»Griff-in-die-Kiste« aus der Cloud

Cloud-Architektur erweitert Potenzial der bewährten Lösung

Am Fraunhofer IPA haben wir die Software bp3™ entwickelt, mit der ein Robotersystem unsortierte Werkstücke aus Kisten entnehmen und definiert ablegen kann. Um unsere Griff-in-die-Kiste-Lösung noch flexibler und effizienter zu gestalten, bieten wir jetzt auch eine Cloud-basierte Version an. Gemeinsam mit Projektpartnern wollen wir die Software in moderne Industrie-4.0-Architekturen integrieren.

Das bieten wir
Ein Cloud-basiertes Robotersystem für Industrie-4.0-Architekturen.
Das brauchen wir
Projektpartner, die mit uns die Möglichkeiten des »CloudPicking« ausschöpfen möchten.

In nahezu jeder Produktion fällt Schüttgut an, das oft von Hand oder mit komplizierten mechanischen Verfahren aus Kisten entnommen und abgelegt wird. Dies ist mit Gesundheitsrisiken für den Werker verbunden, zudem entstehen Unternehmen Kosten, weil bisherige Lösungen oft zu langsam und nur schwer an neue Werkstücke anpassbar sind. Deshalb haben wir vor einigen Jahren die industrieerprobte Software bp3™ (BinPicking3D) entwickelt, die genau die von Unternehmen geforderte Flexibilität und Zuverlässigkeit einer roboterbasierten Vereinzelung erfüllt. Wir erweitern die Software laufend und konnten sie zusammen mit Systemintegratoren bereits in mehrere Produktionsanlagen einbinden.

Komplettlösung aus einer Hand

Die Software zeichnet aus, dass sie sowohl die Lage der Objekte in der Kiste erkennen als auch die besten Greifpunkte sowie die Entnahme und damit die kollisionsfreie Bahn des Roboters berechnen kann. Damit die Objekterkennung schnell und zuverlässig funktioniert, nutzen wir 3D-Sensoren. Sie erzeugen eine Punktwolke des Kisteninhalts und die Software gleicht diese mit eingelernten CAD-Daten der Werkstücke ab. Zudem ist die Software skalierbar: Sie lässt sich mit unterschiedlichen Sensoren konfigurieren, besitzt neutrale Schnittstellen zu praktisch allen Roboter-Programmiersprachen und kann für unterschiedlichste Produkt-Geometrien rasch konfiguriert werden. Auch mit einem Zwei-Arm-Roboter haben wir die Software bereits eingesetzt, was die Taktzeiten noch einmal verbessert hat. Für diesen Demonstrator haben wir auf der Fachmesse motek den handling Award erhalten.

Mehrwert der Cloud-Architektur

Künftig wird es für die Unternehmen zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor werden, die Vorteile einer vernetzten Produktion zu nutzen. Auch Systeme für den »Griff-in-die-Kiste« können hierdurch ihre Vorteile noch besser ausspielen, weshalb wir eine Version der bp3™ nach Anforderungen typischer Industrie-4.0- Architekturen erstellt haben. Beim »CloudPicking« agiert der Roboter lediglich als »lean client«, also als schlankes System. Die aufwendigeren Berechnungen zur Objekterkennung und Entnahmeplanung werden auf einem zentralen Server durchführt. Dadurch wird es möglich, einen hochperformanten Server zu verwenden, der Anfragen verschiedener Roboter in kürzester Zeit bearbeiten kann. Dies senkt die Taktzeit und die Anlage ist besser wart- und verfügbar.

Das Griff-in-die-Kiste-Team: Felix Spenrath, Manuel Mönnig und Marc Teschner. ©Fraunhofer IPA

Das Griff-in-die-Kiste-Team v.l.n.r: Felix Spenrath, Marc Teschner, Manuel Mönnig. ©Fraunhofer IPA

Komponenten wie Sensoren, Greifer oder Roboter sind leichter austauschbar, wodurch die gesamte Produktion wandlungsfähiger wird. Mittels eines »Dienstekonzepts« können auch neue Funktionen, die in der Cloud bereitstehen, schneller in die Anlage integriert werden. Wird beispielsweise für den »Griff-in-die-Kiste« ein neues Feature entwickelt, kann dies unmittelbar von allen an die Cloud angebundenen Robotern als Dienst genutzt werden. Der Endanwender muss gegebenenfalls nur noch bestimmte systemspezifische Parameter ergänzen.

Diese Cloud-basierte Lösung lohnt sich besonders, wenn mehrere Roboter mit dem gleichen Datenbestand arbeiten. In unserem Fall sind das zum Beispiel die Werkstückdaten. Diese müssen dann nur einmal zentral verfügbar sein oder bei Bedarf nur einmal geändert werden. Zusätzlichen Bedienkomfort und bessere Anlagenverfügbarkeit erreichen wir, indem wir weitere Dienste wie das Einlernen neuer Werkstücke oder die Inbetriebnahme der Anwendung einfach anbinden.

Wir freuen uns sowohl über Projektpartner, die eine lokale »Griff-in-die-Kiste«-Lösung realisieren möchten, als auch über Projektpartner, die ihre Produktionsanlage bereits (teil-)vernetzt haben oder dies planen und hiermit die neuen Möglichkeiten unseres »CloudPicking« ausschöpfen möchten. Für Endanwender wie Systemintegratoren sind wir ein unabhängiger und erfahrener Technologiepartner, der bereits zahlreiche Automatisierungsprojekte erfolgreich umgesetzt hat. Unser Angebot reicht von der Analyse bestehender Anlagen über die Konzeption und Planung neuer »Griff-in-die-Kiste«-Systeme bis hin zu deren Realisierung zusammen mit einem Systemintegrator.

Mehr zum Thema Cloud Computing auf www.fraunhofer.de

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