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Drei Systembeispiele für den „Griff in die Kiste“

| Redakteur: Gerd Kucera

Der sichere Griff in die Kiste mit chaotisch bereitgestellten Objekten gehört zu den anspruchsvollsten Roboterapplikationen. Embedded-Architektur, 3D- und Quad-Kamera-Sensorik sowie integriertes WAN bringen die Roboterführung voran. Drei beispielhafte Lösungen stellt dieser Artikel vor.

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Mit nur einem Scan können gleich mehrere Bauteile erfasst und nacheinander abgegriffen werden, um die Zykluszeiten zu verkürzen.
Mit nur einem Scan können gleich mehrere Bauteile erfasst und nacheinander abgegriffen werden, um die Zykluszeiten zu verkürzen.
(Bild: ISRA VISION)

Erste Lösungsversuche für das Bin Picking wurden bereits Mitte der 1980er Jahre entwickelt, allerdings ist die robotergeführte Vereinzelung noch immer Gegenstand aktueller angewandter Forschung. Die Herausforderung besteht beispielsweise darin, aus einem Transportbehälter ungeordnete Teile zu entnehmen und diese einer Montage- oder Bearbeitungsanlage zuzuführen. Eine manuelle Entnahme ist möglich, erfordert aber hohen personellen Einsatz für eine Arbeit, die keine Fehler toleriert. Auch hat diese Arbeit oft unter schwierigen sicherheitstechnischen Bedingungen zu erfolgen.

Ein anderes Beispiel ist das Be- oder Entladen von Bearbeitungsmaschinen. Für eine Vielzahl von Anwendungen reicht die gleichförmige Roboterbewegung nicht aus; sie muss auch auf Änderungen der Objektlage reagieren können. Mit Verfügbarkeit entsprechender 3D-Sensoren und deren unterschiedlichen Funktionsprinzipien befassen sich Forscher mit der Analyse von Entfernungsdaten zur Lösung des sicheren Griffs in die Kiste.

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ISRA VISION ist seit der Gründung 1985 Experte für Bildverarbeitung und verbessert seit Anfang der 90er Jahre seine Robot-Vision-Systeme. Eine erprobte optische Lösung für den zuverlässigen „Griff in die Kiste“ hat man jetzt mit Embedded-Technologie und verdoppelter Scan-Geschwindigkeit vorgestellt. Integrierte Kameras sind mit einem Embedded-PC kombiniert und verkürzen Scan- und Auswertungszeiten des auf Robustheit ausgelegten Systems.

IntelliPICK3D-PRO heißt die neueste Systemvariante. Mit dem Embedded-PC verzichtet das Sensor-Design vollständig auf weitläufige Verkabelungen zwischen Kamera und PC, womit die Datenübertragung derzeit höchstmögliche Geschwindigkeit erreichen soll. Anwender profitieren von kürzeren Scanzeiten und einer beschleunigten Datenverarbeitung. Board-Level-Kameras verdoppeln die Bildauflösung – dadurch erkenne der Sensor auch komplexe Objektformen zuverlässig und sicher.

Eine Lösung mit Embedded-PC und integriertem WLAN

Der IntelliPICK3D-PRO ist speziell für die täglichen Aufgaben an Produktionslinien ausgelegt. Augensicher ist die Laserbeleuchtung, die auch bei großen Distanzen zum Container, einfallendem Umgebungslicht und rauen Produktionsbedingungen eine detaillierte Bildaufnahme mit hoher Tiefenschärfe ermöglicht. Kleine Teile ab 15 mm Objektausdehnung bis hin zu größeren von 2000 mm werden auch in komplexen Lagen sicher detektiert und gegriffen, konstatiert ISRA. Verschmutzte Oberflächen erkenne das System ebenso zuverlässig wie glänzende oder matte Bauteile. Eine intelligente Kollisionsvermeidung plant automatisch die richtigen Greifpunkte und ermöglicht einen störungsfreien Betrieb. Durch eine Software-Erweiterung toleriert das System außerdem verschiedene Behälterpositionen und -typen, um eine unterbrechungsfreie und prozesssichere Versorgung der Produktionslinie zu unterstützen.

Ein Scan und bis zu 15 Bauteile in Folge entnehmen

Zusätzlich zur besonderen Belastbarkeit erlernt das System neue Teilformen anhand eines CAD-Datensatzes, was den Maschinenstillstand für das Einlernen neuer Objekte minimiert. Gleichzeitig ermöglicht die Embedded-Ausstattung eine zügige Verrechnung der Bildinformationen und senkt den Zeitaufwand des Greifzyklus. Der sogenannte Fast Collision Check, mit dem nach einem Scan bis zu 15 Bauteile in Folge entnommen werden können, spart zusätzliche Zeit. Alle IntelliPICK3D-PRO-Sensoren sind vorkalibriert; eine automatische Kalibrierung von Sensor und Roboter sowie eine einfache Benutzerführung im Einrichtungsprozess erleichtern die Inbetriebnahme zusätzlich. Die Systeme sind kompatibel zu allen Standard-Kommunikationsschnittstellen und mit ihrem flexiblen Montage-System in jeder Umgebung installierbar.

Je nach geplantem Anwendungsbereich bietet die IntelliPICK3D-Reihe passende Lösungen: das MiniPICK3D-System für das Greifen besonders kleiner Bauteile, PowerPICK3D für besonders schnelle Prozesse sowie verschiedene Baugrößen des IntelliPICK3D, abgestimmt auf die jeweilige Containergröße. Als Teil des Portfolios Touch & Automate werden IntelliPICK3D-PRO-Sensoren serienmäßig mit WLAN ausgestattet. Damit sind sie für die Zukunft der industriellen Produktion und auf die Bedürfnisse der INDUSTRIE 4.0 vorbereitet.

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