3D-Greifsystem

3D-Sensor Parallelgreifer: Gelenkter Griff zum Steuer

3D-Sensor für die Handhabung bei einem Automobilzulieferer
Sicherer Griff in die Kiste beim Automobilzulieferer Takata in Aschaffenburg: Neuland in der Greiftechnik. (Foto: Fraunhofer IPA)
Ein Roboter, der schwere und komplexe Bauteile sicher, zuverlässig und mit wettbewerbsfähigen Taktzeiten aus chaotisch beladenen Behältern entnimmt – der „Griff in die Kiste“, ist immer wieder Messethema bei den Handhabungsspezialisten.

Die Entnahme aus chaotisch befüllten Transportbehältern stellt die Industrieautomation vor Herausforderungen, die noch vor kurzem nahezu unlösbar schienen. Der Automobilzulieferer Takata hat in Aschaffenburg Neuland beschritten: Ein von Faude Automatisierungstechnik und dem Fraunhofer IPA gemeinsam mit Takata entwickeltes Greifersystem mit einem robotergeführten 3D-Sensor und der neuesten Generation der Software „IPA BP-BinPicking3d“ führt ein bis zwei Kilogramm schwere metallene Lenkrad-Skelette der Bearbeitungsanlage ohne belastende Handarbeit und ohne aufwändige mechanische Vereinzelung zu – und das im Dreischichtbetrieb und mit einer Verfügbarkeit von mehr als 98 Prozent. Den Roboter, mit dem diese Lösung realisiert wurde, lieferte Kawasaki Robotics.

Die Anlage soll den Automatisierungsgrad weiter erhöhen, die Zukunftsfähigkeit des Standorts ausbauen und zugleich die Mitarbeiter von monotonen und einseitig strapazierenden Tätigkeiten entlasten. Um das zu realisieren, musste gleich eine Reihe technologischer Nüsse geknackt werden. Weil die Lenkrad-Skelette unterschiedliche Geometrien aufweisen und in chaotisch beladenen, 1,20 Meter tiefen Gittertransportkisten aus mehreren europäischen Standorten zugeliefert werden, kam naturgemäß nur ein 3D-Bilderkennungssystem in Frage. Mit IPA BP-BinPicking3d konnte das Fraunhofer IPA eine in mehr als zehnjähriger angewandter Forschung entwickelte marktreife Lösung beisteuern. Je nach Anwendung leistet das System die erforderlichen Rechenoperationen in 0,5 bis zwei Sekunden. Nicht nur die Objekterkennung und Greifpunktberechnung seien in Sekundenbruchteilen möglich, sondern auch eine vollständige Simulation der Fahrwege, die einen maximal kollisionsfreien Greifvorgang erlaube und damit wesentlich zur hohen Prozesssicherheit des Systems beitrage.

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Um Roboterstillstände durch Kollisionen zu vermeiden, hat Faude Automatisierungstechnik als Partner für die Realisierung der Systemlösung einen Kollisionsschutz eingebaut, der die Einwirkung koaxialer Kräfte auf den Greiferarm erkennt. Der Laserscanner wurde in den Roboterarm integriert und kann sowohl Gesamtbilder der zur Entleerung anstehenden Kiste aufnehmen als auch gezielt einzelne Teile ansteuern. Die Systemlösung erreicht nicht nur hohe Produktivität durch hohe Verfügbarkeit, sondern ist auch erstaunlich schnell.

Viel Entwicklungsarbeit steckte Faude Automatisierungstechnik in die spezielle Greiferkonstruktion, die die komplexen Bauteile mit ihren verschiedenen Geometrien sicher festhält und handhabt, ohne sie zu beschädigen. Die Lösung fanden die Faude-Spezialisten in einem Parallelgreifer, der sich den Außengeometrien der Lenkrad-Skelette anpasst und dadurch Punktbelastungen und das Risiko von Druckstellen vermeidet. Eine weitere harte Nuss war die schwierige Lage der oft verkippten Bauteile in den Gitterboxen – die mit einem abgekröpften Greifer gelöst wurde, der jeden Winkel der Transportkisten erreichen kann. „Die Lösung hat für Takata die Prozesssicherheit und Qualität bei der Lenkrad-Skelett-Handhabung gegenüber dem manuellen Einsatz klar verbessert und trägt zu effizientem und nachhaltigem Energieeinsatz bei“, hebt Prozessmanager Manuel Torsiglieri hervor. bw


Halle 7, Stand 7212 Faude Halle 7, Stand 7220 Fraunhofer IPA

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