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Bin Picking mit 3D-Simulation Mit viel Fingerspitzengefühl

05.10.2017

Ein Kleinroboter soll ungeordnete Kupplungsscheiben aus einem Korb entnehmen und für eine Honmaschine ablegen. Die Schwierigkeit: Dabei kommt es auf Mikrometer-Genauigkeit an. 3D-Simulation bildet die Basis für diesen präzisen Ablauf.

Die 3D-Simulations-Software multiSIM simuliert komplexe Bewegungsabläufe und Kollisionsbetrachtungen im Werkzeugmaschinenbereich. Auf Basis von deren Koordinatenübertragung entnimmt ein Kleinroboter Kupplungsschreiben aus Drahtkörben und übergibt sie an die Honmaschine zur Weiterverarbeitung. Der Prozess soll schnell, dabei aber auch auf den hundertstel Millimeter genau ablaufen.

Im Werk eines süddeutschen Automobilherstellers kommt das Simulations-System von HBi Robotics gemeinsam mit einem Kleinroboter des Typs KR 6 R900 Sixx von Kuka zum Einsatz. Der auf hohe Arbeitsgeschwindigkeiten ausgelegte Roboter aus der KR-Agilus-Serie verfügt über eine maximale Traglast von sechs Kilogramm und eine Reichweite von zirka 901 Millimetern. „Der Roboter wird im Dreischichtbetrieb arbeiten, wobei eine Schicht ohne Personal überbrückt werden kann“, erläutert Harald Bader, Gründer und Geschäftsführer von HBi Robotics. „Wir haben eine Turnkey-Lösung realisiert, die die komplette Roboterzelle inklusive Anbindung an die Werkzeugmaschine beinhaltet.“ Diese Präzision erforderte intensive Forschungsarbeit im Bereich der 3D-Lageerkennung und des Bin-Pickings, fügt er an.

Flexibel im Raum ...

Das gleichmäßig und präzise Ablegen der Kupplungsscheiben macht der 3D-Vision-Sensor möglich, der die exakte Lage der Kupplungsscheiben erkennt und die Koordinaten direkt an den Roboter übermittelt. Der KR 6 R900 Sixx greift dann das Werkstück aus dem Drahtkorb und setzt es akkurat in die Honmaschine zur Weiterverarbeitung ein. Dabei arbeitet er hoch getaktet.

Weil ein Linearportal weder die Flexibilität noch die Bewegungsfreiheit im Raum ermöglicht, kam nur eine roboterbasierte Lösung in Frage. Von Kundenseite vorgegeben war zudem ein Kuka-Roboter mit Schutzart IP67.

... und in der Anwendung

Der Einsatz der Lösung soll auch an anderer Stelle möglich sein. Läuft das Produkt aus, kann die Anlage entsprechend umprogrammiert werden. Auch der Einsatz an einer anderen Werkzeugmaschine ist denkbar. Nach Bader werden durch das genaue Betrachten von Bewegungsabläufen per 3D-Lagererkennung Störkonturen im Vorfeld erkannt.

„Darüber hinaus kann die Taktzeit einer komplexen Automationsanlage genau bestimmt werden“, bilanziert der HBi-Robotics-Chef. Diese Eigenschaften hätten auch den Kunden aus der Automobilindustrie überzeugt, sodass weitere Automatisierungslösungen bereits geplant seien.

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  • Der Kleinroboter von Kuka entnimmt eine Kupplungsscheibe aus dem Korb. Damit er weiß, wohin er greifen muss, sendet ihm die Simulationssoftware multiSIM die exakten Koordinaten.

    Bild: Kuka

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