ArtiMinds-Robotics-Mann-und-Hummel-robotergestütztes-Bin-Picking

Fle­xi­ble Roboter-Ent­grat­zelle zur Ober­flä­chen­be­ar­bei­tung von wech­seln­den, kom­ple­xen Bauteilen

GREENE TWEED, USA

DIE AUF­GABE

Greene Tweed ist ein ame­ri­ka­ni­sches Unter­neh­men, das ein viel­fäl­ti­ges Port­fo­lio an Ther­mo­plast- und Ver­bund­werk­stoff­kom­po­nen­ten in rela­tiv klei­nen Char­gen pro­du­ziert. Auf­grund der Vari­an­ten­viel­zahl ist es wich­tig, dass ein­ge­setzte Auto­ma­ti­sie­rungs­lö­sun­gen fle­xi­bel anpass­bar und unter­schied­li­che Ober­flä­chen­be­ar­bei­tungs­auf­ga­ben durch­führ­bar sind. Aus die­sem Grund hatte das Engi­nee­ring-Team die Idee, eine neue Robo­ter­zelle zu ent­wi­ckeln und zu inte­grie­ren, mit der sich das Ent­gra­ten für Bau­teile aus dem Ver­bund­werk­stoff Xycomp® fle­xi­bel und effi­zi­ent auto­ma­ti­sie­ren lässt.

Xycomp® ist ein extrem halt­ba­rer und leich­ter ther­mo­plas­ti­scher Ver­bund­werk­stoff. Er kann in eine Viel­zahl kom­ple­xer For­men geformt wer­den, was ihn vor allem in der Luft- und Raum­fahrt zu einem sehr belieb­ten Ersatz­stoff für Metall macht. Die Lang­le­big­keit und Form­bar­keit macht Xycomp® zwar zu einem idea­len Mate­rial für den Ziel­markt, führt jedoch auch zu geo­me­trisch kom­ple­xen Kan­ten mit schar­fen Gra­ten, die sich nur schwer gleich­mä­ßig ent­fer­nen lassen. 

DIE APPLI­KA­TION

Bei klei­nen Xycomp®-Formteilen ent­fernt Greene Tweed die Grate daher zwei­stu­fig, d.h. sowohl in einem maschi­nelle als auch einem manu­el­len Schritt. Zunächst greift ein UR Cobot das Teil und ent­fernt die Grate durch das Anfah­ren an eine fest sta­tio­nierte Draht­bürste. Anschlie­ßend wird das Werk­stück in einem manu­el­len Ent­grat­pro­zess fer­tig­ge­stellt. Diese Vor­ge­hens­weise funk­tio­niert bei klei­nen Form­tei­len zwar gut, war aber nicht auf die grö­ße­ren Kom­po­nen­ten der Pro­dukt­pa­lette ska­lier­bar. Aus die­sem Grund wur­den grö­ßere Teile wei­ter­hin manu­ell ent­gra­tet. Das manu­elle Ent­gra­ten führt jedoch zu einem unein­heit­li­chen, inkon­sis­ten­ten Ergeb­nis und ist ein sehr zeit­in­ten­si­ver Pro­zess. Je nach Bau­teil und der Menge an Gra­ten, die bei der Ver­for­mung ent­stan­den sind, dau­ert das Ent­gra­ten durch­aus 15-25 Minuten.
Auf einer Messe lernte Greene Tweed dann das Soft­ware­un­ter­neh­men ArtiMinds Robotics ken­nen. Schnell ent­schied man sich, für die Opti­mie­rung des robo­ter­ge­stütz­ten Ent­grat­pro­zess mit ArtiMinds zusammenzuarbeiten.

Auch die räum­li­che Distanz stellte kein Pro­blem dar: per Fern­zu­griff unter­stützte das ArtiMinds Auto­ma­tion Engi­nee­ring Team Greene Tweed beim Vor­be­rei­ten, Über­prü­fen und Opti­mie­ren der Robo­ter­pro­gramme von Deutsch­land aus. Andrew Laich, Engi­nee­ring Super­vi­sor bei Greene Tweed, fasst zusam­men: „Die Part­ner­schaft mit ArtiMinds beruhte auf Gegen­sei­tig­keit und auf einem inten­si­ven Aus­tausch. Das hat es uns ermög­licht, eine so kom­plexe Robo­ter­an­wen­dung mit unse­rem eige­nen Team zu realisieren.“

’KOM­PLETTE

WARUM ARTIMINDS?

„Die Part­ner­schaft mit ArtiMinds beruhte auf Gegen­sei­tig­keit und auf einem inten­si­ven Aus­tausch. Das hat es uns ermög­licht, eine so kom­plexe Robo­ter­an­wen­dung mit unse­rem eige­nen Team zu realisieren.“

ANDREW LAICH
Engi­nee­ring Super­vi­sor bei Greene Tweed

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’Kos­ten­freies

DIE LÖSUNG

Um die Ent­grat-Anwen­dung für ihre geo­me­trisch kom­ple­xen Bau­teile umzu­set­zen, nutzte Greene Tweed die Robo­ter­pro­gram­mier­soft­ware ArtiMinds RPS. Die intui­tive Soft­ware ermög­licht dem Anwen­der, neue Robo­ter­pro­gramme ein­fach zu erstel­len und zu imple­men­tie­ren. Pro­gramme las­sen sich off­line vor­be­rei­ten, die Kom­mu­ni­ka­tion zwi­schen Peri­phe­rie­grä­ten ohne gro­ßen Auf­wand ein­rich­ten, logi­sche Bedin­gun­gen inte­grie­ren und Pro­gramme durch Simu­la­tio­nen vali­die­ren, bevor sie auf das reale Robo­ter­sys­tem über­tra­gen werden. 

Mit Blick auf kom­plexe Geo­me­trien hat die RPS einen gro­ßen Vor­teil: anhand von CAD-Model­len der Bau­teile las­sen sich Robo­ter­bah­nen exak­ter und auto­ma­ti­siert, d.h. schnel­ler, gene­rie­ren. Dank der Bera­tung und Unterstütz­ung, die Greene Tweed von ArtiMinds erhielt, konn­ten sie die neue Anwen­dung in kür­zes­ter Zeit ent­wi­ckeln und erhiel­ten ein Soft­ware-Frame­work, in das sie mit Blick auf ihre Pro­zesse und ihr Know-how hin­ein­wach­sen konnten. 

Andrew Laich berich­tet: „ArtiMinds RPS ermög­lichte uns, kom­ple­xer Bewe­gungs­pfade ein­fach zu gene­rie­ren. Da wir unter­schied­li­che Werk­zeuge für das Abtra­gen von Mate­rial ver­wen­den, war es wich­tig, dass die Pfade auf die unter­schied­li­chen Sze­na­rien über­trag­bar sind. Außer­dem ver­ein­facht die Soft­ware die Kom­mu­ni­ka­tion zwi­schen Roboter, SPS und HMI. Mei­ner Mei­nung nach gibt es keine ver­gleich­bare Soft­ware­lö­sung auf dem Markt.“

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Mit der neuen Roboter-Ent­grat­zelle konnte die Gesamt­be­ar­bei­tungs­zeit der Teile mehr als hal­biert und selbst kleinste Nach­be­ar­bei­tun­gen per Hand über­flüs­sig gemacht wer­den. Durch die enge und erfolg­rei­che Zusam­men­ar­beit gelang es Greene Tweed, die Zeit­spanne für die Ent­wick­lung und den Ein­satz einer voll­au­to­ma­ti­schen Ent­gra­tungs­zelle erheb­lich zu ver­kür­zen. Das Team von Andrew Laich war selbst in der Lage, Robo­ter­pro­gramme für ihre Zelle zu erstel­len, die genau ihre Anfor­de­run­gen erfüll­ten und den­noch leicht zu war­ten und für zukünf­tige Pro­jekte anpass­bar sind. 

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„Unser Inte­gra­ti­ons­team ist nun in der Lage, das gewon­nene Know-how auf zukünf­tige Cobot-gesteu­erte Fer­ti­gungs­lö­sun­gen anzu­wen­den, wodurch wir noch inno­va­ti­ver und fle­xi­bler agie­ren können.
Mei­ner Mei­nung nach gibt es keine mit ArtiMinds RPS ver­gleich­bare Soft­ware­lö­sung auf dem Markt.“

Andrew Laich, Engi­nee­ring Super­vi­sor bei Greene Tweed

Take Aways der Entgrat-Anwendung:

  • ArtiMinds RPS ver­ein­facht die Bahn­pla­nung bei kom­ple­xen Bau­tei­len: Mit dem CAD2Path Fea­ture las­sen sich Robo­ter­bah­nen exak­ter und auto­ma­ti­siert anhand von CAD-Model­len der Bau­teile generieren.
  • Inten­sive Bera­tung und Unterstütz­ung bei der Umset­zung der Ent­grat-Zelle durch das ArtiMinds Engi­nee­ring Team.
  • ArtiMinds RPS ver­ein­facht die Kom­mu­ni­ka­tion zwi­schen Roboter, SPS und HMI.
  • Robo­ter­zelle lässt sich leicht für wei­tere neue Pro­zesse anpas­sen: ArtiMinds RPS mini­miert Pro­gram­mier­auf­wand und ver­ein­facht das Ändern von Bah­nen und Parametern.
  • Unab­hän­gige und fle­xi­ble Umset­zung: Mit der Soft­ware konnte Greene Tweed die Roboter-Ent­grat­zelle eigen­stän­dig ent­wi­ckeln und kann das gewon­nene Know-how auch bei zukünf­ti­gen roboter-gestütz­ten Fer­ti­gungs­lö­sun­gen anwenden.
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In grö­ße­ren Betrie­ben haben Roboter schon vor eini­gen Jah­ren Ein­zug gehal­ten. Doch auch kleine und mitt­lere Unter­neh­men (KMU) haben die Robotik für sich ent­deckt und erkannt, wel­che Vor­teile eine robo­ter­ba­sierte Auto­ma­ti­sie­rung für sie haben kann. Und Groß­kon­zerne arbei­ten ver­stärkt daran, neue Ein­satz­fel­der zu erschlie­ßen und wei­tere Fer­ti­gungs­schritte zu automatisieren.
Hür­den beim Ein­stieg in die Robotik sind auf den ers­ten Blick hohe zu erwar­tende Kos­ten, feh­len­des Know-how im Unter­neh­men und eine nicht ein­schätz­bare Kom­ple­xi­tät. Andere sind zu eupho­risch und stür­men ohne kon­kre­ten Plan voran, um dann über Fall­stri­cke zu stol­pern, die sie vor­her nicht bedacht haben.

Damit Sie typi­sche Fall­stri­cke beim Ein­satz von Robo­tern ver­mei­den, beleuch­ten wir die Top 5 der unter­schätz­ten Her­aus­for­de­run­gen und Stol­per­steine beim Ein­stieg in die Robotik und geben Ihnen mit kur­zen inter­ak­ti­ven Check­lis­ten, z.B. für die Aus­wahl der pas­sen­den Hard- und Soft­ware, hilf­rei­che Tipps an die Hand.

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  • Was sind die pas­sen­den Kom­po­nen­ten und Tools?

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