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Résultats du 
Défi Robotique 2024

Présentation des résultats au Forum de l'innovation Leitungssatz 2024

Nos Défi robotique pour l'automatisation de l'assemblage des faisceaux de câbles c'est fini! Après la période de traitement qui s'est étendue jusqu'au 14 mars 2024, l'évaluation des solutions a suivi fin mars. À cet effet, des séances d’évaluation distinctes ont été organisées au cours desquelles les 8 participants ont présenté leurs solutions à notre jury d’experts.

Les participants au défi se sont présentés ainsi que leurs démonstrateurs de manière très professionnelle dans de courtes vidéos. La diversité des approches pour résoudre le problème était déjà évidente ici, ce qui était également très passionnant à voir pour les experts. Le jury a également procédé à des cycles d’évaluation intensifs pour sélectionner les meilleures solutions.

Les solutions ont été présentées lors du Wire Harness Innovation Forum le 11 avril 2024 à Stuttgart, où tous les participants ont montré leurs démonstrateurs. L'après-midi, les prix ont été remis dans différentes catégories :

  • Prix ​​de l'efficacité économique : ArtiMinds Robotics GmbH
  • Prix ​​de la technologie : Institut Fraunhofer pour l'ingénierie de fabrication et l'automatisation IPA
  • Prix ​​de l'innovation : Micropsi Industries GmbH
  • Prix ​​de la robustesse : Université technique de Würzburg-Schweinfurt

Ci-dessous, nous avons compilé et documenté les résultats du défi robotique de tous les participants. En plus de la description textuelle des solutions respectives, il y a également les vidéos de résultats qui ont fait partie des séances d'évaluation avec le jury. Amusez-vous à regarder les vidéos.

Les entreprises participantes :

ArtiMinds Robotics GmbH – Lauréat du prix de l'efficacité économique

ArtiMinds Robotics, basé à Karlsruhe, propose des solutions logicielles innovantes et des services d'ingénierie pour des applications robotiques avancées. Le logiciel ArtiMinds RPS permet une utilisation rentable, rapide et robuste des robots dans de nouveaux domaines d'application. L’entreprise a déjà reçu de nombreuses subventions et récompenses pour ce développement. Aujourd’hui, les robots programmés avec RPS sont utilisés dans de nombreuses industries et des entreprises de toutes tailles utilisent l’outil de programmation. Le portefeuille est complété par l'outil d'analyse LAR, qui fournit des informations détaillées sur les processus d'automatisation assistés par robot et permet ainsi une optimisation continue. De plus, les spécialistes en robotique d'ArtiMinds offrent des services d'ingénierie personnalisés pour aider les entreprises de fabrication et les intégrateurs de systèmes à mettre en œuvre des solutions d'automatisation sophistiquées.

Le concept présenté par ArtiMinds offre une solution d'automatisation flexible et industriellement robuste qui s'appuie sur l'utilisation de matériel standard (robots, caméras, pinces et capteurs de force-couple) et de logiciels déjà éprouvés en production en série et directement disponibles sur le marché. Les produits logiciels internes ArtiMinds Robot Programming Suite (RPS) et ArtiMinds Learning & Analytics for Robots (LAR) assurent une combinaison harmonieuse des composants individuels pour former une cellule de production robuste. Malgré la complexité des sous-processus individuels et les tolérances à compenser, l'assemblage de câbles flexibles est réalisé avec un temps de cycle médian inférieur à 6 secondes par processus de branchement. 

La solution peut être conçue pour différentes variantes de produits et peut être reconfigurée de manière rentable. Le cœur est le code du programme natif généré par ArtiMinds RPS, qui est exécuté directement sur le contrôleur du robot. Cela signifie que les programmes robotiques peuvent être intégrés de manière transparente dans les normes et les flux de travail existants.

Pour plus d'informations sur ArtiMinds Robotics, veuillez visiter : https://www.artiminds.com/de/

Le lauréat M. Malinowski remet à M. Jäkel le prix de l'efficacité économique
Vidéo du résultat de la solution d'ArtiMinds

Cellios / Institut Fraunhofer pour l'ingénierie de fabrication et l'automatisation IPA - Lauréat du prix de la technologie

Cellios est une jeune entreprise qui trouve ses racines chez Fraunhofer IPA et qui est soutenue dans sa création par EXIST. Ils se sont fixé comme objectif de renforcer les sites de production locaux en Europe et de soulager les salariés du travail monotone. Ensemble, nous voulons changer notre façon de travailler et de produire. Ceci est réalisé grâce à une solution d’automatisation flexible. En tant qu'intégrateur de systèmes, Cellios propose à ses clients une solution complète prête à l'emploi – du matériel et du logiciel jusqu'à l'intégration et le support.

Le concept présenté par Cellios pour le Robotics Challenge comprend une solution système intégrée qui combine les atouts du contrôle de la force tactile et de la vision visuelle. Cellios utilise deux caméras. Une caméra est utilisée pour séparer les composants à l'aide du logiciel Merlic, basé sur le processus de correspondance. L'autre caméra permet un positionnement précis dans la plage submillimétrique et détermine l'orientation du contact. Un poste de regrippage permet d'orienter le câble. Lors du branchement, les forces sont régulées et surveillées. Cela permet au système de configurer facilement de nouveaux types de contacts : le paramétrage plutôt que la programmation est le mantra. La combinaison du traitement d'image et du contrôle de la force permet d'obtenir des temps de cycle plus courts et une exécution robuste du processus. Grâce à une standardisation flexible et à des logiciels innovants, les exigences individuelles des clients peuvent être satisfaites sans ajustements majeurs. La solution est déjà utilisée avec succès pour l’assemblage de câbles plats et sert à une large gamme d’applications dans l’assemblage et la production de câbles. La flexibilité du système permet la connexion de différentes machines de traitement de câbles, ce qui donne lieu à une solution polyvalente. Cellios est ainsi en mesure de répondre également aux exigences futures.

Vous trouverez de plus amples informations sur Fraunhofer IPA à l'adresse suivante : https://www.ipa.fraunhofer.de/

Le lauréat M. Glaser remet le prix de la technologie à M. Nägele et à M. Lämmle
Vidéo du résultat de la solution Cellios / IPA

Micropsi Industries GmbH (en coopération avec FANUC Deutschland GmbH) - Lauréat du prix de l'innovation

Micropsi Industries se spécialise dans les logiciels de vision IA pour les robots industriels et est à la pointe de ce secteur technologique avec son produit MIRAI. MIRAI permet aux robots d’apprendre à partir de données de formation et de s’adapter aux variations en temps réel. Cette innovation permet des opérations plus efficaces et plus robustes dans des environnements d’usine dynamiques.

Compte tenu de la complexité liée à l’intégration de technologies avancées, Micropsi offre non seulement une solution logicielle de pointe, mais également la vaste expertise de ses équipes de service et de ses partenaires d’intégration de systèmes. Ces équipes spécialisées travaillent en étroite collaboration avec les clients pour garantir que chaque solution est parfaitement intégrée à leurs processus. Avec des sites à Berlin et à San Francisco, Micropsi s'efforce d'élargir les possibilités de l'automatisation industrielle.

 

Le concept du Robotics Challenge présenté par Micropsi Industries et Fanuc Allemagne s'appuie sur le logiciel de vision IA MIRAI de Micropsi comme élément central de la stratégie de solution. En utilisant MIRAI, il n’est pas nécessaire de construire des supports ou des supports fixes pour résoudre la tâche du défi robotique. MIRAI permet de saisir à la fois le connecteur et les câbles individuels à partir d'une surface plane et de les insérer correctement dans le boîtier ou le connecteur. En utilisant MIRAI, il est possible de réduire l’utilisation du matériel au minimum. Un support de caméra imprimé en 3D et des mâchoires de préhension imprimées en 3D sont les seuls composants spécifiquement fabriqués pour cette application. Toutes les autres pièces, telles que la pince ou le capteur de force-couple, sont des composants standard et peuvent être achetés. Micropsi Industries a mis en œuvre sa solution avec le robot collaboratif Fanuc CRX 10iA. Pour profiter des avantages de ce robot, ils ont présenté une solution collaborative qui ne nécessite aucun dispositif de sécurité supplémentaire.

Pour plus d'informations sur Micropsi Industries, veuillez visiter : https://www.micropsi-industries.com/de

Le lauréat M. Reinert remet le Prix de l'Innovation à M. Mutschler et John
Vidéo du résultat de la solution de micropsi industries

Université technique de Würzburg-Schweinfurt THWS / Centre de robotique - Lauréat du prix de la robustesse

Le Centre de robotique (CERI) est un institut de l'Université technique de Würzburg-Schweinfurt (THWS) qui mène des recherches orientées vers l'enseignement et l'application dans le domaine de la robotique moderne. Le CERI mène des recherches sur les systèmes robotiques intelligents, qui sont de plus en plus présents non seulement dans l'industrie mais aussi dans l'espace public. Dans le cadre de la « Smart Factory », des projets pionniers sont menés dans les domaines des postes de travail robotisés du futur et de l’intralogistique.

 

Le concept présenté par THWS combine différentes approches technologiques du traitement d'image de caméra traditionnelle avec l'intelligence artificielle et utilise le capteur de force-couple du cobot comme capteur supplémentaire.

Le THWS a divisé les tâches du défi en deux sous-problèmes :

1) Saisir et insérer correctement la douille dans le support et

2) Détection et correction de l'orientation du câble.

La translation et la rotation exactes de la douille dans l'espace sont déterminées par la détection des bords et un algorithme de perspective à n points basé sur des images de référence. Le robot ajuste sa position de préhension en conséquence et place la douille en toute sécurité dans le support. La conception individuelle des doigts de préhension permet l'alignement correct de la douille dans la préhension.

L’orientation de chaque câble est ensuite déterminée à l’aide d’images de caméra et d’une combinaison d’intelligence artificielle et de règles de transformation mathématiques. Le robot corrige ensuite la position d’insertion du câble et le place dans l’emplacement désigné. Grâce au capteur de force et de couple du robot, les écarts mineurs lors du placement peuvent être corrigés et la position finale du câble dans le connecteur peut être déterminée.

L'ensemble du processus est conçu de manière dynamique afin que le système robotique détecte les erreurs de manière autonome et réagisse en conséquence. Par exemple, le système trie les câbles fortement pliés dont le robot n'a pas pu corriger la position ou utilise une caméra pour vérifier si les câbles ont été cachés dans le bon emplacement.

Vous trouverez de plus amples informations sur le CERI de l'Université des sciences appliquées de Würzburg-Schweinfurt à l'adresse suivante : https://robotik.thws.de/forschung/forschungsfelder/

Le lauréat M. Reinert remet à l'équipe THWS le prix de la robustesse
Vidéo du résultat de la solution de l'Université Technique de Würzburg-Schweinfurt

KUKA Systems GmbH

KUKA est un groupe d'automatisation international avec un chiffre d'affaires d'environ 4 milliards d'euros et environ 15.000 XNUMX employés. Le siège social de la société se trouve à Augsbourg. En tant que l'un des principaux fournisseurs mondiaux de solutions d'automatisation intelligentes, KUKA offre à ses clients tout ce dont ils ont besoin à partir d'une seule source. Des robots aux cellules en passant par les systèmes entièrement automatisés et leur mise en réseau, en particulier sur des marchés tels que l'automobile avec un accent sur la mobilité électrique et les batteries, l'électronique, le métal et le plastique, les biens de consommation, l'industrie générale, le commerce électronique, la vente au détail et les soins de santé.

 

Le concept présenté par KUKA pour le Robotics Challenge comprend un processus automatisé d'assemblage de connecteurs dans lequel la manipulation des composants est effectuée par un robot léger KUKA LBR iiwa, équipé de trois pinces pour les composants respectifs : boîtier de prise, fil bleu et fil noir.

Tout d'abord, les contacts à sertir des brins sont prépositionnés dans la bonne position, tandis que le boîtier de la douille est placé sur une plaque de rétroéclairage. Une caméra Cognex identifie le boîtier de la prise et transmet sa position au robot. Celui-ci saisit le boîtier avec une pince passive, qui maintient la pièce en toute sécurité grâce à un engagement par friction. Le robot insère ensuite le boîtier de la douille dans un support correspondant, en comparant les positions TCP cible et réelle pour vérifier que la position de jonction finale a été atteinte.

Le robot saisit ensuite le fil bleu avec une pince électrique à 2 doigts et guide le contact à sertir devant une autre caméra Cognex. Celui-ci vérifie le contact pour la torsion et transmet les valeurs de correction au robot. À l'aide de ces valeurs, le robot insère le contact à sertir dans le boîtier de la douille tout en surveillant la position d'accouplement et en effectuant un test de traction pour s'assurer que le boîtier de la douille et le contact à sertir sont correctement engagés. Des étapes similaires sont effectuées pour deux autres brins noirs, notamment le prélèvement, la mesure, l'assemblage et le test.

Pour plus d'informations sur KUKA, veuillez visiter : https://www.kuka.com/

Le démonstrateur Kuka en action
Vidéo des résultats de la solution KUKA

Institut de contrôle des machines-outils et des équipements de fabrication (ISW)

L'Institut de technologie de contrôle des machines-outils et des systèmes de fabrication (ISW) de l'Université de Stuttgart est l'un des principaux instituts de recherche dans le domaine de la technologie de contrôle. Il se concentre sur la recherche interdisciplinaire dans les technologies de production et l'automatisation et couvre un large éventail de domaines d'application, y compris le développement et l'application de méthodes de contrôle et assistées par ordinateur pour résoudre les tâches d'automatisation. Les principaux domaines de recherche comprennent le contrôle de la conduite, l'ingénierie, la communication et la production virtuelle. L'ISW s'engage également dans la recherche fondamentale et le développement orienté vers les applications et entretient une étroite coopération avec les sponsors publics et l'industrie.

La participation de l'ISW au Robotics Challenge a été réalisée dans le cadre du projet RoboCable de l'InnovationsCampus Mobilité du Futur. Dans ce projet, l'ISW travaille sur de nouvelles méthodes d'IA pour la manipulation assistée par robot de composants flexibles.

Vous trouverez de plus amples informations sur l'ISW de l'Université de Stuttgart à l'adresse suivante : https://www.isw.uni-stuttgart.de/

M. Zürn présente le démonstrateur ISW
Vidéo du résultat de la solution ISW

Inores GmbH

Inores GmbH est une entreprise technologique spécialisée dans le développement et l'application de solutions d'automatisation et de systèmes d'assurance qualité. L'entreprise a été fondée en Suisse en 2011 et se concentre particulièrement sur les technologies de prélèvement de bacs pour les applications industrielles. Inores propose des solutions complètes allant de la simple automatisation aux systèmes d'assurance qualité complexes. Ce portfolio a été combiné avec l'insertion automatisée de composants flexibles dans le Robotics Challenge.

Vous trouverez de plus amples informations sur Inores GmbH à l'adresse suivante : https://www.inores.ch/

Le démonstrateur Inores en détail
Vidéo du résultat de la solution d'Inores

TruPhysics GmbH

TruPhysics propose une plate-forme de robotique et d'automatisation intelligente sur laquelle les utilisateurs peuvent assembler leur solution individuelle à partir de plus de 100 modules matériels, électroniques et logiciels et l'exploiter avec le système d'exploitation robotique développé par leurs soins, TruOS. Pour les secteurs allant de l'aérospatiale à la logistique et de la fabrication aux soins de santé, l'entreprise propose des solutions holistiques pour l'intralogistique, l'approvisionnement en matériaux et les processus de production et d'assemblage avec ses produits matériels tels que les robots mobiles, les modules complémentaires AMR et les extensions d'espace de travail pour les cobots. Le résultat est des solutions complètes parfaitement adaptées aux besoins des clients.

Pour plus d'informations sur TruPhysics, veuillez visiter : https://www.truphysics.com/

M. Groz explique le démonstrateur TruePhysics
Vidéo des résultats de la solution TruePhysics
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