Automationanwenderreportage
Sick 2D-LiDAR-Sensoren TiM510: Mobiler Roboter reformiert Supermarkt-Arbeit
In einem Drive-in-Supermarkt tätig zu sein, bedeutet für die Angestellten stetige Kraftanstrengungen. Täglich kommen neue Paletten mit Waren, die es auszupacken, in Regale zu schlichten und auch wieder zu entnehmen gilt. Mobile Roboter würden den Beschäftigten den harten Alltag nicht nur erleichtern, sondern auch zu deren Gesundheit beitragen. Zwei französische Ingenieure nahmen sich dieser Problematik an und entwickelten über mehrere Jahre einen Roboter, der der Arbeitskraft Mensch umsichtig und kraftvoll unter die Arme greift. Mit intelligenten Sensoren von Sick konnte die mobile Robotiklösung in die Zielgerade manövriert werden.
Der mobile Roboter arbeitet in zwei Modi: Er kann sich Autonom bewegen (unabhängige Bewegung zwischen Lager und Verkaufsbereich) und er kann dem Personal folgen, um beim Wiederauffüllen von Waren zu unterstützen.
Shortcut
Aufgabenstellung:
Entwicklung eines Sicherheitskonzeptes für Assistenzroboter in Drive-in-Supermärkten.
Lösung:
Smarte Sicherheitssensoren und Sicherheitssteuerung von Sick.
Nutzen:
Hohe Zuverlässigkeit beim Detektieren von Hindernissen und bei der Vermessung der Umgebung. Autonome sichere Routen-Bewegung des Roboters sowie die Möglichkeit, einer Person zu folgen und diese zu begleiten.
Ganz in der Tradition von Google folgten Pierre Legendre und Benjamin Loize im Jahr 2015 dem Geist der Startup-Community und setzten voll auf das Thema Innovation: Beide arbeiteten als Ingenieure bei U GIE-IRIS in Frankreich an einer Lösung zur Erleichterung der manuellen Arbeit in den Drive-in-Filialen der Supermärkte von Système U. Es steht außer Frage, dass die Gefahr beim Personal von z. B. Rückenbeschwerden oder Erschöpfungen durch die hohe körperliche Belastung beim Zusammenstellen des Einkaufs permanent gegeben ist, steht außer Frage. Gleichzeitig spielt die Wirtschaftlichkeit eine wichtige Rolle. Organisation und Produktivität sind die großen Herausforderungen. Beispielsweise werden Produkte von Mitarbeitern in den Regalen platziert, aber dann von anderen für die Drive-in-Abholung wieder herausgenommen.
Pierre Legendre
Mitbegründer von SUitee Cobotics
„Sick ist einer der wenigen Hersteller weltweit, die Produkte mit so hohen Sicherheitsstandards herstellen, wie wir sie für unseren Roboter anstreben.“
Die Geburtsstunde von SUitee Cobotics
Pierre Legendre und Benjamin Loize arbeiteten zwei Jahre lang an einem Projekt, das die Arbeitsbelastung reduzieren und die Wirtschaftlichkeit des Drive-in-Angebots steigern sollte. Sie schlugen der Unternehmensleitung vor, den Mitarbeitern in den Märkten für besonders anstrengende Tätigkeiten einen Roboter in Lebensgröße zur Seite zu stellen, der sie etwa beim Transport schwerer Produkte zum Auffüllen der Regale oder beim häufigen Umräumen von Ware zwischen Lager und Verkaufsbereich unterstützt. Système U ließ ihnen freie Hand bei der Umsetzung dieses autonomen Assistenzroboters. In Kooperation mit weiteren Industriepartnern entwickelten sie deshalb einen mobilen Roboter, den sie in verschiedenen Märkten testeten.
Die beiden Ingenieure stellten ihr Projekt den Gesellschaftern und Eigentümern von Système U vor. Ihre Ideen stießen auf Interesse, aber da die Herstellung mobiler Roboter nicht gerade ins Kerngeschäft von U GIE-IRIS fällt, wurde das Innovationsprogramm eingestellt. So stellte sich für beide die Frage: Zurück zu den früheren Projekten – oder das Unternehmen verlassen, um die mobilen Roboter selbst umzusetzen?
Der mobile Assistenz-Roboter schafft autonome Bewegungen zwischen Lager und Verkaufsbereich und weicht Menschen und Hindernissen sicher und selbstständig aus.
SUItee verfügt über verschiedene 2D-LiDAR-Sensoren und Sicherheits-Laserscanner.
Benjamin Loize
Mitbegründer von SUitee Cobotics
„Hersteller von LiDAR-Sensoren gibt es viele, aber wenn es um die Einhaltung der vorgeschriebenen Sicherheitsstandards geht, lichten sich die Reihen schnell. Mit Sick haben wir den richtigen Partner dafür gefunden.“
Aufbruch zu einem neuen Abenteuer mit Sick
Im März 2018 beschließen sie deshalb, ihr eigenes Startup zu gründen. Sechs Monate später erblickt SUitee Cobotics das Licht der Welt. Mit Système U ist vereinbart, dass Legendre und Loize sämtliche Ergebnisse ihres früheren Projekts nutzen dürfen und so können sie nahtlos da weitermachen, wo sie aufgehört hatten. Sie stellen jedoch schon bald fest, dass noch nicht alles so ausgereift ist, wie gedacht – und beginnen wieder von vorne. Zwei Jahre lang überarbeiten sie das gesamte Konzept: Form, Design und Technik.
Der mobile Roboter muss in zwei Modi arbeiten können: Einerseits muss er sich autonom bewegen (selbstständige Fortbewegung zwischen Lager und Verkaufsraum), andererseits das Personal beim Nachfüllen von Waren unterstützen (Fortbewegung mit einer Person). Da der Roboter in engen Bereichen mit oft vielen Kunden unterwegs sein wird, muss ein sehr hohes Sicherheitsniveau erreicht werden, um Kollisionen und Unfälle zu vermeiden.
Mit der Frage, wie sich die Sicherheitsanforderungen an einen mobilen Roboter optimal erfüllen lassen, wandten sich die Gründer von SUitee an Sick in Frankreich. „Sick ist einer der wenigen Hersteller weltweit, die Produkte mit so hohen Sicherheitsstandards herstellen, wie wir sie für unseren Roboter anstreben“, erklärt Pierre Legendre. „Hersteller von LiDAR-Sensoren gibt es viele, aber wenn es um die Einhaltung der vorgeschriebenen Sicherheitsstandards geht, lichten sich die Reihen schnell“, ergänzt Benjamin Loize.
SUitee Cobotics kontaktierte auf der Suche nach den passenden LiDAR-Sensoren für den geplanten Prototyp daher den bei Sick zuständigen Vertriebsingenieur Yannick Planchenault. Vor Ort wurde gemeinsam mit dem Experten für mobile Anwendungen, Jeffrey Yannou, die passende Sensorlösung ausgewählt. Eine entsprechende Produktschulung wurde in der Sick-Vertretung in Nantes durchgeführt.
Der mobile Roboter kann ohne strukturelle Veränderungen in den Läden eingeführt werden, da der Roboter mit einer äußerst präzisen Sensortechnologie ausgestattet ist, mit der er gleichermaßen in der Lage ist, ein genau definiertes Ziel allein zu erreichen und einer Person sicher zu folgen.
Der mobile Roboter kann ohne strukturelle Veränderungen in den Läden eingeführt werden, da er mit einer äußerst präzisen Sensortechnologie von Sick ausgestattet ist, mit der er gleichermaßen in der Lage ist, ein genau definiertes Ziel allein zu erreichen und einer Person sicher zu folgen.
Infos zum Anwender
Inspiriert von ihren eigenen Erfahrungen entwickelte das Startup Suitee einen Assistenzroboter für die Massenverteilung. Dieses Projekt zielt darauf ab, die Plackerei zu reduzieren und gleichzeitig die Rentabilität des Geschäfts zu verbessern. Der Roboter arbeitet in zwei Modi: Autonom, um Produkte zu bewegen und Follower, um eine Person zu begleiten. Die Bereitstellung erfolgt ohne physische Auswirkungen auf das Geschäft. Das neue Modell ist betriebsbereit und CE-zertifiziert.
www.suiteecobotics.fr
Erstklassige Ausrüstung zu aller Sicherheit
Die Einführung des mobilen Roboters musste in den Märkten ohne bauliche Veränderungen vonstattengehen. Somit kamen Markierungslinien am Boden sowie GPS-Antennen oder -Sendemasten nicht in Frage. Vielmehr musste der Roboter mit extrem präziser Sensorik ausgestattet werden. Er sollte schließlich gleichermaßen in der Lage sein, ein genau definiertes Ziel autonom zu erreichen, wie auch einer Person sicher zu folgen.
Der mobile Assistenzroboter SUItee verfügt über verschiedene 2D-LiDAR-Sensoren und Sicherheits-Laserscanner. Darunter sind drei für den Bereich Sicherheit (Sicherheits-Laserscanner S300 und TiM-S), eine 3D-Infrarotkamera, On-board-KI, eine Sicherheitssteuerung (Flexi Soft) sowie Inkremental-Encoder mit Sicherheitsfunktionen (DFS60S Pro) und eine von SUitee Cobotics entwickelte Steuerung.
Die LiDAR-Sensoren von Sick dienen der punktweisen Kartierung des Gebäudeinneren. Die Rohdaten werden anschließend abgerufen und Ingenieure generieren daraus die Karte des Supermarkts, die im System hinterlegt wird. Der 2D-LiDAR-Sensor TiM510 und der Sicherheits-Laserscanner TiM-S, die beide speziell für mobile Anwendungen entwickelt wurden, zeichnen sich durch eine hohe Zuverlässigkeit beim Detektieren von Hindernissen bzw. beim Vermessen der Umgebung aus.
Dank der verschiedenen Sensoren kann sich der mobile Roboter autonom von einem Punkt A zu einem Punkt B begeben. Er kann seine Route festlegen, sich zwischen stehenden Hindernissen (Hubwagen, Kartons) durchschlängeln, langsamer werden oder anhalten, wenn er auf Personen trifft und sogar eine neue Route berechnen, wenn ein Weg nicht passierbar ist. Außerdem ist er in der Lage, im entsprechenden Modus auch einer Person zu folgen und diese zu begleiten.
Trotz Verzögerungen aufgrund der Ausgangsbeschränkungen konnten die Gründer von SUitee Cobotics ihre Tests dank der umfangreichen Verfügbarkeit der Sick-Teams noch vor dem Sommer abschließen. Diese brachten das gewünschte Ergebnis und die ersten autonomen Assistenzroboter konnten deshalb schon ausgeliefert werden.
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