Robot-Vision optimiert automatisiertes Bestücken
Wie ein Hochleistungs-Bildverarbeitungssystem die Performanceprobleme einer Roboterzelle für automatisiertes Bestücken löste
“Die automatische Erkennung von mehr als 100 Bauteilen für diese Pick-and-Place-Aufgaben stellte ein große Herausforderung dar. Dennoch haben wir das Problem dank des Einsatzes von Robot-Vision für die Maschinenbestückung sehr zufriedenstellend gelöst – und unserem Kunden die perfekte Lösung geliefert.“
Olav K. Sjørslev, Sales Manager bei QRS
In Zeiten immer knapperen Personals, immer komplexerer Lieferketten und immer kostspieligeren Produktionsstätten wird die Fähigkeit, Aufgaben mit geringer Wertschöpfung (wie die Maschinenbestückung) mit wenig oder gar ohne manuellen Eingriff effizient zu automatisieren, zu einem echten Wettbewerbsvorteil.
Bei Danfoss, einem dänischen Hersteller von Mobilhydraulik sowie elektronischen und elektrischen Komponenten, erkennen und bewegen Robotersysteme, die mit 3D-Sensoren ausgestattet sind, jetzt zuverlässig und präzise eine große Anzahl verschiedener Komponenten.
In der neuen Produktionslinie, die der dänische Integrator Quality Robot Systems (QRS) realisiert hat, übernehmen insgesamt sechs KUKA-Roboter Arbeitsschritte, die bisher manuell ausgeführt wurden. Dabei müssen die Roboterzellen bis zu 100 verschiedene Bauteile ohne manuellen Eingriff erkennen und bewegen.
“Die Anforderung an die Roboterzellen bei Danfoss war eine vollautomatische Zuführung der Bauteile ohne manuellen Eingriff. Es liegt auf der Hand, dass diese Aufgabe bei der großen Variantenvielfalt nur mit einem Robot-Vision-System gelöst werden kann“, erklärt Olav K. Sjørslev, Sales Manager beim KUKA Integrationspartner QRS.
Die Alternative, nämlich die Rohlinge akribisch geordnet und ausgerichtet zuzuführen, war wirtschaftlich einfach nicht machbar.
Stattdessen kommen die Objekte in Standard-Rollboxen an der ersten Roboterstation an. Sie werden zwar kartonweise sortiert, aber die Kartons werden mehr oder weniger wahllos übereinander gestapelt. Außerdem trennen Papierbögen die Schichten der Objekte.
Um die Herausforderungen der Objekterkennung zu meistern, profitiert QRS von der engen Partnerschaft mit KUKA. Denn wenn es um Robot-Vision-Systeme, Pick-and-Place-Anforderungen und Objekterkennung geht, setzt KUKA auf seinen Münchner Partner Roboception und dessen 3D-Stereosensor rc_visard.
Bei Danfoss erkennt der rc_visard (unter Verwendung der SilhouetteMatch-Software) zuverlässig die Position und Orientierung der flachen, ungeordneten Objekte auf der ebenen Papieroberfläche. Gleichzeitig liefert er dem Roboter die Greifpunkte für den Pick-and-Place-Prozess.
Eine 2D-Lösung schied für dieses Projekt der Maschinenbestückung schnell aus: Die Papierbögen sind nicht immer ganz plan oder können durch die Bauteile verölt sein. Bei Tests mit anderen Systemen hatte die Kamera Abdrücke teilweise als Werkstücke fehlinterpretiert. SilhouetteMatch hingegen erkennt genau, welche Bauteile der Roboterzelle zugeführt werden. Es überträgt zuverlässig die passenden Greifpunkte für einen KR CYBERTECH von KUKA.
“Bis zu diesem Projekt waren unsere Erfahrungen mit Kamerasystemen nicht besonders gut. Wir haben uns in den letzten zehn Jahren verschiedene Systeme angeschaut, aber keine einzige 3D-Vision-Lösung gefunden, die unseren Anforderungen entsprach.
Was auf einer Messe oder im Vorführraum eines Herstellers funktioniert, ist unter realen Bedingungen oft nicht praktikabel einsetzbar.”
Quality Robot Systems (QRS) ist ein dänischer KUKA Systempartner und Experte für industrielle Roboterautomation, der von der ersten Planung und Konstruktion bis zur Lieferung, Installation und Wartung einer neuen Roboterzelle die gesamte Kette abdeckt. Etwa 35 Mitarbeiter arbeiten in der Zentrale in Vissenbjerg und vor Ort bei Kunden in ganz Dänemark. Subunternehmen unterstützen bei der Herstellung und Lieferung von Peripheriegeräten für diese Automatisierungssysteme.
Der rc_visard 160 ist ideal für die statische Montage über dem Arbeitsbereich: Er ist für Sichtabstände von mehr als 50 cm ausgelegt.
Der rc_randomdot Musterprojektor sorgt für optimale Ergebnisse auch bei schwierigen Objekten. Er stellt eine zuverlässige Erkennung in allen Lichtverhältnissen sicher.
Dieses Softwaremodul ermöglicht es dem rc_visard, die Position und Orientierung von vergleichsweise flachen Objekten zu bestimmen, die auf einer Ebene positioniert sind. Es ist perfekt für diese anspruchsvolle Anwendung geeignet.
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