MANIPULA-TORsten (TORsten meets Friends)
Torwegge GmbH & Co. KG

 

MANIPULA-TORsten pickt Kiste
TORsten mit Roboterarm
MANIPULA-TORsten erledigt Picking-Aufgabe
MANIPULA-TORsten pickt KisteTORWEGGE

 

IFOY-Kategorie

AGV & Intralogistics Robot

Zusammenfassung

Dank der flexiblen Modularität kann TORsten unter anderem als Kombination aus selbst navigierendem FTS und Roboter basierend auf ROS-Systemen genutzt werden. Für das diesjährige IFOY-Szenario wurde das FTS mit einem Manipulator ausgestattet und so zu einem mobilen Pick-Roboter namens Manipula-TORsten transformiert. Ortsungebunden einsetzbar, schafft er effizientere Prozesse bei niedrigeren Produktionskosten. Ein integriertes induktives Ladesystem erhöht die Verfügbarkeit des Systems.

Beschreibung

TORstens modulare Bauweise sorgt für maximale Flexibilität und Skalierbarkeit und erfüllt damit eine wesentliche Anforderung in der Intralogistik. Das FTS lässt sich problemlos durch Fördertechnikkomponenten wie Rollen- oder Gurtförderern erweitern, um es an vorhandene Anlagen anzuknüpfen. Darüber hinaus ermöglicht das auf ROS basierende System den Einsatz in der mobilen Robotik.

Mit einem PILZ PRBT Manipulator ausgestattet, wird aus dem Basisfahrzeug TORsten der mobile Pick-Roboter Manipula-TORsten. Eine exakte SLAM-Navigation ermöglicht dabei einen ortsgebundenen Einsatz. Beide Einheiten des Manipula-TORsten sind personensicher und können über das IoT-Protokoll MQTT kommunizieren.

Manipula-TORsten automatisiert Produktions- und Pickingprozesse für zahlreiche Anwendungen und Branchen. Er ist an wechselnde Bedingungen anpassbar und bietet so volle Flexibilität.
Als Basisfahrzeug ist TORsten ein modulares Unterfahr-FTS zum omnidirektionalen Transport unterschiedlicher Ladungsträger oder Einzelbauteile bis 1,2 Tonnen. Das Fahrzeug ist dabei in etwa so groß wie eine Euro-Palette und lediglich 230 mm hoch. Mittels Laser-Konturnavigation fährt TORsten eigenständig durch den Raum, plant seine Routen selbst und ist personensicher.

Innovation

TORsten wird stetig weiterentwickelt, zuletzt insbesondere hinsichtlich der Robotersteuerung, Lokalisierung und Positionierung. Als Manipula-TORsten passt sich das System nun noch komplexeren Interaktionsumgebungen an.

Zu den drei Freiheitsgraden des omnidirektionalen Verfahrens wurde der Zustandsraum um sechs weitere Achsen der seriellen Roboterkinematik erweitert. Daraus resultiert ein erhöhter Aktionsradius. Stabile Pick-Prozesse erfordern daher eine 3D-Gesamtumgebungserfassung, wie sie durch die Integration heterogener Sensortechnologien wie Laserscanner und Tiefenbildkameras erfolgt.

Zur Verknüpfung der Technologien verfügt Manipula-TORsten über ein verteiltes Netz mehrerer Boardrechner. Darin lassen sich dank des ROS-Frameworks verschiedene Prozessoren (CPU, GPU) hersteller- und plattformunabhängig miteinander kombinieren und flexibel erweitern – so  auch bei der Integration der Roboterkinematik des PILZ-Manipulators.
Als mobiler Roboter hat das Gesamtsystem einen erhöhten Energiebedarf, weshalb das Energiekonzept weiterentwickelt wurde: Die Möglichkeit des stationsungebundenen induktiven Ladens verlängert die Laufzeit. Neben der Betriebsdauer erhöht sich dadurch der Aktionsradius des Systems.
Manipula-TORsten ist eine Weiterentwicklung des Basissystems, bei der weiterhin Flexibilität und Verfügbarkeit eine zentrale Rolle spielen. Die vollautomatisierte personensichere Gesamtlösung bildet eine innovative Komponente für zukunftsweisende Material- und Produktionsflüsse.

Marktrelevanz

Frei navigierendes Verfahren hat den Raum am Markt eingenommen und hält in fast allen intralogistischen Prozessen Einzug. Die mobile Robotik ist der nächste Evolutionsschritt und wird von der Technologieakzeptanz der FTS profitieren. Sie kann überall dort zum Einsatz kommen, wo stationäre Robotik an ihre räumlichen Grenzen stößt. Zudem führt das moderne Konsumverhalten zu einem erhöhten Kommissionierungsaufwand. Das Potential solcher Automatisierungslösungen ist noch längst nicht erschöpft.

Bis zur Vollautomatisierung ist allerdings vorerst eine Migrationsphase vonnöten, bei denen Menschen mit Maschinen interagieren. Dadurch entstehen hohe Anforderungen an die Personensicherheit. Der daraus resultierende Markt kann mit Manipula-TORsten optimal bedient werden.

Hauptvorteile für den Kunden

Eine automatisierte Kommissionierung bedeutet vor allem höchste Verfügbarkeit der Produktionskraft solcher Systeme bis hin zum Einsatz rund um die Uhr. Dazu kann Manipula-TORsten sowohl mit Menschen, aber auch mit Maschinen interagieren. Dies schafft die Grundlage zum Lückenschluss manueller Prozesse, beispielsweise im E-Commerce vom Warenkorb bis zum Versand. Prozesse werden somit nicht nur schneller und effizienter, sondern auch genauer und sicherer, da Fehler minimiert werden und das System über eine ausgeklügelte Sicherheitstechnik verfügt.

Die Weiterentwicklung des TORsten-Systems zu einem mobilen Manipulator kombiniert die beiden bisher gängigen Ansätze zur Teilautomatisierung – Roboter zu Ware und Ware zu Roboter. Dies führt zu deutlich geringeren Pickzeiten (Wegfall von Rücktransporten, Verringerung von Leerfahrten) und sinkenden Produktionskosten bei gleichzeitiger Produktionssteigerung. Darüber hinaus kann das flexible System einzelne stationäre Komponenten ersetzen, wodurch die Kosten weiter minimiert werden. 

Die Summe der genannten Vorteile zahlen darauf ein, Kunden effizienter und somit erfolgreicher zu machen. Da das System auf die Standardtechnologie ROS aufsetzt, reduziert sich für Betreiber die Technologievarianz und somit die Komplexität, wodurch eine Anschaffung stets zukunftssicher, flexibel und vor allem skalierbar bleibt.

Technische Daten

Datenblatt

Konkurrenzprodukte


Video: Fair-Impressions

 

MANIPULA-TORsten (TORsten meets Friends)
Torwegge GmbH & Co. KG

 

MANIPULA-TORsten picking a box
TORsten with manipulator
MANIPULA-TORsten handles picking job
MANIPULA-TORsten picking a boxTORWEGGE

 

IFOY Category

AGV & Intralogistics Robot

Summary

TORsten follows a versatile modular design, allowing it to be used as a self-navigating ROS-based AGV and robot. The AGV was fitted with a manipulator for this year’s IFOY usage scenario, transforming it into a mobile picking robot aptly named Manipula-TORsten. TORsten provides a fully mobile solution to ensure efficient procedures while lowering production costs. An integrated inductive charging system increases the AGV system’s availability.

Description

TORsten has a modular design that maximises versatility and scalability, which are key requirements in intralogistics. The AGV is easy to extend by goods handling components such as roller and belt conveyors for integration into existing installations. Apart from that, the ROS-based system allows for use in mobile robotics.

Equipped with a PILZ PRBT manipulator, TORsten in its base version converts into Manipula-TORsten, a mobile picking robot. Accurate SLAM navigation means that the AGV can be used as a fully mobile system. The two units in Manipula-TORsten are HSW-compliant and communicate using the MQTT IoT protocol.

Manipula-TORsten automates production and picking processes in a wide variety of applications and industries; the AGV adapts to changing conditions for full flexibility.
The TORsten AGV in its base version comprises a modular underrider for handling a variety of load carriers or individual components of up to 1.2 tonnes in any direction. The AGV is around as big as a euro pallet and only 230 mm high. Laser contour navigation guides TORsten without assistance according to its own route plans while keeping to the requirements of staff safety.

Innovation

TORsten is constantly developed, the last example being improvements in robot control, localisation and positioning. As Manipula-TORsten, the AGV can now adapt to even more complex interaction environments.
The three degrees of freedom in omnidirectional movement have seen an additional six axes in the AGV’s state space in serial robot kinematics resulting in an increase in radius of action. Stable picking procedures require overall environment detection in three dimensions as implemented by integrating heterogeneous sensor technologies such as laser scanners and deep-imaging cameras.

Manipula-TORsten has a distributed network of on-board computers to connect the technologies. The ROS framework allows different CPUs and GPUs to be combined and scaled up regardless of manufacturer and platform, the integration of robot kinematics in the PILZ manipulator being a case in point.

Mobile robots have a heavy power requirement, so the power concept has undergone further development with a station-independent inductive charging system to increase battery life. Apart from operating times, this also increases the system’s radius of action.

Manipula-TORsten is an extension to the base system, and also prioritises versatility and availability. The complete fully automated HS-compliant solution serves as an innovative component in advanced material and production flows.

Marktet relevance

Freely navigated movement has taken its place on the market with ongoing adoption in almost all intralogistics processes. Mobile robotics comes as the next evolutionary step and will benefit from the acceptance of AGV technology. The AGV can be used where stationary robots cannot overcome their spatial limits. Apart from that, modern consumer behaviour has led to more intensive picking. The potential for automation solutions such as this is far from exhausted.

Even so, a migration phase with humans working together with machines will be needed before complete automation can be achieved, placing heavy requirements on health and safety at work. Manipula-TORsten would be ideal for the resulting market.

Main customer benefits

Above all, automated picking maximises the availability of productive capacity in these systems with potential for 24/7 deployment. In addition, Manipula-TORsten works with both humans and other machines, helping to closing the gap in manual processes such as in e-commerce from the virtual shopping cart to final shipment. This would not only speed up the process but also improve reliability and accuracy by minimising errors with sophisticated safety technology in the system.

Further development the TORsten system into a mobile manipulator combines the two approaches to partial automation applied up to now – robots to goods and goods to robots. This will lead to substantially faster picking times by eliminating return and empty runs while also reducing production costs and increasing production rates. This versatile system could save costs even further by replacing individual stationary components.

The sum of the advantages mentioned pays in to make customers more efficient and thus more successful. Since the system is based on the standard technology ROS, the technology variance and thus the complexity is reduced for operators, whereby a purchase always remains future-proof, flexible and above all scalable.

Technical Data

Data Sheet

Competitive Products


Video: Fair-Impressions