Mit Sensordaten zu smarten Robotiklösungen

08.11.2022

Waldkirch / Düsseldorf, im November 2022 – Safe Robotics, Robot Vision, Position Feedback, End-of-Arm-Tooling – auf der Messe SPS 2022 in Nürnberg (8. – 10. November 2022) unterstreicht SICK (Halle 7A, Stand 340) seinen Anspruch als führendem Anbieter von Sensoren und Komplettangebote für eine smarte und zukunftssichere Robotik. 

Mehr Automatisierung und mehr Digitalisierung sind der Schlüssel zu mehr Prozesseffizienz – auch und gerade in der Robotik. Die Herausforderungen sind in der Regel komplex – sie lassen sich aber durch das Sammeln, Interpretieren, Anwenden und Visualisieren von Sensordaten meistern und beherrschen. „We Create Digital Transformation“ heißt es bei SICK – die notwendigen Informationen für smarte und digitalisierte Robotik-Anwendungen wie die Bewegungsabsicherung und Sichtführung von Robotern, die Positionserfassung sowie die sensitive Überwachung von Greifern liefern intelligente Sensoren und Sensorsysteme des Unternehmens.

Sichere Mensch-Roboter-Interaktion durch adaptive Sensorwahrnehmung

Das Safe-Robotics-System sBot Speed von SICK eine integrationsfreundliche Lösung zur leistungsoptimierten Absicherung von Roboteranwendungen. Das Komplettsystem besteht aus einem Sicherheits-Laserscanner und einer Flexi-Soft-Sicherheitssteuerung. Es ist für die Einbindung in die Eco-Systeme der Roboterhersteller Universal Robots, KUKA, FANUC und Yaskawa verfügbar und bietet hierfür neben vorkonfigurierten und geprüften Automatisierungs- und Sicherheitsfunktionen einen vollständigen Verdrahtungsplan. Dies gewährleistet einfache und reibungslose Systemintegration in die jeweilige Robotersteuerung. Das besondere an sBot Speed ist die adaptive Wahrnehmung des Umfelds. Sie ermöglicht den ungehinderten und dabei jederzeit sicheren Eingriff des Menschen in ein Robotersystem. Je weiter sich eine Person in den Arbeitsbereich des Roboters bewegt, desto langsamer wird dieser – bis er schließlich ganz zum Halt kommt. Verlässt die Person das Schutz- und Warnfeld, läuft der Roboter automatisch wieder an – zunächst noch mit sicher reduzierter Geschwindigkeit, bis er die ursprüngliche Arbeitsgeschwindigkeit wieder aufnehmen kann. Die Möglichkeit, die Betriebsbedingungen des Roboters automatisch an die Position von Personen im Umfeld anzupassen, schützt vor Unfallgefahren und verbessert gleichzeitig die Produktivität, denn Stillstandszeiten werden reduziert und Arbeitsabläufe optimiert. 

2D-Sichtführung für statische und dynamische Roboteranwendungen

Das Sensorsystem PLOC2D von SICK wird zur automatischen 2D-Objektlokalisierung auf Fördersystemen eingesetzt. Per Conveyor-Tracking können auch bewegte Teile auf einem Transportband erfasst und dem Roboter die entsprechenden dynamischen Anfahr- und Zugriffskoordinaten bereitgestellt werden. Zum Systemumfang gehören eine leistungsstarke 2D-Kamera mit integrierter Beleuchtung sowie eine Sensorsoftware mit einem smarten Lokalisierungsalgorithmus und einer integrierten Bewegungssynchronisation. PLOC2D – das mehr als 120 Teile pro Minute lokalisieren kann – ist für die Integration in eine Vielzahl von Roboterfabrikaten und deren Controller ausgelegt. Es überzeugt – u. a. dank webbasierter Benutzerschnittstelle und bedienfreundlichem Easy-Teach-Einlernverfahren für unterschiedliche Teile – durch kürzeste Einrichtzeiten. 

Motor-Feedback mit sHub für Roboter: Geschwindigkeits- und Positionsmessung mit Condition-Monitoring-Funktionalität

Motor-Feedback-Systeme von SICK in Servoantrieben liefern hochgenaue Messwerte und Daten zu linearen und rotativen Positionen von Roboterachsen im Raum. Über die Funktion als „Ortssinn des Roboters“ hinaus werden diese Rückführsysteme mit sHub – dem Sensor-Hub für intelligente Servomotoren – zur Echtzeit-Datenquelle für die Zustandsüberwachung. Das platzsparende Modul erweitert das Motor-Feedback-System um zusätzliche Sensoren für die Messung von Vibration und Temperatur. Diese beiden Messgrößen liefern entscheidende Daten für die Detektion von Frühschäden. Somit werden in Einkabeltechnik zusätzlich zu den Prozessdaten des Motors auch Zustands- und Servicedaten über das rein digitale Motor-Feedback-Protokoll HIPERFACE DSL in das überlagerte Motion-Control-System des Roboters übertragen. So können beispielsweise Informationen über Vibrationsstärken Anhaltspunkte dafür liefen, wann Lagerschäden auftreten können, wann Teile ausgetauscht werden müssen – wann generell eine nächste Wartung des Roboters und seiner Servoantriebstechnik erforderlich ist. Da die Überwachung in Echtzeit erfolgt, ist es möglich, dass das Wartungspersonal rechtzeitig reagieren und in Maschinenprozesse eingreifen kann. Damit steigert sHub die Effizienz und Zuverlässigkeit von Maschinen – denn ungeplanten Stillständen kann wirksam vorgebeugt werden. Da die Kommunikationsschnittstelle des sHub den Sicherheits-Integritätslevel SIL3 erfüllt, ist in Verbindung mit dem sicheren Motor-Feedback-System EDS/EDM35 auch eine Umsetzung von Sicherheits- oder Safe-Motion-Anwendungen möglich.

Smarter Positionssensor: Fingerspitzengefühl für Greifer

Unterschiedlich große Objekte voneinander unterscheiden und sicher greifen – diese Flexibilität bietet der smarte Positionssensor MPS-G für Greifer und Miniaturzylinder von SICK. Sein Wegmesssystem erfasst und digitalisiert kontinuierlich, direkt und berührungslos Greif- und Hubwege wie die Position der Finger von pneumatischen Greifern oder die Kolbenstellung in Kurzhubzylindern. Damit ist der Sensor bestens auf die Herausforderung der Losgröße 1 vorbereitet, denn er ermöglicht Robotern im beliebigen Wechsel von Objekten ein formschlüssiges Greifen unterschiedlich großer, geometrischer Formen – also eine Teilehandling mit Fingerspitzengefühl. Gleichzeitig unterstützt der MPS-G per Aktor-Diagnose das Condition Monitoring von Robotern. Hierzu ist der Sensor in der Lage, während der Greif- und Handhabungsprozesse Vibrationen und Stöße zu überwachen sowie Temperaturänderungen zu detektieren, die auf einen Verschleiß oder ein Nachlassen der Greifkraft schließen lassen. Über eine intelligente Integration werden die generierten Daten für übergelagerte Systeme – eine SPS, ein MES-/ ERP-System oder eine Cloud-Applikation – zur Verfügung gestellt. Auf diese Weise können die Aktor-Diagnosedaten zur Zustandsüberwachung genutzt werden. Sie helfen, Maschinenstillstände zu vermeiden und erhöhen die Transparenz maschineller Prozesse.

Roboterstillstand: App ermöglicht sofortige Fehlerbehebung

Wenn ein Roboter stoppt, wenn bei einem Cobot aus einem unbekannten Grund ein fehlerbedingter Ausfall auftritt – dann können Ursachenforschung und Fehlerbehebung viel Zeit, Produktionsausfall und Geld kosten. Daher kommt in solchen Fällen immer öfter SARA (SICK Augmented Reality App) ins Spiel. Denn die App für Smartphones und Tablets mit iOS- oder Android-Betriebssystem ermöglicht es, Störungsursachen per Smartphone oder Tablet direkt vor Ort auf den Grund zu gehen. Hierzu verschmilzt das drahtlose Diagnosesystem per Augmented Reality die Sicht des Sensors mit seiner realen Umgebung – und visualisiert Fehler direkt auf dem Endgerät. Darüber hinaus können weitere Sensordaten angezeigt werden, die für die Fehlersuche und -behebung relevant sein können, z. B. Geräte-ID, Status, Temperatur, Verschmutzungsgrad oder Betriebsstunden. Auf diese Weise hilft die smarte Visualisierung von SARA, Ursachen für Stopps schnell und ohne Warten auf Experten zu finden und zu beseitigen. Dadurch werden Wiederinbetriebnahmen beschleunigt und die Ausfallzeiten von Robotern minimiert.

SICK-Sensorlösungen für „Robotik 4.0“

Die industrielle Robotik ist einer der entscheidenden Impulsgeber für zukunftssichere Automatisierungskonzepte von morgen. Von der Koexistenz über die Kooperation bis zur Kollaboration – der Mensch und der Roboter rücken in verschiedenen Arbeitsszenarien als „Kollegen“ immer enger zusammen. SICK bietet hierbei für alle Herausforderungen der Robotik die passenden Lösungen: Safe Robotics, Robot Vision, Position Feedback und End-of-Arm Tooling.

Safe Robotics von SICK steht für Lösungen, die den sensitiven Nahbereich des Roboters zum sicheren Arbeitsplatz machen. Die adaptive Wahrnehmung seines Umfeldes ermöglicht den ungehinderten und sicheren Eingriff in den Arbeitsbereich des Roboters – und damit eine zugleich enge und sichere Zusammenarbeit mit dem Menschen.

Die optischen und kamerabasierten Systeme des Portfolios Robot Vision sind die Augen des Roboters. Sie ermöglichen seine Sichtführung in 2D und 3D – und sind die Voraussetzung für flexible und produktive Automatisierungslösungen.

 Position-Feedback-Lösungen von SICK bilden die sensorische Grundlage für alle Bewegungen des Roboters. Die in die Antriebe integrierten Motor-Feedback-Systeme liefern als Smart Motor Sensors Daten zu Geschwindigkeit und Position sowie zum Zustand eines Antriebs. 

Mit dem Portfolio End-of-Arm-Tooling bietet SICK ausgereifte, intelligente Sensorlösungen für Greifer, Roboterwerkzeuge und Zuführsysteme. Sie verleihen dem Roboter ein Höchstmaß an Sensitivität und so ein Arbeiten mit Fingerspitzengefühl. 

SICK ist einer der weltweit führenden Lösungsanbieter für sensorbasierte Applikationen für industrielle Anwendungen. Das 1946 von Dr.-Ing. e. h. Erwin Sick gegründete Unternehmen mit Stammsitz in Waldkirch im Breisgau nahe Freiburg zählt zu den Technologie- und Marktführern und ist mit mehr als 50 Tochtergesellschaften und Beteiligungen sowie zahlreichen Vertretungen rund um den Globus präsent. Im Geschäftsjahr 2021 beschäftigte SICK mehr als 11.000 Mitarbeiter weltweit und erzielte einen Konzernumsatz von rund 2 Mrd. Euro. Weitere Informationen zu SICK erhalten Sie im Internet unter http://www.sick.com oder unter Telefon +49 (0)7681202-4183.

 

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