Innovationen für die Mensch-Roboter-Kollaboration der Zukunft¼r-MRK... · SGP Bosch Packaging...

Robert Bosch GmbH | 01.02.2016 | Kick-Off AQUIAS | © Robert Bosch GmbH 2016. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.

PA-ATMO | Assembly Systems and Special Machinery

Innovationen für die Mensch-Roboter-Kollaboration der Zukunft

Wolfgang PomrehnRobert Bosch GmbHPA-ATMO1/SGS21

1

Inhalt

PA-ATMO1/SGS21 | 01.02.2016 | Kick-Off AQUIAS | © Robert Bosch GmbH 2016. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.



Vorstellung des Unternehmens Robert Bosch GmbH und des Geschäftsbereiches PA-ATMO

Vorarbeiten in der kollaborativen Robotik

Ziele im Projekt AQUIAS

Geplante Verwertungsbeispiele

Fragen und Diskussion

22

BoschVorarbeiten

ZieleVerw

ertung




Unternehmensgruppe Robert Bosch: Kenndaten 2015

Führender Hersteller von Sicherheitstechnik Weltmarktführer von Heizungsprodukten und

Warmwasserlösungen

Führender Anbieter von Elektrowerkzeugen und -zubehör

Führender Anbieter von Hausgeräten

66 %Umsatz-anteil

34 %Umsatz-anteil

Industrietechnik

Energie- undGebäudetechnik

Bosch-Gruppe gesamt

Kraftfahrzeug-Technik

Gebrauchsgüter

Einer der weltweit größten Zulieferer von Kraftfahrzeugtechnik

Über 70 Mrd. EUR Umsatz 375.000 Mitarbeiter

Führend in Antriebs- und Steuerungstechnologie

Verpackungs- und Prozesstechnik

33

Bosch




375.000 Mitarbeiter rund 6 Mrd. EUR Aufwendungen für Forschung und Entwicklung Bosch meldet an jedem Arbeitstag im Durchschnitt 20 Patente an. Damit belegt Bosch bei Patentanmeldungen weltweit einen Spitzenplatz,

in Deutschland Platz 1.

44

Unternehmensgruppe Robert Bosch: Kenndaten 2015

Bosch




Hauptsitz in Waiblingen bei Stuttgart mit über 5.600 Mitarbeitern mehr als 30 Standorten in über 15 Ländern Gesamtlösungen für die Pharma-, Nahrungsmittel- und Süßwarenindustrie. weltweites Service- und Vertriebsnetzwerkwww.boschpackaging.com

Unternehmensgruppe Robert Bosch: Geschäftsbereich Packaging

55

Bosch



Personal-Koordination

Bosch Pharma Liquid D

Moeller & DeviconDK

PharmatecD

SBMA

ValicarD

Bosch Pharma Solid D

Bosch PharmaUSA

Bosch PharmaJP

Bosch PACN

SapalCH

Sigpack Systems CH

Rotzinger CH

Bosch Package Makers

D

Robert Bosch PackagingTechnology B.V.

NL

TransverCH

Robert Bosch GmbH Russia

Bosch PackagingTechnology SA

CH

Bosch PackagingTechnology

SGP

Bosch PackagingServices Euro Hub

Food D, F, CH

Bosch PackagingServices Euro Hub

Pharma D, F

Bosch PackagingServices UK Hub UK

Bosch PackagingServices US Hub

USA

Robert Bosch India IND

Bosch PackagingTechnology, Inc.

USA

Bosch PackagingBrazil

BR

Bosch PackagingServices JP Hub JP

Paal D

Bosch PackagingTechnology B.V. NL

Beschaffungs-Koordination

Finanzen & Controlling

IT

Technik-Koordination

Marketing & Kommunikation

Verkaufs-Koordination

Geschäftsent-wicklung

Zentrale Funktionen Confectionery Packaging Machines Pharma

Bosch ConfectioneryD

Bosch Filling & Capping D

Makat D

Togum

Montageanlagen & Sondermaschinen

Mexico

Deutschland

Spanien

USA

China

Indien

Türkei

Packaging Systems Packaging Services


ATMO im Geschäftsbereich Packaging

Geschäftsbereich Packaging Technology

66

Bosch



Servicepartner für Teilelogistik, Engineering und Technical Services

Kern- und Schlüssel-fertigungstechnologie in der Serienfertigung

Lösungen für die Prüftechnik von Bosch Erzeugnissen

Montagelinien für jeden der Bosch Geschäftsbereiche

DienstleistungenProzesstechnikPrüftechnikMontagetechnik


ATMO Geschäftsfelder (Bosch intern)

77

Bosch



Homburg DEFeuerbach DE

Madrid ESBursa TR

Bangalore IN

Charleston US

Toluca MX

Suzhou CNChangsha CN


ATMO Standorte

88

Bosch




Vorarbeiten: Entwicklungsgeschichte des APAS Assistenzroboters

Robuster Einsatz in der Fertigung ROI < 1 Jahr Sicherer Betrieb ohne Sicherheitszaun etc. Einfache Anpassung an neue Aufgaben (“Push - Plug in - Produce“) Einlernen von Arbeitsplänen durch Einsteller Wenig bis kein mechanisches Rüsten

2008 Start des Projektes APAS Automated Production Assistant

99

Vorarbeiten




Projektstart

Entwicklung APAS

2008

RB internerVertriebsstart

Transfer

2010 2011APAS 4

Entwicklung APAS+

2012APAS assistant

PA-A

TMO

CR

(Vor

ause

ntw

ickl

ung)

APAS 3Prototyp

2009 2013

APAS inspector

2014

1010


Vorarbeiten




Schnelles Umrüsten Universalgreifer für Vielzahl von Teilen

flexibelflexibel

mobilmobil

Direkte, sichere Zusammenarbeit mit Menschen

kollaborierendkollaborierend

Schneller Wechsel des Einsatzortes Einfaches Interfacing

1111


Vorarbeiten




Direkte, sichere Zusammenarbeit mit Menschen

BG-zertifiziert Automatischer Stopp und

Wiederanlauf

Sensorhaut Intelligentes Greifer-Konzept


1212


Vorarbeiten




Sensorhaut überwacht Roboterarm berührungslos auf menschliche Annäherung

Sichere Verfahrgeschwindigkeit von 0,5 m/s erlaubt kollisionsfreien Stopp

Einklemmschutz durch Greifer mit sicheren einfedernden Fingern bei Überschreiten der Maximalkraft

Einfedern führt zu Nothalt

Sichere Begrenzung der Schließkraft


Sensorhaut

Einfedernde Greiferfinger

1313


Vorarbeiten


APAS speedswitching Option Roboter arbeitet mit hoher Geschwindigkeit APAS wechselt zu sicherer Geschwindigkeit, sobald Menschen den

applikationsspezifischen Nahbereich betreten APAS stoppt, wenn die Sensorhaut Annäherung von Menschen feststellt Nahbereich wird gesichert durch Sensorhaut


Sensorhaut-überwachte Zone


Beispiel: Sicherheits-LaserscannerBeispiel: Sicherheits-Laserscanner

Ungeschützter Fernbereich

Applikationspezifischer Nahbereich


1414


Vorarbeiten




Robustes Fahrgestell mit Schnellfixierfüßen

Stabiler HandgriffSchutzart IP54

Rexroth PC-SteuerungAbnehmbare Seitenhauben

Schneller Wechsel des Einsatzortes

Einfaches Interfacing

mobilmobil

1515


Vorarbeiten




Schnelles Umrüsten mit wenig Aufwand

Universalgreifer greift eine Vielzahl von Bosch-Teilen

flexibelflexibel

Mono/Stereokamerasystem Tolerante Teilepositionierung Erkennung der Startposition mit

Passermarken

Integriertes Kamerasystem

Grafische Benutzeroberfläche: einfache Bedienbarkeit

Mobiles Touchpad

Konfigurierbar für neue Aufgaben: kein Programmieren

1616


Vorarbeiten




Beladen einer Chaku-Chaku Linie

Kollaboration in einer Montagelinie

Verpacken am Ende einer Linie

Prüfen von Lithiumbatterien

1 2 3 4

1717


Vorarbeiten




Beladen einer Chaku-Chaku Linie

Kollaboration in einer Montagelinie

Verpacken am Ende einer Linie

Prüfen von Lithiumbatterien

1 2 3 4Grad der Kollaboration:

1818


Vorarbeiten




Vorarbeiten und Projektziele: Grade der Kollaboration in der Kobotik

Roboterassistenz

Roboterkollaboration

Roboter ohne Schutzzaun

Roboter mit Eingriffszonen

Grad der Kollaboration:

Sporadisches Eintreten in Sicherheitsbereich Sicherheit durch Roboterstopp

Regelmäßiger Aufenthalt im Sicherheitsbereich

Ständiger Aufenthalt im Sicherheitsbereich Kontakt prozessbedingt möglich

Ständiger Aufenthalt im Sicherheitsbereich Kontakt prozessbedingt unbeschränkt

1 2 3 4

1 2Anforderungen an die Sicherheit:

1919

Vorarbeiten

Vorarbeiten und Projektziele: Sicherheit in der Kobotik




1. Risikoanalyse Identifizieren von Verletzungsrisiken

durch mechanische Einwirkung Betrifft Arbeitsbereich, Werkstücke,

Roboter und Wechselwirkungen (Quetschen, Stoßen)

3. Messtechnische Erfassung Messen von Flächenpressungen an

identifizierten Gefahrenstellen (biometrische Messungen)

2. Bewertung von Risiken Prozessbedingte

Eintretenswahrscheinlichkeiten Betrachtung von Vermeidbarkeit,

Größe und Folgen (z.B. Irreversibilität) mechanischer Einwirkung

4. Ableiten von Maßnahmen Technische Maßnahmen

(Umhausungen, Schutzabschaltungen)

Administrative Maßnahmen (Einweisungen, Beschilderungen, Festlegen von Abläufen)

1 2 3 41 2 3 4

1 21 2

1 2 3 4

1 2

20

Vorarbeiten




Projektziele: Teilhabe durch Robotik

21

Roboterassistenz und Roboterkollaboration

SicherheitMaschinen-bezogene Risikobewertung

Industrielles Szenario(genormt)

SicherheitPersona-bezogene Risikobewertung

AbsicherungRisiko-bezogene Absicherung

AbsicherungPersona-bezogene Absicherung

BedienbarkeitEinrichter-bezogene Bedienkonzepte

BedienbarkeitAnwender-bezogene Bedienkonzepte

Szenario im Behindertenumfeld

VergleichÜbertragung

Projektziele

21




Projektziele: Teilhabe durch Robotik neu =

22

Roboterassistenz und Roboterkollaboration

SicherheitMaschinen-bezogene Risikobewertung

Industrielles Szenario(genormt)

SicherheitPersona-bezogene Risikobewertung

AbsicherungRisiko-bezogene Absicherung

AbsicherungPersona-bezogene Absicherung

BedienbarkeitEinrichter-bezogene Bedienkonzepte

BedienbarkeitAnwender-bezogene Bedienkonzepte

Szenario im Behindertenumfeld

VergleichÜbertragung

Projektziele




Projektziele: Analyse, Modellierung und Übertragung

Personabezogene Sicherheit Absicherung von

Arbeitsbereich und Greifer Berücksichtigung bislang

nicht betrachteter Risiken

Personabezogene Assistenz und Kollaboration Neubewertung typischer

Systemeigenschaften Erweiterte Nutzbarmachung

des Assistenzsystems

Anwenderbezogene Bedienung Nutzungsverbesserung durch

erweiterte Bedienkonzepte und Schnittstellen

Umfeld- und PersonabezogeneFlexibilität Erweiterte Nutzbarmachung

der Systemflexibilität

Modellierung Prozesse Systeme Schnittstellen Personas

Szenarienvergleich Prozesse Systeme Schnittstellen Personas

23

Projektziele




Projektziele: Analyse, Modellierung und Übertragung

Personabezogene Sicherheit Absicherung von

Arbeitsbereich und Greifer Berücksichtigung bislang

nicht betrachteter Risiken

Personabezogene Assistenz und Kollaboration Neubewertung typischer

Systemeigenschaften Erweiterte Nutzbarmachung

des Assistenzsystems

Anwenderbezogene Bedienung Nutzungsverbesserung durch

erweiterte Bedienkonzepte und Schnittstellen

Umfeld- und PersonabezogeneFlexibilität Erweiterte Nutzbarmachung

der Systemflexibilität

Modellierung Prozesse Systeme Schnittstellen Personas

Szenarienvergleich Prozesse Systeme Schnittstellen Personas

24

Projektziele




Verwertung: Modelle und Konzepte

2525

Verwertung

Planung und Integration neuer Formen von Handarbeitsplätzen mit optimierten Mensch-Maschine-Schnittstellen

Anwendung von Prozessmodellen und Personas für Planung und Simulation neuer Arbeitsplätze

Veröffentlichung von Arbeitsergebnissen Rückfluss von Erkenntnissen in die Zusammenarbeit mit den BGn und Präventionspartnern




Fragen und Diskussion

2626

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