Bereits vor vier Jahren legten Hahn Robotics und die Continental AG die Basis für diese Bin-Picking-Anwendung mit einem ersten gemeinsamen Projekt. Seit rund zwei Jahren erfolgt der „Griff in die Kiste“ nun erfolgreich am Produktionsstandort Rheinböllen. „Die größte Herausforderung lag im ersten Bin-Picking-Projekt in der Bilderkennung und -vernetzung mit der Robotersoftware“, berichtet Marco Unverzagt, Geschäftsführer bei Hahn Robotics. Das Unternehmen mit Sitz in Rheinböllen ist spezialisiert auf die Entwicklung und Integration von Robotertechnik für die Automatisierung der Produktion.
Beim Bin Picking muss der Roboter einzelne Teile in einer Kiste erkennen können. Auf Basis dieser Informationen erfasst der Roboter, in welcher Position die Objekte liegen und aus welcher Richtung diese mit dem Greifer optimal aufgenommen werden können. Dies gelang durch die Integration von Kameratechnologie und die Optimierung von Schnittstellen in der Robotersoftware.
Die nächste Herausforderung
In der aktuellen Weiterführung der Bin-Picking-Automation durch Experten von Hahn Robotics und Continental hängt der Roboter nun die entnommenen Teile noch auf einem Galvanisierungsgestell auf. Und hier kommt die nächste Herausforderung ins Spiel: die Erkennung der Halterungen auf dem Gestell. Denn durch das Gewicht der Werkstücke und den Produktionsbetrieb werden die Haken des Galvanisierungsgestells belastet und verformen sich mit der Zeit.
„Der Roboter muss also mit diesen Veränderungen umgehen können und die Haken auch nach Verformung als solche erkennen, damit die galvanisierten Erzeugnisse daran aufgehängt werden“, erläutert Unverzagt. Durch einen speziellen Momentensensor im Greifer des Roboters wird auch erkannt, ob das Werkstück erfolgreich am Gestell aufgehängt wurde.
Schnittstellen überarbeitet
Hahn Robotics überarbeitete dazu die Schnittstellen zwischen der Robotersoftware von Kuka und den Kamerasensoren von Keyence. Dabei nutzte Hahn Robotics auch Synergien mit anderen Firmen der Hahn Group. Bei der Bin-Picking-Automatisierung unterstützten sich Hahn Robotics und Hahn Automation in der Zusammenarbeit am gleichen Standort in Rheinböllen durch den flexiblen Einsatz von Programmierern und technischen Experten in gemeinsamen Projekten.
Die gemeinsame Weiterentwicklung der Bin-Picking-Applikation erlaubt Continental die vollautomatische Zuführung von geometrisch komplexen Gussteilen in einen effizienten Materialfluss. Manfred Keim, Head of Industrial Engineering bei Continental in Rheinböllen, beschreibt die Vorteile des neuen Systems: „Mit der erweiterten Bin Picking-Automation wird ein höherer Automatisierungsgrad in unserer Fertigung innerhalb der Continental AG erreicht. Dadurch werden vor allem Mitarbeiter entlastet, die die Teile bisher manuell auf den Galvanisierungsgestellen aufhängen. Unsere Mitarbeiter können somit andere, hochwertigere Aufgaben übernehmen.“ Die erweiterte Bin-Picking-Automation befindet sich aktuell in der Pilotphase und läuft derzeit in einer Testanlage zur weiteren Optimierung. Aktuell wird die Testanlage dupliziert und im dritten Quartal 2020 bei der Continental AG am Standort Rheinböllen in Betrieb genommen.
Nächste Schritte in Planung
Und es wird bereits an der Automatisierung der nächsten Produktionsschritte gearbeitet, verrät Keim: „Die galvanisierten Teile sollen mithilfe von Robotertechnik wieder vom Gestell abgenommen und einer anschließenden Qualitätskontrolle unterzogen werden.“ Hierbei wird die Continental AG weiter mit Hahn Robotics zusammenarbeiten. Dabei plant das Team rund um Marco Unverzagt die Integration von „EVE Vision“ in den Prozess, dem maschinellen End-of-Line Tester von Hahn Digital zur visuellen Qualitätsprüfung: „Auf Basis von künstlicher Intelligenz und Machine-Vision-Algorithmen erreicht das Eve-Vision-System ein sehr hohes Niveau der Fehlererkennung bei jedem einzelnen überprüften Produkt.“
Hahn Robotics GmbH Continental AG
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ABBs Yumi kann mit seinen zwei Greifhänden das Kabel aufnehmen, zentrieren und einstecken.Bild: Hahn Robotics
Zweiarm-Cobot Yumi montiert Kabel
Das Bin Picking in der Galvanisierung ist nicht die einzige Automationsinnovation, die Hahn Robotics mit Continental in Rheinböllen vorantreibt. Für die Kabelmontage in der Fertigung hydraulischer Bremssysteme entwickeln Continental und Hahn Robotics eine Automation mit einem Yumi-Roboter von ABB. Der Zwei-Arm-Roboter kann ein elastisches Kabel greifen, zentrieren und montieren und entlastet so die Mitarbeiter ergonomisch.
Im Rahmen der Montage der hydraulischen Bremse wird im letzten Schritt ein Sensorkabel montiert, das dazu dient, den Verschleiß der Bremsbacken anzuzeigen. Das wurde bisher manuell von Mitarbeitern durchgeführt. Denn die materielle Beschaffenheit und Flexibilität des Kabels machte die Automatisierung dieses Produktionsschritts bisher zu einer großen Herausforderung.
Hahn Robotics baute nun auf Vorentwicklungen seitens der Continental AG auf und entwickelte eine passende Automationslösung. Bei den Machbarkeitstests stellte sich der zweiarmige Roboter Yumi von ABB als optimale Lösung heraus, da er mithilfe von kamerabasierter Teileerkennung und zwei flexiblen Greifhänden in der Lage ist, das Kabel an dessen Anfang und Ende aufzunehmen, zu zentrieren und anschließend das Kabel an den erforderlichen Stellen einzustecken.
Als letzten Schritt legt Yumi das Kabel an der vorgesehenen Stelle innerhalb der Bremsbacken ein, um es im Betrieb zu sichern. Mithilfe der verwendeten Kameratechnologien und den zwei Armen des Roboters, konnte also die Herausforderung der Kabelmontage erfolgreich automatisiert werden. Der Roboter hat trotz der flexiblen Materialbeschaffenheit des Kabels stets die Kontrolle über dessen Position.
Der Einsatz der Automatisierungslösung im Bereich der Montage hydraulischer Bremssysteme hat direkt nach ihrer Inbetriebnahme zur Entlastung der Mitarbeiter und zur Optimierung des Arbeitsablaufes geführt. Die Produktqualität der hydraulischen Bremse wurde durch den Einsatz der Automatisierungslösung verbessert, da die Ausführung mit dem Roboter stets konstante Ergebnisse liefert und nicht durch den Mitarbeiter beeinflusst werden kann.
Hahn Robotics GmbH Continental AG
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Innovative Robotik-Projekte treiben Hahn Robotics und der Automobilzulieferer Continental gemeinsam in Rheinböllen voran:
- Gemeinsam haben Hahn Robotics und Continental die Bin-Picking-Automation auf die nächste Ebene gehoben. Roboter mit 3D-Vision-Systemen können Gussteile nicht nur greifen, sondern diese Teile dann auch automatisiert an einem Galvanikgestell aufhängen.
- Für die Kabelmontage kommt zudem ein Yumi-Roboter von ABB zum Einsatz. Der Zweiarm-Roboter kann ein elastisches Kabel greifen, zentrieren und montieren.
