MANIPULATORSTEN – Flexible Logistik-Automationslösung mit Roboter-Arm

ManipulaTorsten: Die Teststellung beim IFOY Award 2019 läuft aus Sicherheitsgründen während des Tests sehr langsam. In einer Echt-Lösung arbeitet das Gerät wesentlich schneller. (Copyright: RS Media World)

Torwegge gewann 2017 schon einmal einen IFOY Award mit dem TORsten AGV. Zwei Jahre später wurde das Unternehmen für die begehrte Auszeichnung nominiert und hat eine Weiterentwicklung dieses Preisträgers ins Rennen geschickt: den MANIPULATORsten. Zum IFOY Award 2019 schickten die Schwaben jedoch nicht nur ein Gerät, sondern gleich eine ganze Intralogistik-Gesamtlösung ins Rennen, die eine Kombination aus einem TORsten AGV mit aufgepflanztem Robot-Arm, einem TORsten AGV mit Manipulator und Fördertechnik war.

Der IFOY Test

Der MANIPULATORsten besteht aus einem kompakten TORsten AGV. Das System ist etwa so groß wie eine Europalette und nur 230 Millimeter hoch. Darauf ist der Manipulator montiert ist: bei der IFOY-Nominierung ein Roboterarm von PILZ. Auch andere Konfigurationen sind denkbar, wie sich im Rahmen der IFOY Testdays 2019.

Ein ganzes System. Das während der IFOY-Test Days gezeigte System kann für Kommissionierung, E-Commerce-Aktivitäten oder andere Aufgaben genutzt werden, bei denen die Kombination aus einem präzise navigierenden Fahrerlosen Transportsystem (FTS) und einem Manipulator Vorteile bietet, um Aufgaben noch effizienter und kostengünstiger durchzuführen. Die Kombination beider Techniken verhindert Leerfahrten. Das System kann sowohl für Waren-zu-Roboter- als auch für Roboter-zu-Ware-Konzepte eingesetzt werden.

Die Navigtion. Mit der Laserkonturnavigation navigiert das TORsten AGV mit einer maximalen Abweichung von fünf Millimetern. Sobald sich das Fahrzeug an einem Standort befindet, positioniert sich der Manipulator am Standort und der Kommissioniervorgang kann beginnen. Mit einer Spezialkamera wird der Manipulator jedes Mal neu positioniert. Diese Kamera erkennt das zu betreffende Fach oder den zu entnehmenden Behälter. Das System erkennt automatisch, wo Entnahmen stattfinden sollen.

Bis zu 1,2 Tonnen. Die nominierte Lösung bietet eine Tragfähigkeit von sechs Kilogramm. Je nach Konfiguration des Manipulators, der auf dem FTS platziert ist, sind aber auch schwerere Anwendungen möglich. Einer der Faktoren, die das beeinflussen, ist die Tragfähigkeit des FTS (1,2 Tonnen).

Der Robot-Arm. Das gesamte System wird durch das Robot Operating System, ROS, gesteuert, das in Zusammenarbeit mit der IfU IMA an der RWTH Aachen entwickelt wurde. In dieser Middleware lassen sich alle Systemkomponenten einfach integrieren und nach dem Plug & Play-Prinzip konfigurieren. ROS kann auch mit anderen Systemkomponenten im Lager kommunizieren.

Das Energiesystem. Da der Energieverbrauch des FTS mit dieser neuen Nominierung deutlich höher ist, wurde das System mit einem induktiven Ladesystem ausgestattet. Bodenkontakte, beispielsweise an festen FTS-Haltestellen, ermöglichen ein schnelles und berührungsloses Laden der Batterie und gewährleisten so eine hohe Systemverfügbarkeit. Das Ladeverfahren konnte jedoch während der IFOY-Testtage nicht gezeigt werden, da es eine Veränderung des Hallenbodens erfordert hätte. Dies war in der Testhalle nicht möglich.

Geschwindigkeit. Beim IFOY-Setup führt MANIPULATORsten die vordefinierten Aufgaben ruhig und kontrolliert aus. Nach Angaben von Torwegge wurde dabei die Geschwindigkeit aus sicherheitstechnischen Gründen reduziert. Im Echtbetrieb arbeiten die Geräte wesentlich flotter. Denoch: Die FTS-Lösung demonstrierte der IFOY Jury seine praktische Navigations- und Transportfähigkeit. Der Roboterarm eröffnete dabei eine weitere Dimension der Warenmanipulation.

IFOY Innovation Check

ManipulaTorsten (Foto: Torwegger / RS Media World Archiv)
ManipulaTorsten: Logistik-Automationslösung mit Roboter-Arm (Foto: Torwegger / RS Media World Archiv)

Marktrelevanz. Fahrerlose Transportsysteme haben sich in den vergangenen 40 Jahren als flexible Transportmittel zur Produktionsversorgung etabliert. Gerade in den letzten zehn Jahren hat sich die Anzahl der Applikationen vervielfacht. Die Systeme erlauben gerade mit Hilfe moderner Navigations- und Kommunikationsverfahren die Verbindung eines hohen Automatisierungsgrades und hoher Flexibilität des Systems. Die Verbindung mit einem Roboterarm erlaubt zusätzlich eine flexible Lastaufnahme und -abgabe oder sogar Prozessschritte während der Transportzeit (Sortieren oder Montieren). Der ohnehin wachsende Hype könnte dadurch noch verstärkt werden.

Kundennutzen. Automatisierung und Flexibilität des Transports werden noch durch eine sinnvolle Nutzung der Transportzeit erhöht oder es können vollautomatisierte Lastaufnahmen und -abgaben realisiert werden. Erst dann ist der automatisierte Materialfluss komplett.

Neuheitsgrad. Perzeptionsbasierte Navigation und Steuerung mit weitreichender Nutzung des ROS (Robot Operating System) in allen Steuerungskomponenten können klar als innovativ eingestuft werden. Die Verbindung von Transport und Handling ist aus Einzelanwendungen speziell aus USA bekannt, kann aber ebenfalls als durchaus innovativ eingestuft werden.

Funktionalität / Art der Umsetzung. Der Umfang wurde auf dem bereits vor zwei Jahren als Unterfahrschlepper vorgestellten Basisfahrzeug realisiert und anhand einer Beispielanwendung realisiert – zusätzliche Funktionen neben Lastübergabe und Transport sind noch nicht umgesetzt.

IFOY Testfazit

ManipulaTorsten (Foto: Torwegger / RS Media World Archiv)
ManipulaTorsten: Logistik-Automationslösung mit Roboter-Arm (Foto: Torwegger / RS Media World Archiv)

Die verwendeten Technologien machen das System sehr genau und ermöglichen eine effiziente, flexible und maßgeschneiderte Automatisierungslösung. Die Technologiekombination öffnet das Tor zu effizienteren vollautomatischen Transporten und Warenumschlägen.

Marktrelevanz ++
Kundennutzen +
Neuheits- / Innovationsgrad ++
Funktionalität  / Art der Umsetzung +
++ sehr gut / + gut / Ø ausgeglichen / – weniger / — nicht vorhanden

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