Boris Fiedler, Regional Application Center Collaborative Assembly. VDMA, 3. September 2015 Kollaborative Roboter in der Kleinteile-Montage © ABB September 4, 2015 | Slide 1 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 © ABB September 4, 2015 | Slide 2 Industrie 4.0 Am Beispiel der Industrieroboter von ABB People Cloud Services Things Services Connectivity Kollaborative Robotik ist physische Komponente von Industrie 4.0 © ABB September 4, 2015 | Slide 3 Trend der Individualisierung Treiber der Mensch-Maschine Kollaboration hoch Variantenvielfalt niedrig Produktivität Automatische Montage Kollaborative Montage niedrig (angelehnt an B. Lotter) 4. September 2015 Flexibilität Manuelle Montage Losgröße hoch Kollaborative Montage Die drei Säulen der kollaborativen Automatisierung © ABB 4. September 2015 | Slide 5 Materialfluss Montageprozess Kollaboration & Ergonomie Kollaborative Montage Kollaboration & Ergonomie Arten der Kollaboration Keine Kollaboration Schutzzaunloser Betrieb Werker und Roboter teilen sich keinen gemeinsamen Arbeitsraum Konstruktive Maßnahmen und Sicherheitsequipment Kontakt zwischen Werker und Roboter nicht beabsichtig Keine konstruktiven Maßnahmen vorgesehen Sporadische Interaktion Werker betritt gemeinsamen Arbeitsraum nicht-zyklisch Beispiel: Material Zu- und Abführung Zusammenarbeit f < 1/60 min Kollaboration gemäß ISO 10218 © ABB September 4, 2015 | Slide 6 Werker und Roboter teilen sich einen gemeinsamen Arbeitsraum Montageprozess Klassifizierung Pick-und-Place Bedienung Materialhandhabung Materialhandhabung Geringe Toleranzen Typische Aufgaben: Komplexere Bewegung Positionsüberwachte Bewegung Sortieren Umsetzen Lead-ThroughProgrammierung möglich © ABB September 4, 2015 | Slide 7 Sequenzen und Kommunikation Typische Aufgaben: Tests Kraftgeführte Montage Einfügen Typische Aufgaben: Einfügen Teilweise unstrukturiertes Umfeld Kraftgeführt für Prozesssicherheit Typische Aufgaben: Snap-fit Schrauben Materialfluss Werkstückpräsentation und -transport Indexierte Fließbänder für Materialzu- und -abführung Fließband Hoher Invest Niedrige Programmierkomplexität Verbreitetes System zur Materialbereitstellung Tray und Blister Definierte Teileposition und -orientierung Werker-Interaktion zur Beladung Flexible Zuführungssysteme für Kleinteile Schüttgut © ABB September 4, 2015 | Slide 8 Indexed conveyor for in- and out-feed Integrierte Kamerasysteme 2D-Lösungen zur Werkstückpräsentation Kollaborative Montage Kollaboration & Ergonomie Komplexität Zusammenarbeit Sporadische Interaktion AC500 Lead-through Programming SMDSO Switch Schutzzaunlos Keine Kollaboration Pick-und-Place Bedienung Einfügen Montageprozess © ABB 4. September 2015 | Slide 9 Push-button Kraftgeführte Montage YuMi® - You and Me Der kollaborative 2-Arm-Roboter © ABB September 4, 2015 | Slide 10 YuMi® - You and Me Zielmärkte Kleinteilmontage • Kollaborative Montage • Hoch flexible Automatisierung mit multifunktionalen Händen • Testen und Verpacken © ABB September 4, 2015 | Slide 11 Unterhaltungselektronik • Kollaborative Montage (Kunststoffeile etc.) • Akkurate und schnelle Montage • Testen und Verpacken Spielzeugindustrie • Kollaborative Montage • Nutzung von Kamerasystemen zur flexiblen Zuführung von Komponenten 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 © ABB September 4, 2015 | Slide 12 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 © ABB September 4, 2015 | Slide 13 Internet of Things, Services, and People Robotics Roboter sind “connected” Things Alle Roboter werden vernetzungsfähig ausgeliefert. Ansprechende gratis Clouddienste veranlassen den Nutzer, das Gerät ans Internet anzuschließen. Cloud Dienste Services Analysen und Maschinen, die auf flottenweit erfassten Daten selbst lernen ermöglichen Premiumdienste die ein Nutzer aboniert. Mobile Anwendung People Nutzer wollen mit ihren Roboter und entsprechenden Diensten auf dem Mobilgerät ihrer Wahl interagieren; jederzeit und von überall. “Smartphone Simplicity” für Robotik Nutzer © ABB September 4, 2015 | Slide 14 Services Cloud-basierte Systemüberwachung Heute Morgen Service Center ABB Server Analysen “MyRobot”-Seite Apps Von der Fallaufzeichnung zur automatisierten Exhtzeitanalyse © ABB September 4, 2015 | Slide 15 Smartphone Simplicity Pick-und-Place Programmierung © ABB September 4, 2015 | Slide 16 Kollaborative Montage Kollaboration & Ergonomie Applikationsbeispiel Zusammenarbeit Sporadische Interaktion AC500 Lead-through Programming SMDSO Switch Schutzzaunlos Keine Kollaboration Pick-und-Place Bedienung Einfügen Montageprozess © ABB September 4, 2015 | Slide 17 Push-button Kraftgeführte Montage 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 © ABB September 4, 2015 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 Push-Button Montage Kollaborative Kraftgeführte Montage © ABB September 4, 2015 | Slide 19 People Durchgängige Bedienung und Nutzung Programmierung Inbetriebnahme Betrieb Überwachung RAPID Kalibrierung Überwachung Status Konfiguration Finetuning Problembehebung Alarme Durchgängigkeit über alle Anwendungsbereiche © ABB September 4, 2015 | Slide 20 © ABB September 4, 2015 | Slide 21
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