Lara, Mav und Maira: die neuen Roboter von Neura Robotics
Der kognitive Cobot
Maira heißt der neue kognitive Cobot, der zusammen mit dem Leichtbauroboter Lara und dem FTS Mav das Portfolio von Neura Robotics ergänzt. Dabei handelt es sich um eine Kinematik, die nicht nur alle modernen Features von heutigen Cobots vereint, sondern geradezu kognitive Eigenschaften besitzt. Der Roboter reagiert auf Gesten sowie Ansprache und hat ein genaues Bild von seiner Umwelt im 'Kopf'. Beste Voraussetzungen für eine echte Zusammenarbeit von Mensch und Maschine.
Bild: Neura Robotics GmbHNeura Robotics hat im Rahmen einer Online-Veranstaltung drei neue Produkte vorgestellt: den kollaborativen Leichtbauroboter Lara, das fahrerlose Transportsystem Mav und den kognitiven Cobot Maira.
Bild: Neura Robotics GmbH
Lowcost-Cobot und FTS
Durch den Online-Launch der neuen Produkte führte CEO David Reger. Der erste Teil der Veranstaltung drehte sich um die bereits in ROBOTIK UND PRODUKTION 1/2021 vorgestellten Roboter Lara und Mav. Der Leichtbau-Cobot Lara ist in zwei Versionen verfügbar, einmal mit 80cm Reichweite und 5kg Traglast und einmal mit 100cm Reichweite und 10kg Traglast. Der Sechsachser ist nach IP66 geschützt und soll sich in erster Linie durch seinen günstigen Preis, leichte Bedienbarkeit und hohe Präzision auszeichnen. Auch der mobile Roboter Mav verfügt über eine intuitive Nutzeroberfläche. Er lässt sich nicht nur traditionell über ein User Interface, sondern auch per Gesten oder Stimme steuern. Das 400kg schwere FTS mit einer Traglast von 1,5t, einer Genauigkeit von ±5mm und einer maximalen Geschwindigkeit von 2m/s ist von seinen Maßen her auf gängige Palettengrößen angepasst. Es verfügt über eine Akku-Laufzeit von 12h und ist in etwa einer Stunde wieder komplett aufgeladen. Aufgrund eingebauter Laserscanner und 3D-Kameras verfügt das FTS über drei Sicherheitszonen, innerhalb derer 360° um den mobilen Roboter herum Hindernisse sowie Objekte jeder Art erkannt werden können. Praktisch für den Einsatz in Industrie und Lager sowie Handel ist die Kombination aus Mav und Lara sowie Mav und Maira in der Lage, mobile Manipulationsaufgaben durchzuführen, wodurch flexiblere Produktionsabläufe gestaltet werden können als mit rein stationären Manipulatoren.
Cobot mit kognitiven Eigenschaften
Last but not least präsentierte Reger den neuen Roboter Maira, den es in in Ausführungen mit sechs oder sieben Achsen gibt. Drei verschiedene Größen stehen zur Wahl: S (18kg/1m), M (15kg/1,4m) und L (11kg Traglast/1,6m Reichweite). Die Kinematik weist neben der IP65-Schutzklasse eine hohe Steifigkeit auf. Zusätzlich sind alle Kabel und Medien im Inneren verlegt, um Störquellen bei der Applikationsdurchführung zu vermeiden - darunter befinden sich drei Anschlüsse für Luft sowie die Schnittstellen Ethercat, Modbus, Can, IO Link und GpiO. Maira bietet eine maximale Geschwindigkeit von 4,5m/s. Der Roboter verfügt über individuell programmierbare Status-LEDs an jeder Achse. Die Wiederholgenauigkeit liegt bei bis zu ±0,01mm. "Das wirklich Einzigartige ist aber die spezielle, im Kopf verbaute Sensorik sowie das Sicherheitskonzept Safe Human Detection", erklärte der CEO. Denn hier wurden nicht nur der Kraftsensor und ein Touch-Bedienfeld, sondern auch eine Force-Sensitive Skin, ein 3D-Mikrofonarray für die Spracherkennung sowie optional eine 3D-Vision-Kamera integriert.
Bild: Neura Robotics GmbHSmarte Algorithmen und Funktionen
Das erlaube ganz neue Wege der Programmierung: Neben HMI oder Freihandführung lässt sich Maira auch per Sprachbefehl oder Gesten steuern. Durch eine Record-Funktion kann das Teachen per Hand aufgenommen werden. Das gilt auch für die dabei aufgewendete Kraft, denn Maira verfügt über einen selbstentwickelten 6-DoF-Force-Torque-Sensor im Roboterflansch. Über einen 3D-Voice-Sensor reagiert der Cobot auf Sprachbefehle und antwortet dem Bediener auch, um eine für Menschen natürliche Kollaboration zu ermöglichen. Es gibt mehrere Touch Buttons und eine sensible Touch Skin für das Programmieren linearer Bewegungen. Auf dem Graphical User Interface lassen sich Trajektorien per Drag&Drop erstellen und mittels Digital Twin des Roboters alle Bewegungen vorab simulieren. In jedem Fall verspricht der Hersteller durch die intuitive Benutzeroberfläche eine unkomplizierte Inbetriebnahme, ohne dass Expertenwissen benötigt wird. Parallel lassen sich aber auch verschiedene Programmiersprachen nutzen, z.B. ROS und Python. Die offene Software Architektur erlaubt es fortgeschrittenen Usern, tief in das System einzugreifen und erleichtert dadurch die Entwicklung eigener Anwendungen. Angereichert mit smarten Algorithmen erlaubt der Roboter Funktionen wie automatische Objekterkennung bzw. Identifikation oder das Picken bekannter und unbekannter Objekte.Weiterhin ist er in der Lage eine Kartierung der Umgebung vorzunehmen, welche ein digitales Abbild der Umwelt und der dort befindlichen Objekte erzeugt.
Bild: Neura Robotics GmbHNeuartiges Sicherheitskonzept
Neura Robotics hat für seinen kognitiven Cobot nicht nur ein eigenes Motorenkonzept und Encoder-Design entwickelt, sondern auch das Sicherheitskonzept Safe Human Detection, mit dem eine Zertifizierung nach Kat3/SIL3/Pld angestrebt wird. Laut Hersteller erkennt der Cobot einen in der Nähe befindlichen Menschen, egal welchem Teil des Roboters er sich nähert. Zudem sei Maira auch in der Lage, dafür zu sorgen, dass das im Endeffektor eingespannte Werkzeug den nötigen Sicherheitsabstand zum menschlichen Bediener hält, egal um welches Werkzeug es sich handelt, egal in welcher Anwendung und unter welchen Umgebungseinflüssen der Cobot zum Einsatz kommt. (fiz)
Während Sie Ihren Cobot Lara unter anderem als Lowcost-Cobot bezeichnet haben, wurde auf der offiziellen Produktvorstellung nichts über den Preis von Maira gesagt. Wie sieht denn die Preisstruktur Ihrer Roboter aus?
David Reger: Aufgrund der vertikalen Ausrichtung unseres Portfolios können wir eine attraktive Preisgestaltung für unsere Produkte vornehmen. Somit bieten wir Lara in der 5kg-Variante für 15.000? und die 10kg-Version für 21.000? in der Basisausführung an. Aufgrund der großen Anzahl an verbauten In-House-Komponenten können wir Maira Pro S für 31.900? mit der Basisausstattung und für 42.500? in der All-Inclusive-Ausführung anbieten. Maira Pro M bieten wir in der Basisversion für 33.900? und in der All-Inclusive-Version für 44.500? an. Maira Pro L hat einen Basispreis von 35.900? und einen All-Inclusive-Preis von 45.500?. Unsere Roboter lassen sich modular je nach den Anforderungen des Kunden ausstatten. Außerdem gibt es neben Hardwareoptionen auch Softwarepakete.
Eine Eigenschaft von Maira haben Sie in Ihrem Produkt-Launch immer wieder betont: die hohe Präzision. Wie erreichen Sie diese? Wie hoch ist die Absolut- und wie hoch die Wiederholgenauigkeit tatsächlich? @Interview_Grundschrift:Reger: Die hohe Präzision ergibt sich aus dem Zusammenspiel von mehreren Faktoren. Das Doppelgabelkonzept gewährt unserer Kinematik eine hohe Steifigkeit, die die Grundvoraussetzung für hohe Präzision bildet. Weiterhin haben wir zusätzliche Designelemente wie eine Honey-Comb-Struktur für unsere Gußteile entwickelt. Als zweite Komponente kommt unsere selbstentwickelte Encoder-Technik zum Einsatz, die eine höhere Auflösung als die sonst gängigen, in Cobots verbauten Geber liefert. Wir haben zusätzliche Sensorik in unseren Achsen verbaut, die uns Daten liefert, die positive Effekte auf unsere Präzision haben. Zu guter Letzt kommen wir auf die Genauigkeit zu sprechen. Hierfür haben wir einen Kalibrierungsansatz entwickelt, der klassische Modellierungsmethoden mit modernen Ansätzen aus dem Machine Learning verheiratet und somit neben der durchaus guten Präzision eine hohe Genauigkeit liefert und robust gegenüber sich ändernden Umgebungseinflüssen ist. Zusätzlich haben wir eine In-Field-Calibration-Methode entwickelt, die ohne teures Equipment, wie z.B. Laser Tracker, und ohne große Expertise genutzt werden kann, um den Roboter bei Bedarf im Feld bezüglich der Umgebungseinflüsse zu kalibrieren. Kommen wir nun zu den Fakten: Maira verfügt über eine Wiederholgenauigkeit von 6 bis 10µm. Unsere Absolutgenauigkeit liegt bei 0,2mm. Sie haben für Maira ein eigenes Encoder-Design sowie ein spezielles Motorenkonzept entwickelt. Könnten Sie dies bitte noch etwas genauer ausführen? @Interview_Grundschrift:Reger: Unsere Encoder liefern eine Auflösung von 25Bit. Wir planen, sie zeitnah als eine eigene Produktserie zu vertreiben, da wir erkannt haben, dass es eine große Nachfrage nach solch hochauflösenden Encodern in anderen Branchen gibt und wir positive Erfahrung mit der Integration in Produkte von ausgewählten Partnern gemacht haben. Unsere Motoren werden bei uns Inhouse entwickelt und gefertigt. Die hohe Produktionstiefe unseres Unternehmens erlaubte es uns, während der Prototyping-Phase mit einem hohen Tempo verschiedene Motordesigns zu evaluieren, wodurch wir unsere Systeme hinsichtlich der Performance verbessern konnten. Dadurch, dass wir viele Komponenten, wie die Encoder, Motoren, Kraftsensoren und andere Sensoren, selbst fertigen, können wir hochperformante Robotersysteme anbieten. @Interview_Grundschrift: Maira kann nicht nur einen Menschen in der Nähe erkennen, sondern auch sicherstellen, dass das im Endeffektor eingespannte Werkzeug den nötigen Sicherheitsabstand hält. Wie erreichen Sie das? @Interview_Grundschrift:Reger: Unsere Safe Human Detection ist eine Eigenentwicklung, die Menschen von anderen Objekten in der Umgebung trennen und unterscheiden kann. Der Sensor verfügt über einen 360°-Rundumblick und kann Menschen auf einer Distanz von 3m sicher detektieren. Die redundante Auslegung des Systems entspricht den gängigen Grundlagen der funktionalen Sicherheit, was elementar für eine solch sicherheitsrelevante Schlüsselkomponente ist. Verschattungen durch gängige Endeffektoren werden durch unsere intelligenten Modellierungsansätze abgefangen. Wie wir das genau erreichen, ist ein Betriebsgeheimnis, da dieser Sensor bei der entsprechenden Serienreife ein großes Potential besitzt, auch in anderen Bereichen genutzt zu werden. Beispiele wären die allgemeine Maschinensicherheit, autonomes Fahren oder Sicherheitsüberwachungen an Flughäfen. Was ich Ihnen verraten kann ist, dass wir bei Neura Robotics der Meinung sind, dass rein optische Systeme wie Kameras insbesondere aufgrund der Okklusionsthematik nicht in der Lage sein werden, Menschen sicher zu detektieren, auch wenn man so sicherlich viele andere Applikationen umsetzen kann.
Maira heißt der neue kognitive Cobot, der zusammen mit dem Leichtbauroboter Lara und dem FTS Mav das Portfolio von Neura Robotics ergänzt. Dabei handelt es sich um eine Kinematik, die nicht nur alle modernen Features von heutigen Cobots vereint, sondern geradezu kognitive Eigenschaften besitzt. Der Roboter reagiert auf Gesten sowie Ansprache und hat ein genaues Bild von seiner Umwelt im 'Kopf'. Beste Voraussetzungen für eine echte Zusammenarbeit von Mensch und Maschine.
Bild: Neura Robotics GmbHNeura Robotics hat im Rahmen einer Online-Veranstaltung drei neue Produkte vorgestellt: den kollaborativen Leichtbauroboter Lara, das fahrerlose Transportsystem Mav und den kognitiven Cobot Maira.Bild: Neura Robotics GmbH
Lowcost-Cobot und FTS
Durch den Online-Launch der neuen Produkte führte CEO David Reger. Der erste Teil der Veranstaltung drehte sich um die bereits in ROBOTIK UND PRODUKTION 1/2021 vorgestellten Roboter Lara und Mav. Der Leichtbau-Cobot Lara ist in zwei Versionen verfügbar, einmal mit 80cm Reichweite und 5kg Traglast und einmal mit 100cm Reichweite und 10kg Traglast. Der Sechsachser ist nach IP66 geschützt und soll sich in erster Linie durch seinen günstigen Preis, leichte Bedienbarkeit und hohe Präzision auszeichnen. Auch der mobile Roboter Mav verfügt über eine intuitive Nutzeroberfläche. Er lässt sich nicht nur traditionell über ein User Interface, sondern auch per Gesten oder Stimme steuern. Das 400kg schwere FTS mit einer Traglast von 1,5t, einer Genauigkeit von ±5mm und einer maximalen Geschwindigkeit von 2m/s ist von seinen Maßen her auf gängige Palettengrößen angepasst. Es verfügt über eine Akku-Laufzeit von 12h und ist in etwa einer Stunde wieder komplett aufgeladen. Aufgrund eingebauter Laserscanner und 3D-Kameras verfügt das FTS über drei Sicherheitszonen, innerhalb derer 360° um den mobilen Roboter herum Hindernisse sowie Objekte jeder Art erkannt werden können. Praktisch für den Einsatz in Industrie und Lager sowie Handel ist die Kombination aus Mav und Lara sowie Mav und Maira in der Lage, mobile Manipulationsaufgaben durchzuführen, wodurch flexiblere Produktionsabläufe gestaltet werden können als mit rein stationären Manipulatoren.
Cobot mit kognitiven Eigenschaften
Last but not least präsentierte Reger den neuen Roboter Maira, den es in in Ausführungen mit sechs oder sieben Achsen gibt. Drei verschiedene Größen stehen zur Wahl: S (18kg/1m), M (15kg/1,4m) und L (11kg Traglast/1,6m Reichweite). Die Kinematik weist neben der IP65-Schutzklasse eine hohe Steifigkeit auf. Zusätzlich sind alle Kabel und Medien im Inneren verlegt, um Störquellen bei der Applikationsdurchführung zu vermeiden - darunter befinden sich drei Anschlüsse für Luft sowie die Schnittstellen Ethercat, Modbus, Can, IO Link und GpiO. Maira bietet eine maximale Geschwindigkeit von 4,5m/s. Der Roboter verfügt über individuell programmierbare Status-LEDs an jeder Achse. Die Wiederholgenauigkeit liegt bei bis zu ±0,01mm. "Das wirklich Einzigartige ist aber die spezielle, im Kopf verbaute Sensorik sowie das Sicherheitskonzept Safe Human Detection", erklärte der CEO. Denn hier wurden nicht nur der Kraftsensor und ein Touch-Bedienfeld, sondern auch eine Force-Sensitive Skin, ein 3D-Mikrofonarray für die Spracherkennung sowie optional eine 3D-Vision-Kamera integriert.
Bild: Neura Robotics GmbHSmarte Algorithmen und Funktionen
Das erlaube ganz neue Wege der Programmierung: Neben HMI oder Freihandführung lässt sich Maira auch per Sprachbefehl oder Gesten steuern. Durch eine Record-Funktion kann das Teachen per Hand aufgenommen werden. Das gilt auch für die dabei aufgewendete Kraft, denn Maira verfügt über einen selbstentwickelten 6-DoF-Force-Torque-Sensor im Roboterflansch. Über einen 3D-Voice-Sensor reagiert der Cobot auf Sprachbefehle und antwortet dem Bediener auch, um eine für Menschen natürliche Kollaboration zu ermöglichen. Es gibt mehrere Touch Buttons und eine sensible Touch Skin für das Programmieren linearer Bewegungen. Auf dem Graphical User Interface lassen sich Trajektorien per Drag&Drop erstellen und mittels Digital Twin des Roboters alle Bewegungen vorab simulieren. In jedem Fall verspricht der Hersteller durch die intuitive Benutzeroberfläche eine unkomplizierte Inbetriebnahme, ohne dass Expertenwissen benötigt wird. Parallel lassen sich aber auch verschiedene Programmiersprachen nutzen, z.B. ROS und Python. Die offene Software Architektur erlaubt es fortgeschrittenen Usern, tief in das System einzugreifen und erleichtert dadurch die Entwicklung eigener Anwendungen. Angereichert mit smarten Algorithmen erlaubt der Roboter Funktionen wie automatische Objekterkennung bzw. Identifikation oder das Picken bekannter und unbekannter Objekte.Weiterhin ist er in der Lage eine Kartierung der Umgebung vorzunehmen, welche ein digitales Abbild der Umwelt und der dort befindlichen Objekte erzeugt.
Bild: Neura Robotics GmbHNeuartiges Sicherheitskonzept
Neura Robotics hat für seinen kognitiven Cobot nicht nur ein eigenes Motorenkonzept und Encoder-Design entwickelt, sondern auch das Sicherheitskonzept Safe Human Detection, mit dem eine Zertifizierung nach Kat3/SIL3/Pld angestrebt wird. Laut Hersteller erkennt der Cobot einen in der Nähe befindlichen Menschen, egal welchem Teil des Roboters er sich nähert. Zudem sei Maira auch in der Lage, dafür zu sorgen, dass das im Endeffektor eingespannte Werkzeug den nötigen Sicherheitsabstand zum menschlichen Bediener hält, egal um welches Werkzeug es sich handelt, egal in welcher Anwendung und unter welchen Umgebungseinflüssen der Cobot zum Einsatz kommt. (fiz)
Während Sie Ihren Cobot Lara unter anderem als Lowcost-Cobot bezeichnet haben, wurde auf der offiziellen Produktvorstellung nichts über den Preis von Maira gesagt. Wie sieht denn die Preisstruktur Ihrer Roboter aus?
David Reger: Aufgrund der vertikalen Ausrichtung unseres Portfolios können wir eine attraktive Preisgestaltung für unsere Produkte vornehmen. Somit bieten wir Lara in der 5kg-Variante für 15.000? und die 10kg-Version für 21.000? in der Basisausführung an. Aufgrund der großen Anzahl an verbauten In-House-Komponenten können wir Maira Pro S für 31.900? mit der Basisausstattung und für 42.500? in der All-Inclusive-Ausführung anbieten. Maira Pro M bieten wir in der Basisversion für 33.900? und in der All-Inclusive-Version für 44.500? an. Maira Pro L hat einen Basispreis von 35.900? und einen All-Inclusive-Preis von 45.500?. Unsere Roboter lassen sich modular je nach den Anforderungen des Kunden ausstatten. Außerdem gibt es neben Hardwareoptionen auch Softwarepakete.
Eine Eigenschaft von Maira haben Sie in Ihrem Produkt-Launch immer wieder betont: die hohe Präzision. Wie erreichen Sie diese? Wie hoch ist die Absolut- und wie hoch die Wiederholgenauigkeit tatsächlich? @Interview_Grundschrift:Reger: Die hohe Präzision ergibt sich aus dem Zusammenspiel von mehreren Faktoren. Das Doppelgabelkonzept gewährt unserer Kinematik eine hohe Steifigkeit, die die Grundvoraussetzung für hohe Präzision bildet. Weiterhin haben wir zusätzliche Designelemente wie eine Honey-Comb-Struktur für unsere Gußteile entwickelt. Als zweite Komponente kommt unsere selbstentwickelte Encoder-Technik zum Einsatz, die eine höhere Auflösung als die sonst gängigen, in Cobots verbauten Geber liefert. Wir haben zusätzliche Sensorik in unseren Achsen verbaut, die uns Daten liefert, die positive Effekte auf unsere Präzision haben. Zu guter Letzt kommen wir auf die Genauigkeit zu sprechen. Hierfür haben wir einen Kalibrierungsansatz entwickelt, der klassische Modellierungsmethoden mit modernen Ansätzen aus dem Machine Learning verheiratet und somit neben der durchaus guten Präzision eine hohe Genauigkeit liefert und robust gegenüber sich ändernden Umgebungseinflüssen ist. Zusätzlich haben wir eine In-Field-Calibration-Methode entwickelt, die ohne teures Equipment, wie z.B. Laser Tracker, und ohne große Expertise genutzt werden kann, um den Roboter bei Bedarf im Feld bezüglich der Umgebungseinflüsse zu kalibrieren. Kommen wir nun zu den Fakten: Maira verfügt über eine Wiederholgenauigkeit von 6 bis 10µm. Unsere Absolutgenauigkeit liegt bei 0,2mm. Sie haben für Maira ein eigenes Encoder-Design sowie ein spezielles Motorenkonzept entwickelt. Könnten Sie dies bitte noch etwas genauer ausführen? @Interview_Grundschrift:Reger: Unsere Encoder liefern eine Auflösung von 25Bit. Wir planen, sie zeitnah als eine eigene Produktserie zu vertreiben, da wir erkannt haben, dass es eine große Nachfrage nach solch hochauflösenden Encodern in anderen Branchen gibt und wir positive Erfahrung mit der Integration in Produkte von ausgewählten Partnern gemacht haben. Unsere Motoren werden bei uns Inhouse entwickelt und gefertigt. Die hohe Produktionstiefe unseres Unternehmens erlaubte es uns, während der Prototyping-Phase mit einem hohen Tempo verschiedene Motordesigns zu evaluieren, wodurch wir unsere Systeme hinsichtlich der Performance verbessern konnten. Dadurch, dass wir viele Komponenten, wie die Encoder, Motoren, Kraftsensoren und andere Sensoren, selbst fertigen, können wir hochperformante Robotersysteme anbieten. @Interview_Grundschrift: Maira kann nicht nur einen Menschen in der Nähe erkennen, sondern auch sicherstellen, dass das im Endeffektor eingespannte Werkzeug den nötigen Sicherheitsabstand hält. Wie erreichen Sie das? @Interview_Grundschrift:Reger: Unsere Safe Human Detection ist eine Eigenentwicklung, die Menschen von anderen Objekten in der Umgebung trennen und unterscheiden kann. Der Sensor verfügt über einen 360°-Rundumblick und kann Menschen auf einer Distanz von 3m sicher detektieren. Die redundante Auslegung des Systems entspricht den gängigen Grundlagen der funktionalen Sicherheit, was elementar für eine solch sicherheitsrelevante Schlüsselkomponente ist. Verschattungen durch gängige Endeffektoren werden durch unsere intelligenten Modellierungsansätze abgefangen. Wie wir das genau erreichen, ist ein Betriebsgeheimnis, da dieser Sensor bei der entsprechenden Serienreife ein großes Potential besitzt, auch in anderen Bereichen genutzt zu werden. Beispiele wären die allgemeine Maschinensicherheit, autonomes Fahren oder Sicherheitsüberwachungen an Flughäfen. Was ich Ihnen verraten kann ist, dass wir bei Neura Robotics der Meinung sind, dass rein optische Systeme wie Kameras insbesondere aufgrund der Okklusionsthematik nicht in der Lage sein werden, Menschen sicher zu detektieren, auch wenn man so sicherlich viele andere Applikationen umsetzen kann.
Neura Robotics GmbH
Dieser Artikel erschien in ROBOTIK UND PRODUKTION 2 (März) 2021 - 30.03.21.Für weitere Artikel besuchen Sie www.robotik-produktion.de
