglicht. Die komplette Regelungs- und Leistungselektronik ist im Innern des Greifers verbaut, sodass dieser keinerlei Platz im Schaltschrank beansprucht. Sowohl die Schnittstelle als auch die Abmessungen und Störradien wurden von Schunk individuell an die Applikation angepasst. Neben solchen anwendungsspezifischen Co-act Greifern bietet der Spezialist für Handlingssysteme ein Standardgreifer-Portfolio für kollaborative Anwendungen. In diesem Portfolio sind auch der DGUV-zertifizierte Kleinteilegreifer Co-act EGP-C sowie der Großhubgreifer Co-act EGL-C integriert. Dieser wird in Kürze ebenfalls für kollaborative Anwendungen zertifiziert, sodass es damit möglich ist, in MRK-Applikationen Greifkräfte bis 450 N zu realisieren.

Die Applikation kann im Handumdrehen programmiert und an neue Arbeitsumgebungen angepasst werden.

Die Applikation kann im Handumdrehen programmiert und an neue Arbeitsumgebungen angepasst werden. Schunk

Intuitive Roboterprogrammierung

Über die Handführung des Cobots lassen sich neue Ablagepositionen einfach und intuitiv programmieren. Bei ungeplanten Unterbrechungen merkt sich der Roboter jede ausgeführte Bewegung oder Tätigkeit und kann ohne erneutes Anlernen die Arbeit wieder aufnehmen. Da die Lösung sowohl sensorseitig als auch roboterseitig einfach und mit geringem Trainingsaufwand zu realisieren ist, eignet sie sich für unterschiedlichste Einsatzzwecke und Nutzerkreise. Weder sind hierfür umfassende Kenntnisse der Robotik noch der Bildverarbeitung erforderlich. Damit sinkt auch der Integrationsaufwand auf ein Minimum. Bei Bedarf kann das Kamerasystem modular um zusätzliche Projektoren sowie um Module zum neuronalen Lernen erweitert werden. Es lässt sich wahlweise stationär oder alternativ mobil auf dem Cobot betreiben, sodass auch flexible Greifszenarien auf mobilen Plattformen möglich sind.

blitzumfrage

Eine Blitzumfrage unter den Teilnehmenden des Anwender- und Technologiedialogs von Schunk zeigt, dass das Thema MRK im Fokus der Anwender angekommen ist. Rund ein Drittel der MRK-Community hat bereits an Pilotanwendungen Erfahrung gesammelt und geht aus der Evaluierungsphase über zur Einführung der Technologie an ausgewählten Einsatzorten der realen Produktion. Die Präferenz liegt vor allem bei Robotern von Universal Robots und Kuka, aber auch Cobots anderer Hersteller stoßen auf großes Interesse. Hauptanwendungsfelder sind die Übernahme von Pick & Place-Aufgaben, die Assistenz in Montageanwendungen sowie die betriebsinterne Logistik.