Projekt: Roboterarm als Kommissionierhilfe

[Defuser]

Hallo an alle Erfinder

ich habe folgende Aufgabe zu lösen:

ankommende Ware (Kleinteile wie Muttern etc.., max. 50mmx50mmx50mm und ca. 90g) sollen von einem Roboterarm von einem bestimmten Punkt (fixes Feld wo die Teile zum aufnehmen hingelegt werden (und ein Zettel mit dem Barcode der Teile liegt, als Identifizerung der Ware)) aufgenommen und auf einem leeren Lagerplatz gelegt werden. das soll so lange wiederholt werden bis alle Waren "eingelager/eingebucht" sind.
wenn es erforderlich ist und einge der Waren gebraucht werden (gem. Lieferschein) soll der Roboterarm von den Lagerplätzen die benötigten Teile holen und zu einem bestimmt Platz befördern (z.b. in eine Kiste fallen lassen)

vorhanden ist nur die Artikeldatenbank mit Artikelnummern, Namen, und zu 90% Größe + Gewicht

das ganz soll als Test dienen und wenn der erfolgreich ist soll das so ausgebaut werden das ca. 3200 Artikel in einer Gesamtstückzahl von ca. 20.000-30.000 Stk. damit bedient werden können.

gibts evtl. schon so ein System oder traut sich das jemand zu?

Gruß
Robert

[malthy]

Der Roboter ist ortsfest? Wie genau sehen die räumlichen Verhältnisse aus, d.h. zB welcher Arbeitsbereich wird benötigt? Für pick-and-place Aufgaben sind zB Delta-Roboter gut geeignet. Wenn das wirklich alles automatisch passieren soll, müssten 3200 Artikel mit einem Computer-Vision System erkannt (d.h. unterschieden) werden können. Meine Experimente mit Computer Vision halten sich in Grenzen, aber das klingt für mich nach einer sportlichen Hausnummer ... :-) Auch der Greifvorgang bei so einer großen Anzahl an verschiedenen Objekten ist sicher schwierig.

[i_make_it]

1234567890

[Defuser]

Hi

@malthy
-Raumgröße ca. 10mx10m (ist aber Variabel)
-da das das visuelle erkennen problematisch ist, soll der Artikel immer mittels barcode beim einlagern indentifizert werden.
-die Objekte haben zu 95% eine Würfelform.
-falls das Testsystem funktioniert , soll um Lagerplatz zu schaffen der Roboterarm quasi Schubladen(so etwa http://www.jh-profishop.de/media/resources/images/huge/Lagerkastensatz-fur-Schubladenschranke-mit-718-mm-Breite_$_5531-6.jpg )öffnen in die er vorhher die Dinge eingelagert hat das spart Platz und ist kostengünstig.

ich einige fragen beantwortet zu haben ;)

gruß
Robert

[malthy]

Hatte dich zunächst so verstanden, dass es dir primär um das Auseinandersortieren von verschiedenen Objekten geht. Nach deinen Ergänzungen denke ich, dass die Anmerkungen von i_make_it eher zielführend für dich sind.

Wie hast du dir das denn selbst vorgestellt? - Insb. weil du von einem "Roboterarm" sprichst. Der müsste bei den angedeuteten Dimensionen ja an/auf einer mobilen Plattform montiert sein um sich dann frei bewegen zu können. Wenn der noch seine eigene Sensorik mit sich rumträgt bist du ja fast schon bei einem Humanoiden angekommen. Und eben deswegen würde ich diesen Ansatz für wenig realistisch halten.

[Mxt]

Hallo,

was die Zugriffszeiten angeht, sind Hochregallager sicher optimal.

Gerade bei Kleinteilen sieht man aber oft auch Paternoster- oder Umlaufregale. Google findet z.B. die hier
http://www.giso-berlin.de/r_paternoster.htm

Weil da immer auf der gleichen Ebene zugegriffen wird, kann man die auch mit normalen Knickarmrobotern beladen,
wenn man die auf eine Linearachse stellt, so wie der hier, der allerdings kein Regal bedient:
http://www.youtube.com/watch?v=WxU9cUzoNVM

Solche Regale kann man an gängige Lagerverwaltungssoftware koppeln, Barcodeunterstützung sollte da auch vorhanden sein.
Roboter wie der aus dem Link können auch gut an PC-Software angebunden werden. Bliebe noch die Bildverarbeitung und
wie viele Objekte da gleichzeitig zu erkennen sind. Wenn tausende Objekte anhand ihres Bildes erkannt werden sollen, braucht
man da sicher eine serverbasierte Lösung, so eine Art Bildersuchmaschine. Wenn man über Barcode identifizieren kann, was da
gesucht ist, geht das einfacher.

[i_make_it]

1234567890

[Mxt]

Auf Padernoster regal bin ich bewusst nicht eingegangen.

Die Pader ist ein Fluss, der Name Paternoster kommt vom Rosenkranz. ;)

Mir ging es ja darum, Alternativen zum Hochregallager aufzuzeigen. Hochregallager hat heute jede größere
Apotheke, also gibt es sowas sicher von der Stange zu kaufen.

Der Fragesteller sucht Erfinder, warum auch immer.



Und die zugriffszeiten für Roboter sind auch nicht rosig.

Hab ich doch geschrieben.



Dann haben die Laden der Padernosterregale die angewohnheit nach dem anhalten noch zu pendeln.
Dem Mann im Lager ist das wurscht. Dem Robotergreifer nicht.

Dem Robotergreifer wird noch viel weniger egal sein, wenn die Teile, wie im Link des Fragestellers in Boxen
in einer Schublade herumliegen.



Um das alles in den Griff zu bekommen, steckt man eine Menge Geld in Probleme die man sich erst selbst geschaffen hat.

Das sehe ich auch so, also fertiges Lagersystem, ähnlich wie für Apotheken, kaufen und gut ist.

Edit: Diese Linkliste sollte erstmal reichen
http://www.lagertechnik.com/hochregallager.html

[i_make_it]

1234567890

[Defuser]

Hi an alle

schaut euch bitte mal folgendes Video an :
http://www.youtube.com/watch?v=M8f3tqY5ZC8 so ungefähr an 0:50 seht ihr wie der Arm die Artikel vom definierten Punkt aufnimmt und in einer Schublade ablegt. (genau so, nur ein größer Arm und mehrere Schubladen sollen es werden. Die Artikel sind bei unserer Anforderung Würfel 10mm - 30mm. Die Software soll sich dann die Position des eingelagerten Artikels "merken" und später wenn die Würfel kommisioniert werden sollen holt der Arm die Würfel aus den einzelnen Postionen und legt diese auf einer definierten Stelle ab

wegen der geringen größe sind schon viele Ideen bei uns aufgegeben worden.

gruß an alle Denker

Robert

[i_make_it]

1234567890

[Mxt]

Wie wäre es, wenn man statt die Teile in Boxen in Schubladen zu legen, mit einem Regalsystem und Lagerboxen z.B. von Bito oder SSI Schäfer arbeitet ? Die Anzahl der Boxen ist gleich groß, wie wenn man die in Schubladen legt.
Das war der Grund, warum ich die Umlaufregale ins Spiel gebracht habe.

Solche Boxen, wie der Roboter hier in der Hand hält:
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=zbXXSmsWmY8
(Der Rest des Videos tut nichts zur Sache.)

Aber nicht so greifen, wie in dem Video. Sondern von vorn mit Blick auf das Schild, wo der Grif zum Anfassen ist. Da kann sich auch ein Greifer einhaken. Im Regal braucht man Führung, damit nebeneinander stehende Behälter nicht verhaken. Edit: Nein, habe es mir mal mit Bito-Boxen angesehen, wenn man die mit dem Haken auf der Rückseite in die passenden Schienen setzt, geht es wenn der Roboter die Boxen mit etwas Abstand setzt.

Ja, man braucht Sensorik, um den Greifer vor einer Box richtig zu positionieren. Aber die Boxen können vorne Schilder haben, die könnte man zum Positionieren und zum identifizieren über DataMatrix Codes nehmen. Außerdem handelt man dann nur noch mit Teilen, die alle die gleiche Form haben.

Tausende unterschiedliche Schubladeneinsätze zu fertigen, kann es ja wirklich nicht sein. Schon weil man sicher nicht weiß, wieviele Plätze man für welchen Typ braucht. Außerdem hat man eine Dauerbaustelle, wenn öfters neue Teile hinzukommen.

[Defuser]

das schein dann ja fast unlös- bzw. unbezahlbar zu sein... ???

[Mxt]

Am Geld hängt es wahrscheinlich tatsächlich. Ich habe mal ein weing recherchiert, ein automatisches Apothekenregal mit 10000 Plätzen kostet etwa 120 bis 180 Tausend, mit 30000 Plätzen etwa 300 bis 400.

Man kann also fertige Lösungen kaufen, die etwa bei 12 Euro pro Lagerplatz liegen. Ich vermute mal, der Fragensteller soll es billiger machen. Dann kann man sich aber keinen riesengroßen Roboterarm leisten, sonst kann man den Rest der Anlage aus Papier falten.

Mit einem kleinen Roboter muss man sich halt bescheiden. Man könnte eine Nummer größer einsteigen, als bei dem Mitsubishi aus den Videos. Das wäre dann einer mit ca. 1,40 Aktionsradius. Den auf eine Säule gesetzt und einen pneumatischen Greifer dran. Einen PC braucht man auch, für Lagerverwaltung und eventuell Bildverarbeitung, da käme dann mindestens noch eine Kamera dazu. Da sind wir mit den Hardwarekosten schon irgendwo bei 50.

Der Roboter hat eine integrierte Zusatzachsensteuerung, die kann man für den Rest der Anlage verwenden, braucht nur Servoverstärker und Motoren. Auch ne SPS braucht man nicht, kann alles der Roboter machen.

Man könnte jetzt z.B. aus Alu-Profilen und Führungen zwei "Kinderkarussells" neben den Roboter setzen. An deren Außenseiten baut man als n-Eck die Halteschienen für die Bito Boxen an. Die kosten in der Menge so um die 70 Cent das Stück. Vielleicht kriegt man alles zusammen für 30 - 40 plus die Boxen.

Dann muss es nur noch einer bauen und programmieren, vielleicht kann man so nicht die 120 unterbieten, aber sicher die 300, wenn man genug Boxen in Reichweite des Roboters kriegt. Notfalls stellt man mehrere Karussels in eine Reihe und fährt mit dem Roboter auf eine Linearachse davor her. Man könnte dann natürlich auch gleich einen Roboter auf einer Achse vor eine Batterie Hochregalroboter stellen und dieser bedient dann vorne eine "Theke" und hinten die Regallader.

Sicher kann man auch mit geeigneter Sensorik mit so einem Arm in Schubladen wühlen, man kann die Roboter in C++ programmieren, da geht einiges
http://www.youtube.com/watch?v=5x7EymmBl34
aber ob das billiger ist, wage ich zu bezweifeln.

[i_make_it]

1234567890

[Mxt]

Die Idee mit den Boxen kam mir, weil ja im ersten Posting steht, die Teile sollen bei der Auslagerung z.B. in eine Kiste fallen gelassen werden. Warum also viel Aufwand treiben, die Teile exakt zu greifen ?

Edit:
Und sicher wäre es keine schlechte Idee, mal im Mai nach Hannover zu fahren
http://www.cemat.de/
da sind die Lagerautomatisierer alle ...

[i_make_it]

1234567890

[Mxt]

Man könnte ja eine Einlegestation bauen, wo die neuen Teile hingelegt werden. Dort werden sie gescannt und dann öffnet sich eine Klappe im Boden und sie fallen in eine Box, die dann eingelagert wird. Oder den Inhalt jeder Box fotografieren und auf dem PC speichern ...

[Defuser]

Hi

es sind ca. 3000 verschiedene Würfel (ca. 30.000 Stk.) also 30.000 lagerorte in den jeweiligen Schubladen. der Roboterarm muss die ja nicht selber aufmachen sondern irgendwie von der Software angesteuert und der arm pickt sich dann das Teil auf. wenn er es genommen hat geht die lade wieder zu und die lade für den nächsten geht auf usw... das spart platz und geld da in eine Schublade viele Würfel reinpassen....

Robert

[i_make_it]

1234567890

[Mxt]

Das heist 300 zusätzliche Motoren und 600 Endschalter.
Plus 300 Mechaniken die die Arbeit des Motors in Bewegung umsetzen.

Hoffentlich nur 300 Pneumatikzylinder mit Endschaltern. Und Ventilinseln mit einer Busanbindung, dazu eine passende SPS, wir hätten da schon mal 300 Ausgänge und 600 Eingänge ...

Aber der Roboterarm müsste 300 Schubladen erst einmal erreichen. Dazu müsste er wieder mindestens auf einer Zusatzachse verfahren. Eine gewisse Größe braucht er auch, damit er bei hohen Schränken alle Schubladen komplett erreichen kann.

[Geistesblitz]

Das hört sich wirklich äußerst ungünstig an. Ich frag mich auch, warum unbedingt mit einem Roboterarm gearbeitet werden soll. Eine einfache kartesische Kinematik arbeitet da doch viel effizienter. Der Rest ist dann eine Sache des Endeffektors, der ja nicht nur ein Greifer sein muss. Man kann ja mehrere Vorrichtungen dort gleichzeitig hineinbauen, eine zum Öffnen und Schließen der Schubladen, eine zum Entnehmen der Teile und eventuell noch eine zum Zwischenlagern der Teile. Ist zwar ein wenig aufwändiger als ein einzelner Greifer, aber wesentlich unumständlicher als jede Schublade mit einem Antrieb auszustatten.

[Mxt]

Ja,
man muss halt immer daran denken, dass alles was man da ein paar hundert oder tausend mal braucht, auch entsprechend oft bezahlen muss.

Da graust es mich schon, wenn ich daran denke, dass man 30000 Ablageplätze so konfektionieren soll, dass die Teile da wie in einer Pralinenschachtel schön reinpassen. Dann auch noch viele verschiedene Teile. Jeder Euro, den ich da pro Ablage investiere, wird gleich mit 30000 multipliziert ...

Bleibt also nur beim Greifen mit Bildverarbeitung, Kraftsensorik und jeder Menge Hirnschmalz zu arbeiten, oder einheitliche Behälter zu transportieren. Bei letzterem ist auf jeden Fall eine kartesiche Kinematik ausreichend, wir landen da wieder beim Hochregallager.

Beim intelligenten Greifen braucht man eher einen Roboter mit PC, als eine SPS und Achsysteme. Aber auch hier würde ich sagen, ist es günstiger Boxen zu einem kleinen Roboter zu bringen (aus einem Hochregallager), als mit einem großen Roboter auf Wanderschaft zu gehen.

[Edit:]
Man kann ja ein Hochregallager für Paletten nehmen. Deren Lader fahren einfach mit einer Staplergabel in die Paletten, viel feinpositioniert wird da nicht. Auf so einer Palette kann man dann z.B. 100 Fächer haben, wie in so einer Schublade. Die ganze Palette wird zum Roboter gebracht, der fischt dann das gesuchte Teil heraus, oder legt eines hinein.

Ein Lader, zwei Regale mit z.B. 10 Paletten pro Ebene und 15 Ebenen wären 30000 Ablagefächer.

[i_make_it]

1234567890

[Mxt]

Zum Entnehmen aus Box oder Palette noch zwei Links:

Hier wird ja ein einfacher Sauger verwendet, das wäre eine Alternative zum Greifen
http://www.youtube.com/watch?v=ghgAk21g1Cc&list=UUno9_4tYPrJodGHRToootvQ&index=14

Falls das mit einem Sauger schwierig ist, könnte man so was verwenden
http://de.schmalz.com/produkte/vakuumgreifsysteme/fxfxc/
die tolerieren es auch, wenn einzelne Löcher offen bleiben. Bin mir aber nicht sicher, wie klein es die gibt, hab das bisher nur mit größeren Kartons gesehen.

[radbruch]

Hallo

So ähnlich können das auch andere Hersteller (und das nicht nur auf der Messe):

http://www.youtube.com/watch?v=Xp7AJiPHnZc

Wir (bin Mitarbeiter des im Video gezeigten Herstellers) arbeiten bei kleinen Gewichten/Abmessungen der Ware auch gerne mal mit Drehtürmen als Regal.

Gruß

mic

[Mxt]

So ähnlich können das auch andere Hersteller (und das nicht nur auf der Messe):


Interessant zu sehen, dass hier noch mehr Leute beruflich mit Industrierobotern zu tun haben.

Im Video sieht man ja, dass ihr einen Sick Laser-Scanner zum Abtasten des Boxinhaltes verwendet. Noch eine Technik mehr für die Sammlung des Fragestellers.

Was mir bei den letzen beiden Youtube-Links noch durch den Kopf geht: Der Fragesteller hat ca. 30000 Teile von ca. 3000 Typen. In den letzten Links sieht man, dass immer mehrere Teile von der gleichen Sorte in einer Box liegen. Man braucht also wirklich nicht unbedingt so viele Lagerplätze wie Teile, sondern ungefähr so viele wie Typen (es kann ja auch mal viele Teile vom gleichen Typ geben).