Die Versuchshalle des Bremer Instituts für Betriebstechnik und angewandte Arbeitswissenschaft, kurz BIBA. Hier arbeitet der erste Roboter, der selbständig Pakete aus Containern entladen kann. Die fahrbare Konstruktion besteht aus einem Förderband, über dem auf zwei stählernen Stützen eine Laufschiene befestigt ist. Darauf sitzt ein Greifer, der die Pakete fasst und ansaugt. Der Greifer fährt mit der Schiene vor und zurück und bewegt sich zusätzlich in beliebige Richtungen im Raum. Der Greifer fährt nach vorne, nimmt aus der Menge im Container ein Paket, gleitet zurück und legt das Paket auf das unter ihm laufende Förderband.
600 Pakete pro Stunde entlädt der Roboter auf diese Weise, so viele, wie durchschnittlich in einem Standardcontainer enthalten sind. Ginge es nach Hermann Franck, dann würden auf diese Weise schon längst Paketcontainer in aller Welt entladen. Denn Hermann Franck ist Ingenieur beim Logistikunternehmen DHL.
" Man muss wissen, dass weltweit sämtliche Güter und Überseecontainer lose verladen werden und dass es weltweit keine Möglichkeit zur automatisierten Entladung gibt. Das wird überall händisch gemacht."
Zuallererst mussten die Konstrukteure folgende Frage klären: Wohin greift der Roboter im Container? Denn anders als etwa beim Schweißroboter in der Autofabrik, wo jede Bewegung in der Maschinensteuerung fest programmiert ist, muss der Paketroboter an der Laderampe stets aufs Neue den richtigen Punkt im Container anfahren können. Der Grund: mit jedem Griff werden es weniger Pakete und die Arbeitsumgebung verändert sich. Also verpassten die Ingenieure dem Roboter eine eigene Optik: Ein Laserscanner, an einem stählernen Mast vorne am Roboter befestigt, erfasst den Haufen von Paketen im Container. Diese Daten wandern dann zu einem Computer, erläutert Wolfgang Echelmeyer, einer der Entwickler des Paketroboters vom Bremer BIBA-Institut:
" Das ist eine PC-Software, die wir Bilderkennung nennen. Also eine Software, die in der Lage ist, mit dem Scanner Bilder aufzunehmen, diese auszuwerten, Kanten zu erkennen, Hypothesen zu generieren, welches Paket zuerst gegriffen wird, wie sich der Roboter verhalten soll und diese Koordinaten dann an eine Robotersteuerung abzugeben, wo dieser Roboter dann autonom zu diesem Paket hinfährt und dieses greifen wird."
Bevor also der Griff in den Container erfolgt, simuliert die Software anhand des aktuellen Bildes aus vielen Möglichkeiten den nächsten sinnvollen Schritt. Auf diese Weise wird verhindert, dass etwa ein Paket das zuunterst im Stapel liegt, zuerst herausgenommen wird. Der Roboter arbeitet also autonom.
" Hier ist es also so, dass eine Sensorik eine Griffposition aufnimmt, der Rechner virtuell das Paket einmal entnimmt und wieder ablegt und überprüft: ‚war dieser Vorgang OK?' Wenn der nicht OK ist, fängt der Vorgang gar nicht erst an. Sondern es wird eine Alternative erzeugt. Und das ist momentan ziemlich rechenintensiv."
- und derzeit noch ein Flaschenhals im System, denn hier wurden zwei Systemwelten zusammengeführt, die ursprünglich nicht kompatibel sind: PC-basierte Software und Maschinensteuerungen, beide mit völlig unterschiedlichen Datenformaten. Darum hält der Paketroboter immer einen Augenblick inne, bevor die Simulation des nächsten Griffes abgeschlossen und an die Maschinensteuerung übertragen worden ist. Diesen komplexen Vorgang bezeichnen die Erfinder des Paketroboters als Bahnplanung. Ein wichtiger Schritt, denn im Betrieb darf die 600 Kilo schwere Greifvorrichtung schließlich nirgends kollidieren, so Wolfgang Echelmeyer:
" Aus diesem Grunde sind wir mit der Bahnplanung in der Lage, vor den eigentlichen Bewegungen des Roboters zu simulieren was er machen wird, dieses zu korrigieren und dann reale Daten an diese Steuerung abzugeben, die dann auch kollisionsfrei für den Greifprozess zu verwenden sind."
Und so arbeitet sich der Bremer Paketroboter Stück für Stück in den mannshohen Container vor. Portalroboter nennen die Bremer Wissenschaftler ihre Spezialanfertigung, die im Mai auf der Messe Automatica in München im vorgestellt wird. Im Anschluss daran wird der Bremer Paketroboter beim ersten Kunden installiert.
600 Pakete pro Stunde entlädt der Roboter auf diese Weise, so viele, wie durchschnittlich in einem Standardcontainer enthalten sind. Ginge es nach Hermann Franck, dann würden auf diese Weise schon längst Paketcontainer in aller Welt entladen. Denn Hermann Franck ist Ingenieur beim Logistikunternehmen DHL.
" Man muss wissen, dass weltweit sämtliche Güter und Überseecontainer lose verladen werden und dass es weltweit keine Möglichkeit zur automatisierten Entladung gibt. Das wird überall händisch gemacht."
Zuallererst mussten die Konstrukteure folgende Frage klären: Wohin greift der Roboter im Container? Denn anders als etwa beim Schweißroboter in der Autofabrik, wo jede Bewegung in der Maschinensteuerung fest programmiert ist, muss der Paketroboter an der Laderampe stets aufs Neue den richtigen Punkt im Container anfahren können. Der Grund: mit jedem Griff werden es weniger Pakete und die Arbeitsumgebung verändert sich. Also verpassten die Ingenieure dem Roboter eine eigene Optik: Ein Laserscanner, an einem stählernen Mast vorne am Roboter befestigt, erfasst den Haufen von Paketen im Container. Diese Daten wandern dann zu einem Computer, erläutert Wolfgang Echelmeyer, einer der Entwickler des Paketroboters vom Bremer BIBA-Institut:
" Das ist eine PC-Software, die wir Bilderkennung nennen. Also eine Software, die in der Lage ist, mit dem Scanner Bilder aufzunehmen, diese auszuwerten, Kanten zu erkennen, Hypothesen zu generieren, welches Paket zuerst gegriffen wird, wie sich der Roboter verhalten soll und diese Koordinaten dann an eine Robotersteuerung abzugeben, wo dieser Roboter dann autonom zu diesem Paket hinfährt und dieses greifen wird."
Bevor also der Griff in den Container erfolgt, simuliert die Software anhand des aktuellen Bildes aus vielen Möglichkeiten den nächsten sinnvollen Schritt. Auf diese Weise wird verhindert, dass etwa ein Paket das zuunterst im Stapel liegt, zuerst herausgenommen wird. Der Roboter arbeitet also autonom.
" Hier ist es also so, dass eine Sensorik eine Griffposition aufnimmt, der Rechner virtuell das Paket einmal entnimmt und wieder ablegt und überprüft: ‚war dieser Vorgang OK?' Wenn der nicht OK ist, fängt der Vorgang gar nicht erst an. Sondern es wird eine Alternative erzeugt. Und das ist momentan ziemlich rechenintensiv."
- und derzeit noch ein Flaschenhals im System, denn hier wurden zwei Systemwelten zusammengeführt, die ursprünglich nicht kompatibel sind: PC-basierte Software und Maschinensteuerungen, beide mit völlig unterschiedlichen Datenformaten. Darum hält der Paketroboter immer einen Augenblick inne, bevor die Simulation des nächsten Griffes abgeschlossen und an die Maschinensteuerung übertragen worden ist. Diesen komplexen Vorgang bezeichnen die Erfinder des Paketroboters als Bahnplanung. Ein wichtiger Schritt, denn im Betrieb darf die 600 Kilo schwere Greifvorrichtung schließlich nirgends kollidieren, so Wolfgang Echelmeyer:
" Aus diesem Grunde sind wir mit der Bahnplanung in der Lage, vor den eigentlichen Bewegungen des Roboters zu simulieren was er machen wird, dieses zu korrigieren und dann reale Daten an diese Steuerung abzugeben, die dann auch kollisionsfrei für den Greifprozess zu verwenden sind."
Und so arbeitet sich der Bremer Paketroboter Stück für Stück in den mannshohen Container vor. Portalroboter nennen die Bremer Wissenschaftler ihre Spezialanfertigung, die im Mai auf der Messe Automatica in München im vorgestellt wird. Im Anschluss daran wird der Bremer Paketroboter beim ersten Kunden installiert.