Boris Fiedler, Regional Application Center Collaborative Assembly. VDMA, 3. September 2015 Kollaborative Roboter in der Kleinteile-Montage

Transkript

1 Boris Fiedler, Regional Application Center Collaborative Assembly. VDMA, 3. September 2015 Kollaborative Roboter in der Kleinteile-Montage Slide 1

2 Agenda Kollaborative Roboter in der Kleinteilmontage ABB Robotik im Kontext Industrie 4.0 Die drei Säulen der kollaborativen Montage YuMi - Das kollaborative Montagesystem Durchgängige Nutzung mit Smartphone Simplicity Applikationsbeispiel Slide 2

3 Industrie 4.0 Am Beispiel der Industrieroboter von ABB People Cloud Services Things Connectivity Services Kollaborative Robotik ist physische Komponente von Industrie 4.0 Slide 3

4 Trend der Individualisierung Treiber der Mensch-Maschine Kollaboration hoch Variantenvielfalt niedrig Produktivität Kollaborative Montage Automatische Montage Manuelle Montage Flexibilität niedrig Losgröße hoch (angelehnt an B. Lotter) 4. September 2015

5 Kollaborative Montage Die drei Säulen der kollaborativen Automatisierung Kollaborative Montage Kollaboration & Ergonomie Montageprozess Materialfluss 4. September 2015 Slide 5

6 Kollaboration & Ergonomie Arten der Kollaboration Keine Kollaboration Schutzzaunloser Betrieb Sporadische Interaktion Zusammenarbeit Werker und Roboter teilen sich keinen gemeinsamen Arbeitsraum Konstruktive Maßnahmen und Sicherheitsequipment Kontakt zwischen Werker und Roboter nicht beabsichtig Keine konstruktiven Maßnahmen vorgesehen Werker betritt gemeinsamen Arbeitsraum nicht-zyklisch Beispiel: Material Zu- und Abführung Werker und Roboter teilen sich einen gemeinsamen Arbeitsraum f < 1/60 min Kollaboration gemäß ISO Slide 6

7 Montageprozess Klassifizierung Pick-und-Place Bedienung Einfügen Materialhandhabung Typische Aufgaben: Sortieren Umsetzen Lead-Through- Programmierung möglich Materialhandhabung Komplexere Bewegung Sequenzen und Kommunikation Typische Aufgaben: Tests Geringe Toleranzen Positionsüberwachte Bewegung Typische Aufgaben: Einfügen Kraftgeführte Montage Teilweise unstrukturiertes Umfeld Kraftgeführt für Prozesssicherheit Typische Aufgaben: Snap-fit Schrauben Slide 7

8 Materialfluss Werkstückpräsentation und -transport Fließband Indexierte Fließbänder für Materialzu- und -abführung Hoher Invest Niedrige Programmierkomplexität Tray und Blister Verbreitetes System zur Materialbereitstellung Definierte Teileposition und -orientierung Werker-Interaktion zur Beladung Schüttgut Flexible Zuführungssysteme für Kleinteile Integrierte Kamerasysteme 2D-Lösungen zur Werkstückpräsentation Slide 8 Indexed conveyor for in- and out-feed

9 Kollaborative Montage Komplexität Kollaboration & Ergonomie Zusammenarbeit Sporadische Interaktion Schutzzaunlos Keine Kollaboration Lead-through Programming Switch AC500 SMDSO Push-button Pick-und-Place Bedienung Einfügen Kraftgeführte Montage Montageprozess 4. September 2015 Slide 9

10 YuMi - You and Me Der kollaborative 2-Arm-Roboter Slide 10

11 YuMi - You and Me Zielmärkte Kleinteilmontage Unterhaltungselektronik Spielzeugindustrie Kollaborative Montage Hoch flexible Automatisierung mit multifunktionalen Händen Testen und Verpacken Kollaborative Montage (Kunststoffeile etc.) Akkurate und schnelle Montage Testen und Verpacken Kollaborative Montage Nutzung von Kamerasystemen zur flexiblen Zuführung von Komponenten Slide 11

12 YuMi - You and Me Sicherheitskonzept Inhärente Sicherheit Leichtbauarme zur Reduktion der maximalen kinetischen Energie Gepolsterte Arme und Vermeidung von Klemmstellen an den Gelenken Überwachte Geschwindigkeit an Hand und Ellenbogen Gebremste Achsen sind per Hand fahrbar Kollisionserkennung Slide 12

13 YuMi - You and Me Features zur einfachen Integration in Montagelinien Voll integriertes System 2 Arme mit je 7 Achsen Integrierte IRC5 Controller Gekapseltes Design Eine Vielzahl an Kommunikationsschnittstellen Integrierte Servohände mit Vakuumoption Integriertes Kamerasystem Slide 13

14 Internet of Things, Services, and People Robotics Things Roboter sind connected Alle Roboter werden vernetzungsfähig ausgeliefert. Ansprechende gratis Clouddienste veranlassen den Nutzer, das Gerät ans Internet anzuschließen. Services Cloud Dienste Analysen und Maschinen, die auf flottenweit erfassten Daten selbst lernen ermöglichen Premiumdienste die ein Nutzer aboniert. People Mobile Anwendung Nutzer wollen mit ihren Roboter und entsprechenden Diensten auf dem Mobilgerät ihrer Wahl interagieren; jederzeit und von überall. Smartphone Simplicity für Robotik Nutzer Slide 14

15 Services Cloud-basierte Systemüberwachung Heute Morgen Service Center Analysen ABB Server MyRobot -Seite Apps Von der Fallaufzeichnung zur automatisierten Exhtzeitanalyse Slide 15

16 Smartphone Simplicity Pick-und-Place Programmierung Slide 16

17 Kollaborative Montage Applikationsbeispiel Kollaboration & Ergonomie Zusammenarbeit Sporadische Interaktion Schutzzaunlos Keine Kollaboration Lead-through Programming Switch AC500 SMDSO Push-button Pick-und-Place Bedienung Einfügen Kraftgeführte Montage Montageprozess Slide 17

18 KKollaboration & Ergonomie Integration in Montagelinien Direkte Interaktion zwischen Mensch und Roboter Inhandmontage zur Erhöhung der Flexibilität Flexible Materialzuführung von Schüttgut mit Hilfe von Kamerasystemen Aufgabenverteilung zwischen Werker und Roboter Aufgabenübernahme von Roboter zur Erhöhung der Prozesssicherheit Roboter führt kraftgeführte Montage durch und Prüft Montagekräfte Automatisches Aussortieren von fehlerhaft montierten Teilen Erhöhte Kapazität durch Robotereinsatz Slide 18

19 Push-Button Montage Kollaborative Kraftgeführte Montage Slide 19

20 People Durchgängige Bedienung und Nutzung Programmierung Inbetriebnahme Betrieb Überwachung RAPID Kalibrierung Überwachung Status Konfiguration Finetuning Problembehebung Alarme Durchgängigkeit über alle Anwendungsbereiche Slide 20

21 Slide 21