IFOY Audit
Finalisten durchlaufen im Rahmen des IFOY Audit, das im Rahmen des TEST CAMP INTRALOGISTICS stattfindet, das dreistufige IFOY Audit. Dieses besteht aus dem wissenschaftlichem IFOY Innovation Check, dem IFOY Test und dem Jurytest.
MANIPULA-TORsten (TORsten meets Friends)
Torwegge GmbH & Co. KG
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.
Produktname und Firma
MANIPULA-TORsten (TORsten meets Friends) – Torwegge GmbH & Co. KG
Kategorie
Mobile Robot
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.
Innovationen
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.
Kundennutzen
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 Kompl
Testbericht
Torwegge gewann 2017 einen IFOY AWARD mit dem TORsten AGV. In diesem Jahr wurde das Unternehmen für die begehrte Auszeichnung nominiert und hat eine Weiterentwicklung dieses Preisträgers ins Rennen geschickt: den MANIPULA-TORsten, einen mobilen Manipulator.
Der MANIPULA-TORsten 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.
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.
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.
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).
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.
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. Dies war in der Testhalle natürlich nicht möglich.
Beim IFOY-Setup führt MANIPULA-TORsten die vordefinierten Aufgaben ruhig und kontrolliert aus. Das FTS stellt einmal mehr seine praktische Navigations- und Transportfähigkeit unter Beweis. Der Roboterarm geht eine Dimension weiter.
IFOY Testfazit
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.
IFOY Innovation Check
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.
| Funktionalität / Art der Umsetzung | + |
| Neuheit / Innovation | ++ |
| Kundennutzen | + |
| Marktrelevanz | ++ |
| ++ sehr gut / + gut / Ø ausgeglichen / − weniger / −− nicht vorhanden | |
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Quellennachweis für Bilder/Videos: Torwegge GmbH & Co. KG
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Statuten
In den Statuten sind die Grundwerte und die Standards des IFOY AWARD festgelegt, nach denen die Organisation handelt. Dazu gehören unter anderem Gremien, Wahlomodus, Bewertungskriterien sowie der Code of Conduct.
Gremien
Der International Intralogistics and Forklift Truck of the Year verfügt über drei Gremien: Jury, Träger und Fachbeirat.