Feldebene
13.04.2013

Intelligenter „Griff in die Kiste“

Der so genannte „Griff in die Kiste“ gehört zu den anspruchsvollen Roboterapplikationen. Bisher gibt es nur wenige Roboterinstallationen mit dieser Funktion, da höchste Anforderungen an die Robustheit sowie die Taktzeit gestellt werden...

Der so genannte „Griff in die Kiste“ gehört zu den anspruchsvollen Roboterapplikationen. Bisher gibt es nur wenige Roboterinstallationen mit dieser Funktion, da höchste Anforderungen an die Robustheit sowie die Taktzeit gestellt werden. Mit dem Sensor Shapescan 3D stellt Isra Vision eine flexible Lösung für das „Bin Picking“ zur Verfügung, die nun konsequent weiterentwickelt wurde. Die Anwendung macht eine aufwendige Mechanik zur Vereinzelung von Bauteilen oder den alternativen manuellen Einsatz für die Sortierung überflüssig. Darüber hinaus ermöglicht das „Plug & Automate“-Konzept sogar Anwendern ohne Expertenwissen eine schnelle Installation und Inbetriebnahme dieser Lösung – einmalig im Markt.

 

Auch in modernen Fertigungsbetrieben werden Gitter- oder Euro-Palettenboxen ungeordnet beladen. Oft ist die Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Volumens so besser. Darüber hinaus würde ein geordnetes Beladen zu viel Zeit und Aufwand kosten.

 

Entnahme manuell, mechanisch oder per Roboter

Die Herausforderung besteht nun darin, aus den Transportverpackungen kontinuierlich ungeordnete Teile zu entnehmen und diese einer Montage- beziehungsweise Bearbeitungsanlage zuzuführen. Eine Lösung stellt die manuelle Entnahme dar, die jedoch den Nachteil eines hohen personellen Einsatzes für eine sehr eintönige Arbeit, bei der keine Fehler toleriert werden können hat. Darüber hinaus muss die Arbeit teilweise unter schwierigen sicherheitstechnischen Bedingungen ablaufen. Eine flexible, automatisierte Anwendung kann hier Abhilfe schaffen.

Shapescan 3D: Fortschrittliche Lösung für Bin Packing

Shapescan 3D: Fortschrittliche Lösung für Bin Packing

Die automatisierte Entnahme von Werkstücken aus einer Kiste oder Gitterbox geschieht klassisch über Vereinzelungssysteme wie Rütteltöpfe oder Wendelförderer. Diese sind jedoch laut, platzintensiv, wenig flexibel und zudem kostenintensiv. Robotersysteme für den „Griff in die Kiste“ stellen eine deutlich elegantere und preisgünstigere Methode dar.

Machine Vision Systeme ermöglichen für diese Anwendung den Robotereinsatz. Der direkte „Griff in die Kiste“ führt zu einer hohen Flexibilität bei der Variantenvielfalt der aufzunehmenden Bauteile, da keine werkstückgebundene Sortierer benötigt werden. Aufgrund des geringeren Bedarfs an mechanischen Komponenten werden die Kosten reduziert. Der Shapescan 3D Sensor ermöglicht mit Hilfe zweier Standardkameras und einer speziellen Beleuchtung die genaue Bestimmung der Lage der einzelnen Teile in der Kiste in 3D. Mit der Auswertungsmethode des 3D Shape-Sampling werden zunächst geometrische Primitive in der Punktewolke bestimmt. Die Software setzt dann komplexere Objekte aus diesen Primitiven zusammen. So können unterschiedlich geformte Objektteile in allen Höhenlagen sicher identifiziert und deren Position bestimmt werden. Eine robuste Erkennung der Teilegeometrie auch unsortierter Objekte wird sichergestellt.

 

Plug & Automate für Nichtexperten

Das gesamte Know-how für den automatisierten „Griff in die Kiste“ wird über „Plug & Automate“ den Anwendern unmittelbar zur Verfügung gestellt. Diese können die Lösungen mit dem Sensor selbst installieren und in Betrieb nehmen. Mit einfacher Parametrierung anstelle umständlicher Programmierung wird die 3D-Roboterführung schnell gestartet. Anwender sind nun nicht mehr auf Experten angewiesen, um ihre Anlagen effizient zu automatisieren.

Der Sensor kann stationär über der Kiste befestigt werden. Eine aufwändige Kinematik zum Verfahren des Sensors ist nicht notwendig. Dabei hat er standardmäßig Kisten mit einer Größe bis zu 1.200 mm x 1.000 mm x 800 mm komplett im Blick. Die Arbeitsentfernung beträgt 2.000 mm. Das flexible System auf GigE-Basis arbeitet schnell: Die Scanzeit des Gesamtvolumens dauert minimal eine Sekunde. Die strukturierte Beleuchtung sorgt für schnellste Bildaufnahmen, ohne die Notwendigkeit einer Verschiebung von Sensor, Roboter oder Container. Der Sensor ist unempfindlich gegenüber Umgebungslicht. Außerdem erfolgen die Messungen unabhängig von der Farbe der Bauteile.

Das System liefert eine hohe Genauigkeit und kann auch verschiedene Bauteilentnahmen mit einem Scan realisieren, dadurch wird die Taktzeit deutlich verkürzt. Das kompakte und industriegerechte Design gestattet eine schnelle Integration und Montage. Der Return on Investment wird in kürzester Zeit realisiert. Die Sensoren reduzieren damit nachweislich die Kosten und erhöhen die Flexibilität in der Fertigung.

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