IVC-3D übernimmt Positionierung und Qualitätssicherung

18. September 2015

Präzise Steuerung eines Pick-Roboters

Die Verpackung von Nahrungsmitteln – ob im Rohzustand oder bereits in der Primärverpackung – erfordert heutzutage einen hohen Automationsgrad. Um die Möglichkeiten von Pick-Applikationen zu erweitern und Ausschuss zu reduzieren, haben der weltweit operierende Roboterhersteller ABB und SICK eine Lösung entwickelt, die der Steuerung von Pick-Robotern eine weitere Dimension hinzufügt. Diese Lösung basiert auf 3D-Vision-Technologie von SICK und Robotertechnologie von ABB.

 

Flexpicker
In den meisten Fällen werden Objekte auf Förderbändern transportiert und von Robotern aufgenommen und sortiert oder verpackt. Objekte unterschiedlicher Größe und Dicke, die auf Förderbändern in zufälligen Positionen ankommen, stellen eine besondere Herausforderung für Roboter dar: Sie müssen sich an diese natürlichen Gegebenheiten anpassen, um die Objekte aufnehmen zu können.

 

Die Lösung: Ein 3D-Vision-System

2D-Vision-Systeme detektieren Objekte anhand des Kontrasts und der Farbe, 3D-Vision-Systeme liefern zusätzlich Informationen über Höhe und Volumen des Objektes. Dadurch können Objekte präziser und zuverlässiger detektiert werden – auch wenn der Kontrast zwischen Objekt und Hintergrund gering ist oder variiert, Größe und Form der Objekte variieren oder wenn das Förderband breit genug ist, um Positionsverzerrungen in einem 2D-Vision-System zu verursachen.

 

Der Schlüsselfaktor für den Prozess: Die Objekthöhe

IVC3D_FlexpickerDie Information über die Objekthöhe ist ein entscheidender Faktor bei der Verbesserung von Kommissionierprozessen. Mit einem 3D-Vision-System kann ein Roboter Objekte sehr schnell und sicher aufnehmen – ohne mit ihnen zu kollidieren. Dies erhöht nicht nur den Durchsatz, sondern reduziert auch das Risiko von Beschädigungen. Darüber hinaus bietet diese Technologie zahlreiche Möglichkeiten für die Volumen- und Gewichtsinspektion und die Detektion von unregelmäßig geformten Objekten.

 

Gute Teamarbeit

SICK und ABB haben gemeinsam eine Lösung entwickelt, die Komponenten beider Unternehmen vereint: SICKs Teil der Lösung besteht aus dem 3D-Vision-Sensor IVC-3D und dem „Belt Picking Toolkit“ – einer Software, die es dem IVC-3D ermöglicht, Objekte anhand ihrer Höhe zu detektieren. Für eine einfache Inbetriebnahme verfügt das Toolkit über eine grafische Benutzeroberfläche zur Einstellung der Objekt- und Förderbandparameter. Mithilfe eines einfachen, schrittweise geführten Workflows lassen sich Kamera und Roboter in einem gemeinsamen Koordinatensystem kalibrieren. Der vorkalibrierte IVC-3D vereint Beleuchtung, Bildaufnahme und Bildanalyse in einer einzigen Kamera. IVC-3D kann per Lasertriangulation Daten in drei Dimensionen erfassen und übertragen – ein Plus bei Aufnahme und Handling von schwer zu erfassenden Objekten. Die übertragenen Daten enthalten sowohl dreidimensionale Positionsdaten als auch Timing-Informationen – die Kombination dieser beiden Datensätze ermöglicht es ABB, Kommissionierprozesse sowohl räumlich als auch zeitlich zu steuern.

3D-Vision-Sensor IVC-3D. Rechts als Variante mit Edelstahlgehäuse

3D-Vision-Sensor IVC-3D. Rechts als Variante mit Edelstahlgehäuse

 

ABBs Teil der Lösung besteht aus seinen bewährten Roboterlösungen. Am häufigsten kommt der schnelle Roboter IRB360 FlexPicker™ sowie leistungsstarke Mastersteuerungen für Roboterlinien zum Einsatz, v. a. die Software PickMaster™. Diese Software bildet die Schnittstelle zwischen dem 3D-Vision- Sensor und den Robotern. Die Roboter werden kontinuierlich mit Informationen gespeist, die sie führen und auf den Koordinaten des IVC-3D und den Bewegungen des Förderbands basieren. Die Roboter benötigen diese Informationen, um Objekte zur richtigen Zeit und am richtigen Ort aufzunehmen. Die Objekte werden dadurch korrekt und zuverlässig aufgenommen, was diese Lösung für die meisten Nutzer im Bereich der Fördertechnik attraktiv macht.

 

Flexible Einsatzmöglichkeiten ermöglichen schonendes Produkthandling

IVC-3D liefert dreidimensionale Positionsdaten und Timing-Informationen

IVC-3D liefert dreidimensionale Positionsdaten und Timing-Informationen

Dank der höhenbasierten Objektdetektion und Führung werden Qualitätsverluste und Maschinenausfallzeiten bei anspruchsvollen Pick-Applikationen reduziert. Unregelmäßig geformte Objekte wie in Schlauchbeutel verpackte Pasta, frischer Käse, Nüsse, gefrorene und dadurch zerbrechliche Beeren und Gemüse etc. können jetzt schonender behandelt werden. Selbst wenn Form, Kontrast, Ausrichtung und Größe der Beutel variieren: Im Vergleich zu 2D-Technologien arbeitet ein 3D-Vision-System von SICK aufgrund der Detektion auf Basis der Objekthöhe fehlerfreier und das Set-up ist einfacher. Daher können Pick-Roboter Produkte kontrollierter aufnehmen und ermöglichen dadurch eine schonendere Verarbeitung von Nahrungsmitteln – mehr Genuss für den Verbraucher inklusive.

 

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