Wie die FactoryCube-Roboterzelle Ihre Produktionsprozesse effizienter macht

Mit dem steigenden Bedarf an Anpassungsfähigkeit und Effizienz in der Produktion gewinnen automatisierte Systeme zunehmend an Bedeutung. Modulare Roboterzellen ermöglichen komplexe Produktionsanforderungen präzise und anpassungsfähig zu erfüllen. Die FactoryCube-Roboterzelle von Leverage Robotics vereint fortschrittliche Robotik, künstliche Intelligenz und ein Werkzeugverwaltungssystem auf einer Plattform. Dadurch können Unternehmen ihre Produktionsprozesse nicht nur präzise steuern, sondern auch nahtlos in bestehende Systeme integrieren.

Was ist eine Roboterzelle?

Eine Roboterzelle ist ein automatisiertes System, das speziell dafür konzipiert ist, Roboter und ihre Komponenten in einem abgegrenzten Bereich zu organisieren und zu steuern. Diese Zellen sind in der Regel modular aufgebaut und enthalten alle notwendigen Ausrüstungen, die für die Ausführung spezifischer Aufgaben erforderlich sind. Sie bestehen aus mehreren Hauptkomponenten wie Robotern, Steuerungssystemen, Werkzeugen und Sicherheitselementen, die zusammenarbeiten, um komplexe Arbeitsabläufe zu automatisieren.

Aufbau des FactoryCubes: Technische Details

Beim FactoryCube von Leverage Robotics geht die Definition einer klassischen Roboterzelle noch weiter. Der FactoryCube von Leverage Robotics ist eine umfassende, modulare Automatisierungslösung, die speziell für industrielle Anwendungen entwickelt wurde, bei denen es auf Präzision, Effizienz und Flexibilität ankommt. Sein Design basiert auf einer durchdachten Kombination von Hard- und Software, die es ermöglicht, eine Vielzahl von Aufgaben wie Maschinenbeladung, Montage, Verpackung und Qualitätssicherung effizient zu automatisieren.

Roboterhardware

Der FactoryCube ist mit zwei UR5e-Industrierobotern ausgestattet. Diese kollaborierenden Roboterarme haben eine Reichweite von 850 mm und eine Traglast von bis zu 5 kg. Sie arbeiten zuverlässig, präzise und sind leicht zu integrieren. Die beiden Roboter arbeiten synchron oder unabhängig voneinander und ermöglichen so eine hohe Produktivität, insbesondere bei parallelen oder komplexen Arbeitsabläufen.

Der FactoryCube ist mit zwei Robotiq 2F-85 Greifern ausgestattet, die sich durch ihre parallele Bewegung und ihre Anpassungsfähigkeit auszeichnen. Diese Greifer sind in der Lage, Objekte unterschiedlichster Form sicher zu greifen und gewährleisten so eine flexible Handhabung. Ihre Integration mit den UR5e-Robotern ermöglicht eine nahtlose Ausführung von Aufgaben wie Schüttguthandling oder präzises Positionieren von Bauteilen.

ToolCube-Werkzeugsystem

Das ToolCube-Werkzeugsystem erweitert die Fähigkeiten des FactoryCubes. Mit den modularen ToolCubes können die Roboter innerhalb weniger Sekunden automatisch zwischen verschiedenen Werkzeugen wechseln. Dies reduziert Rüstzeiten und erlaubt die Bearbeitung unterschiedlichster Bauteile in einer einzigen Roboterzelle. Die ToolCubes sind mechanisch passiv, benötigen keine externe Energieversorgung und können flexibel im Arbeitsbereich positioniert werden, um Verfahrwege der Roboter zu minimieren.

AI-gestützte Bildverarbeitung

Eine wichtige Systemkomponente ist die integrierte AI-Vision-Bildverarbeitung. Sie kombiniert CAD-Matching und Objekterkennungstechnologien, um Bauteile in Echtzeit zu erkennen und ihre Position und Ausrichtung zu bestimmen. Diese Funktion ist besonders wertvoll bei wechselnden Bauteilgeometrien oder im Schüttguthandling, wo Präzision und Geschwindigkeit entscheidend sind.

Bunker-Kreislauf Vorvereinzelungssystem

Das Bunker-Kreislauf Vorvereinzelungssystem ist speziell für die effiziente Handhabung von Schüttgütern entwickelt worden. Es sorgt dafür, dass unsortierte Bauteile vereinzelt und in einer definierten Lage den Robotern zugeführt werden. Dieses System reduziert die Taktzeiten und eliminiert den Bedarf an manuellem Sortieren, was die Effizienz der gesamten Roboterzelle steigert.

FactoryCube Station

Die FactoryCube Station dient als zentrale Plattform für alle Komponenten. Sie ist robust ausgeführt und für industrielle Umgebungen optimiert. Die Station integriert mechanische, elektrische und softwaretechnische Elemente und bietet eine platzsparende, aufgeräumte Arbeitsumgebung. Alle Anschlüsse und Schnittstellen sind übersichtlich angeordnet, was die Installation und Wartung vereinfacht.

Der FactoryCube verwendet eine zentralisierte Steuerungseinheit, die alle Bewegungsabläufe der Roboter, die Werkzeugwechsel und die Kommunikation mit anderen Maschinen koordiniert. Die aufgabenbasierte Roboterprogrammierung (RoboHive) erlaubt es, Arbeitsabläufe ohne tiefgreifende Programmierkenntnisse zu definieren. Die intuitive Benutzeroberfläche reduziert die Einrichtungszeit und erhöht die Benutzerfreundlichkeit.

Funktionen der FactoryCube-Roboterzelle

Der FactoryCube ist so konzipiert, dass er unterschiedliche Aufgaben – von der Materialhandhabung bis zur Qualitätssicherung – in einer einheitlichen, modularen Plattform vereint. Seine technische Ausstattung erlaubt es, komplexe Arbeitsprozesse effizient zu standardisieren und gleichzeitig auf wechselnde Anforderungen zu reagieren.

Bin Picking
Im Bereich Bin Picking setzt der FactoryCube auf eine Kombination aus 3D-Vision und künstlicher Intelligenz, um zufällig orientierte Teile zu erkennen und präzise zu greifen. Dies verbessert nicht nur die Produktionsgeschwindigkeit, sondern reduziert auch die Arbeitslast, die mit traditionellen Pick-and-Place-Aufgaben verbunden ist.

Dispensieren und Kleben
Der FactoryCube automatisiert das Auftragen von Klebstoffen und Dichtmitteln mit einer Genauigkeit, die manuelle Prozesse weit übertrifft. Die Steuerungssoftware reguliert das Volumen und die Platzierung des Materials genau. Die Implementierung von Echtzeit-Bildverarbeitungssystemen überwacht und korrigiert den Auftragsprozess kontinuierlich, was die Konsistenz erhöht und Materialverschwendung reduziert.

Maschinenbeladung
Mit zwei synchronisierten UR5e-Robotern ermöglicht der FactoryCube eine nahtlose Maschinenbeladung und -entladung. Diese Roboterarme sind mit fortschrittlichen Greifsystemen ausgestattet, die Werkstücke verschiedener Größen und Gewichte sicher handhaben. Die Einbindung eines Vision-Systems ermöglicht eine adaptive Teileerkennung und exakte Positionierung, was die Maschinenlaufzeit optimiert und die Einrichtungszeit für neue Produktlinien minimiert.

Montage
Die Montagefunktion des FactoryCubes automatisiert die Zusammenfügung von Komponenten auf effiziente Weise. Durch den Einsatz fortgeschrittener Algorithmen für Bahnplanung und -steuerung kann das System sich schnell und flexibel an unterschiedliche Produktkonfigurationen anpassen, ohne dass umfangreiche manuelle Umrüstungen erforderlich sind. Diese Fähigkeit zur schnellen Anpassung verringert den Bedarf an menschlichem Eingriff und gewährleistet eine kontinuierliche Produktion bei gleichbleibend hoher Qualität.

Qualitätskontrolle
Durch den Einsatz spezifischer Sensoren und KI-Algorithmen führt der FactoryCube automatisierte Qualitätskontrollen durch. Dieses System identifiziert Abweichungen von Qualitätsstandards in Echtzeit und sortiert fehlerhafte Produkte aus, wodurch die Effizienz der Produktionslinie gesteigert und die Kosten für Nacharbeit gesenkt werden.

Verpacken
Die End-of-Line Automatisierung im FactoryCube übernimmt das Verpacken von Produkten unter Verwendung von Robotik und KI-Algorithmen, um die Effizienz und Genauigkeit der Verpackungsprozesse zu maximieren. Er passt Verpackungsparameter dynamisch an unterschiedliche Produktabmessungen an und gewährleistet so eine sichere, effiziente und kosteneffektive Verpackung. Die Integration von Robotern und KI minimiert den Bedarf an manueller Überwachung und Eingriffen, wodurch die Durchsatzrate und Zuverlässigkeit des Verpackungsprozesses deutlich verbessert werden.

Anwendungsbereiche des FactoryCubes

Der FactoryCube von Leverage Robotics ist eine vielseitige Automatisierungslösung, die in einer Reihe von Produktionsprozessen eingesetzt werden kann. Seine Anwendbarkeit erstreckt sich auf Industrien, die hohe Anforderungen an Präzision, Flexibilität und Effizienz stellen.

Maschinenbau
Im Maschinenbau erleichtert der FactoryCube die Automatisierung von Montageprozessen kleiner Komponenten sowie von Klebeverfahren und Qualitätskontrollen. Diese Prozesse profitieren besonders von der hohen Genauigkeit und der gleichbleibenden Qualität, die der FactoryCube gewährleistet. Dadurch werden Produktionszeiten verkürzt und Fehlerquoten reduziert.

Elektronikproduktion
In der Elektronikfertigung wird der FactoryCube zur präzisen Montage und Positionierung von Komponenten eingesetzt. Die integrierte Bildverarbeitungstechnologie ermöglicht eine genaue Inspektion und Identifikation von Fehlern bei der Bauteilbestückung, was die Zuverlässigkeit der Endprodukte erhöht und die Ausschussrate minimiert.

Konsumgüterproduktion
In der Konsumgüterindustrie optimiert der FactoryCube Verpackungsprozesse. Die Automation sorgt für eine schnelle und gleichmäßige Verpackung von Produkten. Die Konsistenz in der Verpackungsqualität trägt dazu bei, den Materialverbrauch zu optimieren und den operativen Betrieb zu vereinfachen.

Luft- und Raumfahrtindustrie
Der FactoryCube unterstützt auch in der Luft- und Raumfahrtindustrie Montageprozesse, die eine besonders hohe Präzision erfordern. Hier trägt er zur Effizienzsteigerung bei der Produktion kritischer Flugzeugkomponenten bei, indem er die Einhaltung strikter Qualitätsstandards unterstützt und die Durchlaufzeiten von Fertigungsprozessen verkürzt.

Insgesamt bietet der FactoryCube durch seine modulare und skalierbare Konstruktion die Möglichkeit, auf die spezifischen Anforderungen unterschiedlicher Produktionsumgebungen flexibel zu reagieren.

Vorteile des FactoryCube von Leverage Robotics

Integration in bestehende Produktionslinien
Der FactoryCube kann ohne tiefgreifende Modifikationen in existierende Produktionsstrukturen eingebunden werden. Seine Steuerungssoftware und das modulare Design ermöglichen eine problemlose Integration, wodurch Unterbrechungen im Produktionsablauf minimiert werden.

Plug-and-Play-Implementierung
Der FactoryCube ist so entworfen, dass er eine schnelle und einfache Implementierung ermöglicht. Seine Steuerungssoftware ist mit einer Vielzahl von bestehenden Systemkomponenten wie Förderbändern und Prüfgeräten kompatibel. Dies reduziert sowohl die initialen Implementierungskosten als auch die Zeit bis zur vollen Betriebsbereitschaft.

Kosteneffizienz
Durch die Automatisierung repetitiver und arbeitsintensiver Prozesse reduziert der FactoryCube den Bedarf an manueller Arbeit und senkt dadurch die Produktionskosten. Die erhöhte Produktionsgeschwindigkeit und verbesserte Qualität der Fertigprodukte führen zu geringeren Kosten für Nacharbeiten und Qualitätskontrolle.

Nachhaltigkeitsbeitrag

• Lokale Produktion: Der FactoryCube fördert die lokale Fertigung, was die Transportwege und damit verbundenen CO₂-Emissionen verringert.
• Energieeffizienz: Das System ist darauf ausgelegt, maximale Leistung bei minimalem Energieverbrauch zu bieten.
• Langlebigkeit: Der Einsatz hochwertiger Materialien verlängert die Lebensdauer des Systems und reduziert so die Umweltauswirkungen.

Der FactoryCube von Leverage Robotics kombiniert die Vorzüge einer modernen Roboterzelle mit technologischen und umweltschonenden Aspekten. Er bietet eine effektive Lösung für die Anforderungen der heutigen industriellen Automatisierung, indem er Effizienz, Flexibilität und Nachhaltigkeit in einem modularen System vereint.

Planung und Implementierung des FactoryCube

Die erfolgreiche Implementierung des FactoryCube von Leverage Robotics erfordert eine systematische Herangehensweise, die sicherstellt, dass die Automatisierungslösung nahtlos in bestehende Produktionsabläufe integriert wird. Im Folgenden wird beschrieben, wie der FactoryCube geplant, installiert und in Betrieb genommen wird.

1. Analyse der Produktionsanforderungen

• Bedarfsanalyse: Der erste Schritt besteht darin, die spezifischen Anforderungen der Produktionslinie zu ermitteln. Dies umfasst die Art der Aufgaben, die der FactoryCube übernehmen soll, sowie die gewünschten Taktzeiten und Qualitätsstandards.
• Machbarkeitsstudie: Leverage Robotics bietet eine kostenlose Demonstration an, bei der die Bauteile des Kunden getestet werden. Auf Basis dieser Tests wird ein detailliertes Konzept entwickelt.

2. Auswahl der passenden Konfiguration

• Roboter und Werkzeuge: Basierend auf den Produktionsanforderungen werden die UR5e-Roboter, der Robotiq 2F-85-Greifer und andere Werkzeuge individuell angepasst.
• AI-Vision- und Fördersystem: Die Bildverarbeitung und das Materialfördersystem werden auf die spezifischen Bauteile und Produktionsbedingungen abgestimmt.
• Softwareintegration: Die Steuerungssoftware wird so konfiguriert, dass sie optimal mit den vorhandenen Systemen zusammenarbeitet.
• Raumplanung: Der FactoryCube wird so positioniert, dass er sich in die vorhandenen Räumlichkeiten einfügt.

3. Installation und Inbetriebnahme

• Aufbau des Systems: Die physische Installation des FactoryCube erfolgt durch das Team von Leverage Robotics. Dies umfasst die Montage der Roboter, Werkzeuge, Fördersysteme und Sicherheitsvorrichtungen.
• Programmierung: Die Software wird entsprechend den Anforderungen programmiert. Standardprozesse können mit vorgefertigten Workflows gestartet werden, während kundenspezifische Prozesse individuell eingerichtet werden.
• Testläufe: Vor der endgültigen Inbetriebnahme werden umfangreiche Tests durchgeführt, um sicherzustellen, dass der FactoryCube wie geplant funktioniert.

4. Schulung des Personals

• Bedienerschulung: Die Mitarbeiter werden im Umgang mit der Software und den grundlegenden Funktionen des FactoryCube geschult. Die intuitive Benutzeroberfläche erleichtert diesen Prozess.

5. Langfristige Unterstützung

• Service und Wartung: Leverage Robotics bietet regelmäßige Wartungsservices und Fernunterstützung an, um eine maximale Verfügbarkeit des FactoryCube zu gewährleisten.
• Upgrades: Der FactoryCube kann durch Software-Updates und zusätzliche Module kontinuierlich erweitert und an neue Anforderungen angepasst werden.

Fazit

Der FactoryCube von Leverage Robotics ist eine moderne Lösung im Bereich der industriellen Automatisierung. Durch die Integration von kollaborativen Robotern, fortschrittlichen Greifsystemen, einem anpassungsfähigen ToolCube-Werkzeugsystem und AI-gesteuerter Bildverarbeitung optimiert der FactoryCube den Produktionsprozess in vielfältigen Anwendungsbereichen wie Maschinenbeladung, Montage, Verpackung und Qualitätskontrolle. Seine Fähigkeit zur nahtlosen Integration in bestehende Produktionslinien und die einfache Plug-and-Play-Implementierung ermöglichen es Unternehmen, ohne erhebliche Umstellungen oder hohe Anfangsinvestitionen von der Automatisierung zu profitieren.