ROBOGISTICS (Robotik in der Logistik) · Einsatz von Robotik bedeutet: - Humanisierung der Arbeit...

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KUKA Roboter GmbH, http://www.kuka-roboter.de 1 ROBOGISTICS ® (Robotik in der Logistik) 5. VDMA - Informationstag - Lagertechnik 7. Juni 2005 - VDMA-Haus - Frankfurt am Main

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ROBOGISTICS® (Robotik in der Logistik)5. VDMA - Informationstag - Lagertechnik7. Juni 2005 - VDMA-Haus - Frankfurt am Main

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VDMA- Informationstag – Robotik in der Logistik

�KUKA Roboter GmbH

�Robogistics® – Zielmärkte

�Robogistics® – Anwendungen

�Robogistics® – Marktzugang

�Datenanalyse und logistische Konzepte

�Highlights aus der Robogistics® Entwicklung

�Profile Scanner

�Matrix Greifer

�Gemischtes Palettieren

�Paletten Stabilität

�Robogistics® Kontakt

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KUKA Roboter GmbH

Augsburg Gersthofen

KUKA Roboter GmbH

Gegründed: 1996Mitarbeiter: ca. 2000Vertrieb (Roboter): ca. 8000 / JahrUmsatz: ca. 450 M€

Automobilmarkt: ca. 50 % Lieferanteil(Marktführer weltweit)

Zukunftsmärkte: u.a. Lebensmittel & Getränke(Produktion, Verpackungstechnik,Logistik), Kunststoffindustrie, etc.

KUKA – Keller und Knappich Augsburg

Hans Keller Jakob Knappich

1898

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Robogistics – ZielmärkteKUKA´s Motivation in der Logistik

In der Logistik liegt der größte Zukunftsmarkt der Industrie-Robotik

- Kommissionieren in Warenverteilzentren- Konfektionieren (Display-Verpackungen)- Gepäckhandhabung auf Flughäfen- Handhaben von Postbehältern und Paketen in Postzentren (Hubs)

Einsatz von Robotik bedeutet:

- Humanisierung der Arbeit (Reduzierung gesundheitlicher Schäden)- Verbesserung der Qualität (weniger Pick-Fehler / höhere Stapeldichte)- Dokumentierbarkeit (Ständige Prozess- bzw. Bestands-Transparenz)- Erhöhung der Wirtschaftlichkeit- Arbeitkräftemangel (z.T. hohe Mitarbeiterfluktuationen)

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KUKA´s Lieferumfänge:�Greiftechnik�Bilderkennung / Sensorik�SW (Prozess-Software / Schnittstellen)�Knickarm- und Portal-Roboter�Standard Zubehör (z.B. Energiezuf.)�Service / Support (Inbetriebnahme etc.)

Robogistics – AnwendungenDepalettieren – Einzelgriff, Mehrfachgriff, Lagengriff

Lagengriff

Mehrfachgriff –Einzel-Ablage

Einzelgriff

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KUKA´s Lieferumfänge:�Greiftechnik�SW (Prozess-Software / Schnittstellen)�Knickarm- und Portal-Roboter�Zubehör (z.B. Energiezuführung)�Service & Support (Schulung etc.)

Robogistics – AnwendungenPalettieren – einige Variationen

Lagenweise Palettieren

Gemischtes Palettieren

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Robogistics – MarktzugangVertriebs Strategie

Auftragnehmer fürgroße Logistikprojekte

Siemens L+A, Schäfer Nöll,HK Systems, Swisslog / Cimcorp...

Roboter-Integratorenfür Roboterzellen

Endkunde (Produzent, Postdienste, Distributoren, etc. )

Warenverteilzentren,Logistik-Anlagen Roboter-Zellen

KUKA Tochter-Gesellschaften

Robogistics Entwicklung:KUKA Systec GmbHPM, Vertrieb & Marketing:KUKA Roboter GmbH

TechnischeInform

ationen, Marketing

Material

Robogistics Komponenten,Kundenspez. Anpassungen

Vertriebs & Eng. Support

Roboter, Komponenten,Kundenspezifische Anpassungen

Vertriebs- & Eng. Support

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Funktions-Pakete,(Roboter,Greifer,Sensor,SW,Services)

Vertriebs- & Eng. Support

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Datenanalyse und logistische KonzepteDatenanalysen bei komplexen Systemen - Wirtschaftlichkeit

Der Weg zur erfolgreichen Roboterintegration in Warenverteilzentren führt überDatenanalysen!

Batch Picking oder Order Picking?Knickarmroboter oder Portalroboter?Einzel-, Mehrfach- oder Lagengriff?Teilautomatisch? Wenn ja, wie viel? Und wo?...

Die Antworten auf fast alle Fragen sind in den Daten des Betreibers zu finden:

Pareto-AnalyseArtikel-Stammdaten-Analyse (H / L / B, Gewicht)Auftragsstruktur-Analyse (Order Lines)Andere Randbedingungen

=> Optimierte Logistik mit optimiertem Robotereinsatz

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% Cases per Week ->

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Statistical AnalysisRelation between % of Articles and % Turnover

Total No. of SKU´s: 5107

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Datenanalyse und logistische KonzepteMaterialflusskonzepte – Ein Prinzip: Batch Picking

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Robogistics – Highlights aus der EntwicklungProfile Scanner

3D Oberflächen Profil Scan

�Positionserkennung von palettierten Gebinden aufsortenreinen Paletten (unbegrenzte Anzahl SKU´s)

�Kein Einlernen (Teach-In) für die Objekt-Erkennung(nur H/L/B erforderlich – Integer-Werte)

�Keine zusätzliche Beleuchtung erforderlich (Laser)�Weitgehend unabhängig von Fremdlicht�Stabile Erkennung auch bei beschädigten

Oberflächen, Aufklebern etc.)

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System Eigenschaften:

- Aufnahme eines 3D-Höhenprofils einer kompletten Lage (Scan-Bewegung)- Generierung eines Grauwertbildes (hell-dunkel)- Kantenextraktion (Hell-Dunkel-Übergänge)- Erkennung der zu erwartenden geometrischen Figuren (Rechteck / Kreis)- Ggf. Eliminierung von Fehlinterpretationen (Plausibilitäts-Check)

Technische Grenzen:

- spiegelnde oder überwiegend schwarze Oberflächen

Robogistics – Highlights aus der EntwicklungProfile Scanner

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1. Ergebnis des Profil-Scans: X,Y,Z und Orientierung aller Gebinde einer Palettenlage=> Berechnung einer minimalen Zykluszahl gemäß Pick-Auftrag (Matching Algorithmus)

2. Projizieren der Oberflächengeometrie auf die Saugelemente-Matrix

3. Roboterzyklus: Greifen und sequentielles, ausgerichtetes Ablegen bzw. Vereinzeln

1. 2. 3.

Robogistics – Highlights aus der EntwicklungMatrix-Greifer (Batch Picking / Vereinzeln von Lagen)

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Lösung 1:Matrix-Greifer für unebene Lagen

Lösung 2:Matrix-Greifer für ebene Lagen

(z.B. in Lebensmittel-Verteilzentren)

Robogistics – Highlights aus der EntwicklungMatrix-Greifer (Batch Picking / Vereinzeln von Lagen)

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Palettieralgorithmen

Beispiele gemischter Paletten (Getränke Distribution - Canada, 2003)

• Erkennung ankommender Artikel (BarCode oder RFID => H/L/B)• Berechnung optimaler Positionen auf der Zielpalette (Dichte / Stabilität)• Greifen einzelner Gebinde aus einem dynamischen Speicher (Stauförderer)• “Reverse Stop Sequence” möglich• Parallele Auftragsbearbeitung (mehrere Aufträge / mehrere Zielpaletten)

On-Line Palettenmuster-GeneratorChaotisches Palettieren im 2-stufigen Kommissionieren

Robogistics – Highlights aus der Entwicklung

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Flexibler dynamischer Greifer für gemischtes PalettierenRobogistics – Highlights aus der Entwicklung

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Paletten Stabilität bei chaotisch gemischten Paletten

Chaotisch gemischte Palette(stabil wegen Überbauungen)

Chaotisch gemischte Palette(sehr instabil, keine Überbauungen)

Robogistics – Highlights aus der Entwicklung

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Palettenstabilität - Beispiel aus der Praxis

Palettieren in einen festen Rahmen:Die Palette wird mit Hilfe einer Linearachse in eine stets optimale Höhe verfahren.

Robogistics – Highlights aus der Entwicklung

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KUKA Roboter GmbHRobogistics - Kontakt

KUKA Roboter GmbHHery-Park 3000D-86368 GersthofenTel.: +49 (0) 821- 4533 - 2170Fax: +49 (0) 821- 4533 - 2934Cell.: +49 (0) 172- 8259 497Mailto: [email protected]

Bernd SchnoorKey Technology Manager – Robogistics

Vielen Dankfür Ihre

Aufmerksamkeit