Bin Picking industrial robotics application

Bin Picking
für automatisierte genaue Objektpositionierung

Erkennen und Entnehmen

Immer anspruchsvoller werden die Aufgaben, die von Robotern zu erfüllen sind. Trotz aller Automatisierung gibt es auch in der modernen Fertigung Situationen, in denen es wirtschaftlicher ist, Kisten oder Gitterboxen ungeordnet zu beladen, weil eine geordnete Beladung zu viel Zeit oder Manpower kosten würde. Damit wird das Problem allerdings nur von einer Stelle des Fertigungsprozesses auf eine andere verlagert. Denn um die chaotisch angeordneten Objekte zu entladen und ihrer weiteren Verwendung zuzuführen, müssen häufig wieder Mitarbeiter eingesetzt werden, sofern die Aufgabe nicht über Vereinzelungssysteme wie beispielsweise Rütteltöpfe erfolgt.

Zusammenspiel zwischen Roboter und Kameratechnik

BIN PICKING oder "Griff in die Kiste" ist eine Technologie, bei der ein Roboter mit Hilfe einer 3D-Kamera aus einem Behälter mit ungeordneten und häufig unregelmäßig geformten Einzelteilen bestimmte Teile entnimmt und diese in korrekter Ausrichtung der weiteren Bearbeitung zuführt. Die Herausforderung liegt dabei im Verarbeiten von Objekten mit unterschiedlicher Geometrie, die sich in völlig chaotischer Anordnung in Behältern befinden.

Blumenbecker ist auf diesem Gebiet einer der Pioniere, insbesondere bei der Entwicklung von Sensorik für den Einsatz mit Industrierobotern und der Konstruktion spezieller Greifwerkzeuge.

 

Ihre Vorteile

  • Präzisions-Teileerkennung (+ /-2mm bei einer Größe von 1200x800x500 des Entnahmebereichs).
  • Arbeitstakt 8-25 Sekunden.
  • Anlage durch austauschbaren Roboterarm bzw. Greifer mehrfach einsetzbar für unterschiedliche Teile.
  • Anlage auch mit zwei Behältern und zwei Roboterarmen für unterschiedliche Teile ausführbar.
  • Aufnahme von Teilen auch von Förderbändern möglich.
  • Berechnung einer kollisionsfreien Bewegung des Roboters im Vorfeld.

Referenzprojekt

Aufgabenbereiche der Roboter Applikation Bin Picking Grundsätzlich lassen sich beim Bin Picking fünf Aufgabenbereiche definieren:

  1. OBJEKTER­KENNUNG: Erkennung der chaotisch angeordneten Objekte mit Abstimmung der Messverfahren, der Kameratechnik und der Auflösung auf unterschiedliche Lichtverhältnisse und Bauteiloberflächen.
  2. POSITIONS­BESTIMMUNG: Dreidimensionale Positionsbestimmung der Objekte über entsprechende mathematische Verfahren.
  3. ABLAUF­BEWEGUNG: Berechnung der Roboterbahn und kollisionsfreien Greiferführung.
  4. GREI­FER: Konstruktion der objektspezifischen Greifer.
  5. LÖSUNGS­PAKET: Verbindung all dieser Elemente zu einem funktionierenden Lösungspaket.

Herstellerunabhängige Lösung von Blumenbecker

Eine der Herausforderungen beim BIN PICKING ist die Unmenge von Daten, die in Echtzeit zu verarbeiten sind. So muss zum Beispiel das zu greifende Teil aus einer Vielzahl von 3D-Daten herausgesucht werden. Ein ebenso bedeutsamer Faktor ist die Entwicklung eines Rechenverfahrens für die Führung der Roboterachsen mit dem Greifer zum ausgewählten Zielpunkt. Um das gewünschte Bauteil zu erreichen, bestehen für die Roboterachsen theoretisch mehrere Bewegungsmöglichkeiten. Einige würden allerdings zur Kollision mit der Kiste führen. Blumenbecker hat hier eine eigene Lösung entwickelt, die vor dem Start der Roboterbewegung Kollisionsgefahren prüft, Alternativen berechnet und dann dem Robotersystem die optimierte kollisionsfreie Bahn vorgibt.

Neben der vom Robotertyp unabhängig einsetzbaren Sensorik und Software verfügt Blumenbecker über eine eigene mechanische Konstruktionsabteilung, welche die erforderlichen Greifer selbst entwickelt und in der eigenen Maschinenbauwerkstatt baut.

 

Lösung aus einer Hand

Die vier Basiskomponenten des Roboterarbeitsplatzes

  • Box (Palette, Kiste, usw.) als „Eingang", in der die Produkte zur Weiterverarbeitung unsortiert liegen.  
  • Roboter als „starker Arm, ohne zu ermüden." Die Anlage ist unabhängig von der Art des Roboters (Kuka, ABB, etc.).
  • Greifer oder Greifmechanismus, der je nach Form des behandelten Produkts gestaltet ist. Der Schwerpunkt liegt auf Genauigkeit und Stärke des Griffs, um die Oberfläche des Produkts nicht zu beschädigen.
  • 3D Kamera als "Augen des Roboters" und eine Software, die diesen Augen die Intelligenz gibt. Die Kamera sucht nach einem Produkt und führt dann erfolgreich den Roboter, ohne Kollisionen und so schnell wie möglich.

Technische Parameter

  • Der typische Entnahmebereich beträgt 1200x800x500 mm. Die Abmessungen richten sich nach der Größe des Objektes und sind generell nur durch die Reichweite des Roboters begrenzt.
  • Arbeitstakt von 12 bis 25 Sekunden, abhängig von der Form des Produkts – z.B. axiale Symmetrie, Erkennung von Rückseite oder Oberseite usw.
  • Kommunikation zwischen PC und SPS via Ethernet, zwischen SPS und Roboter via Feldbus, z.B. Profinet, Profibus usw.

Eine gute Investition

Blumenbecker bietet eine Optimierung des Roboterarbeitsplatzes nach Kundenwunsch, um die Kompatibilität mit den in der laufenden Produktion eingesetzten Technologien zu gewährleisten. Damit verbunden ist natürlich die Optimierung der Kosten beim Kauf dieser Anlage.

 

Unsere Leistungen

Beratung

Wir nehmen uns Zeit für Sie
Am Beginn unserer Zusammenarbeit mit Ihnen steht immer eine umfassende herstellerunabhängige Beratung, bei der wir Ihre Anforderungen analysieren und Ihnen gegebenenfalls Optimierungsvorschläge unterbreiten. Unter Berücksichtigung Ihrer Vorgaben konzipieren und konfigurieren wir anschließend die Roboter Anwendungen, wobei wir stets auch die Wirtschaftlichkeit im Auge behalten.

Planung

Nicht nur Technik

Wir planen nicht nur die konkrete Roboteranwendung, sondern von Anfang an auch die Einbindung in Ihre Produktion. So haben Sie frühzeitig Planungssicherheit. Unsere Robotik-Ingenieure arbeiten mit der modernsten Planungssoftware. Offline-Programmierung durch 3D-Planung und Simulation von Roboterarbeitsplätzen und Roboterzellen ist für uns selbstverständlich.

Programmierung

Mehr als nur Code
Wir programmieren Roboter, Sensorik und SPS mit modernster Software bei uns im Haus. Dazu gehört die 3D-Planung von Roboterarbeitszellen ebenso wie die vorherige Offline-Simulation. Das ermöglicht das Entwerfen und Überprüfen von Fertigungsprozessen in einer dynamischen 3D-Umgebung. So können Sequenzen von Fertigungsprozessen mit realistischem Verhalten und optimierten Zykluszeiten ausgearbeitet und validiert und auch die Inbetriebnahme von Produktionssystemen simuliert werden. Dies erlaubt bereits im Vorfeld die virtuelle Prüfung von Fertigungskonzepten. So können Designfehler frühzeitig eliminiert und der Informationsaustausch zwischen SPS und Robotern kontrolliert werden. Der Vorteil für Sie: Die Inbetriebnahme verkürzt sich deutlich.

Mit unserer umfangreichen Erfahrung in der online und offline Roboterprogrammierung lösen wir komplexe Aufgaben in der Automation von Industrieanlagen - weltweit.

Erfahren Sie mehr über Offline Programmierung

Inbetriebnahme

Durchgehende Projektleitung bis zur Inbetriebnahme
Bei uns haben Sie einen Ansprechpartner, der als Projektleiter Ihren Auftrag von der Planung bis zur Implementierung koordiniert und auch anschließend für Sie da ist. Montage und Inbetriebnahme erfolgen unter Führung des Projektleiters durch unsere Spezialisten.

Um die Anlagen zügig in den Produktionsprozess einzugliedern, sind Anlaufüberwachung, Verfügbarkeitstests sowie Prozessoptimierung selbstverständlich. Auch eine Schichtbegleitung durch unsere Ingenieure und die Schulung des Bedien- und Instandhaltungspersonals sind Teil unseres Leistungsspektrums.

After-Sales-Service

Damit alles glatt läuft

Mit unserem ganzheitlichen Servicekonzept stehen wir für hohe Kundenzufriedenheit und optimale Maschinenperformance. Für von uns gelieferte Robotiklösungen erhalten Sie auf Wunsch einen umfassenden After Sales Service – und das weltweit. Neben der regelmäßigen Roboter-Wartung liefern wir Ihnen auch Ersatzteile und Zubehör für die Roboter Mechanik und Elektrik und nehmen erforderliche Umprogrammierungen und Anpassungen vor.

Unsere qualifizierten Techniker übernehmen die regelmäßige Wartung Ihrer Roboter – egal, ob von uns geliefert und installiert oder nicht. So sind wir beispielsweise Systempartner von KUKA.

­Zu unseren Robotik Services zählen unter anderem:

  • Regelmäßige Roboterwartung
  • Lieferung und Einbau von Ersatzteilen
  • Konstruktions- und Funktionsanpassung
  • Reprogrammierung und Retooling

Reparaturen, die nicht vor Ort vorgenommen werden können, führen wir in unseren bestens ausgestatteten Fachwerkstätten durch. Häufig benötigte Ersatzteile halten wir in unserem Lager vorrätig.

Auch bei unvorhergesehenen Problemen mit Ihren Robotern stehen wir für Sie bereit. Schnelle Reaktionszeiten und ein qualifiziertes Troubleshooting sorgen dafür, dass Ihre Produktion schnell wieder läuft.

Schulungen

Wir geben unser Wissen weiter
In unseren Schulungszentren in Prag, Bratislava, Katowice, Kiew und Iserlohn bieten wir unseren Kunden eine Reihe von Roboter-Schulungen und Weiterbildungen an, die den optimalen Einsatz unserer Robotiklösungen unterstützen. Dafür stehen in den Schulungsräumen auch die entsprechenden Roboter bereit.

Pro Jahr führen wir weit über 100 Roboter-Schulungen durch, unter anderem zu folgenden Themen:

  • Generelle Bedienerausbildung für das verwendete System
  • Schulungen für Wartung von Robotern
  • Schulungen für Programmierung von Robotern
  • Softwareschulungen für Blumenbecker Robotersoftware

Sie benötigen eine individuelle Lösung und fachliche Beratung?