Beim Swiss Cobotics Competence Center (S3C) geht es um die Förderung der Zusammenarbeit von Industrie und Forschungsinstitutionen im Bereich der kollaborativen Robotik und die Schaffung eines Kompetenzzentrums am S3C Standort in Biel, welche die Möglichkeiten und Grenzen vom Einsatz kollaborativen Robotik in der Industrie aufzeigt und so greifbar macht.

Für die OST/ILT ist die Kooperation mit S3C eine hervorragende Chance sich im Bereich der mobilen, kollaborativen Robotik stärker zu positionieren und mit verschiedenen Partnern in diesem Automationssektor in Kontakt zu treten. Nebst der OST/ILT waren die Firmen Rollomatic SA als direkter Entwicklungspartner und OMRON Schweiz als Hardware und Software-Lieferant bei der Erstellung der Cobot-Applikation beteiligt und steuerten dabei ihr spezifisches Knowhow in verschiedenen Disziplinen, sowie benötigte Hard- und Software bei.

QI MOBILE COBOT

Das Ziel der Applikation ist die Demonstration eines mobilen Roboters für die Qualitätskontrolle (QI Mobile Cobot) in einer Fertigungsumgebung, welche eine enge Kollaboration mit dem Menschen ermöglicht. Die Zelle umfasst eine mobile Roboter-Plattform, auf welcher ein kollaborativer Knickarmroboter montiert ist. Sowohl der mobile als auch der Knickarmroboter zeichnen sich dabei durch kollaborative Eigenschaften aus, wodurch der QI Mobile Cobot die Fähigkeit besitzt, mit menschlichen Bedienern zusammenzuarbeiten. Dazu ein Beispiel; wenn die Produktionslinie manuelle Bearbeitungsstationen umfasst, kann der Mitarbeiter die bearbeiteten Komponenten an den QI Mobile Cobot übergeben, welcher dann die Qualitätsprüfungen durchführt, während er sie zu den vorgesehenen Lagereinheiten transportiert oder der QI Mobile Cobot bringt Teile zu menschlichen Mitarbeitern, um dort ergänzende Qualitätstests durchzuführen.

Der QI Mobile Cobot ermöglicht ein Höchstmaß an Autonomie und Flexibilität in den Produktionsabläufen. Die erarbeitete Lösung eignet sich für große wie auch für kleine Fertigungsbetriebe, insbesondere für solche mit hoher Produktvariabilität und geringen Produktionsmengen. Es ist ein idealer Ansatz für nahtlose Integration von manuellen und automatisierten Bearbeitungsstationen. Bei Bedarf kann die Zelle verschiedene Arbeitsplätze oder Lager bedienen sowie einzelne Objekte aufnehmen und transportieren.

ON BOARD INSPEKTION

Das Key-Feature vom QI Mobile Cobot ist der innovative Ansatz der Integration von on-board Inspektionsfunktionen, sprich die Prüfung, Erkennung und Separierung fehlerhafter Bauteile, direkt an Deck des Systems. Im Gegensatz zu anderen Systemen ermöglicht dies die Inspektion während der Fahrzeit (normalerweise verschwendete Wartezeit), was die Wirtschaftlichkeit der Anwendung deutlich erhöht. Die mobile QI-Cobot-Zelle kann leicht auf neue Gegebenheiten angepasst werden und so verschiedene Qualitätskontrollaufgaben innerhalb einer Produktionslinie übernehmen.

MENSCH-MASCHINE-INTERAKTION

Besondere Sorgfalt wurde auf die Gestaltung der Mensch-Maschine-Interaktion bei der Übergabe des Teils an den mobilen Roboter an den mobilen QI-Cobot (oder vom mobilen QI-Cobot an den menschlichen Arbeiter) gelegt. Der QI-Mobile-Cobot ist in der Lage, selbständig zu den Übergabeorten zu navigieren, die vom menschlichen Arbeiter vorgegeben werden. Licht und akustische Signale werden auf dem Roboter ausgegeben, um eine nahtlose Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen menschlichem Bedienpersonal und dem Roboter in einem gemeinsamen Arbeitsraum zu ermöglichen. Weiter wurde das Endeffektor-Design, sprich vom Greifer, so gestaltet, dass dieser den geltenden Cobot-Richtlinien entspricht.

ANWENDUNG IN DER PRODUKTION

Zur Demonstration der Funktionsfähigkeit wurde das System, am OST-Standort in Rapperswil, in den bestehenden Produktionsprozess der Smart Factory Anlage integriert. Dabei konnte die Eignung des Konzepts im Bereich der automatisierten Herstellung, Prüfung und Lagerung vom Kunststoffbauteilen (Unihockeyball-Hälften) aufgezeigt werden.

Aktuell steht das QI Mobile Cobot System im Showroom von S3C in Biel, wo es als Demonstrator und Proof-of-Concept-Plattform für verschiedene Kunden und Partner aus der Industrie genutzt wird.

Link: https://www.s3c.swiss/