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Kameras helfen Roboter beim Aufnehmen von Bauteilen

Automatisierung
Kameras helfen Roboter beim Aufnehmen von Bauteilen

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Die Schweizer Firma Asyril nutzt Bildverarbeitungssysteme und „intelligente Vibration“, um Robotern das Greifen von Schüttgut-Bauteilen zu erleichtern. Dabei setzen die Eidgenossen auf Kameras des Herstellers SVS-Vistek.

Der legendäre „Griff in die Kiste“, also das Greifen von ungeordneten Teilen mit einem Roboter, ist praktisch auf jeder Automatisierungsmesse zu sehen. Trotz großer technischer Fortschritte ist diese Aufgabe immer noch eine Herausforderung, denn bevor der Roboter ein Bauteil greifen kann, muss ein Bildverarbeitungssystem dieses zunächst erkennen und dem Roboter dann Position und Orientierung der Greifpunkte kommunizieren. Mit konventioneller Technik ist das immer noch ein langsamer, mehrstufiger Prozess. Liegen die Bauteile chaotisch durcheinander und verdecken sich auch noch teilweise, dann wird der Vorgang immer komplexer und dauert.

Das Unternehmen Asyril verfolgt bei diesem Prozess einen neuen Ansatz und baut effiziente Zuführsysteme für Roboter. Dabei arbeiten die Schweizer mit einem einfachen, aber im Detail sehr innovativen Trick: Die neben- und übereinander in einer Kiste liegenden Schüttgut-Objekte werden über einen Beschickungstrichter auf eine Vibrationsplattform geleitet, vereinzelt und so positioniert, dass sie mit einem Roboter einfach gegriffen werden können.

Die Idee der Eidgenossen geht dabei weit über herkömmliche mechanische Systeme wie Rütteltöpfe hinaus. „Bei unserem Zuführsystem werden die Daten des integrierten Bildverarbeitungssystems genutzt, die Vibrationen der Plattform so zu steuern, dass die Objekte vereinzelt werden“, erklärt Aymeric Simonin, Produktmanager bei Asyril. „Die Kameras liefern die notwendigen Daten nahezu in Echtzeit und sorgen so dafür, dass die Teile isoliert und in eine für den Roboter optimale Greiflage gebracht werden.“ Man könnte also von einer „intelligenten Vibrationen“ sprechen, durch die der Zugriff für den Roboter zum Kinderspiel wird. Um die Geschwindigkeit weiter zu optimieren, sendet das System die Daten über die ersten erkannten, gut platzierten Bauteile bereits an den Roboter, bevor das gesamte Bild ausgewertet ist.

Die technische Grundlage für diese Lösung sind flexible Feeder mit der Bezeichnung Asycube. Diese patentgeschützte Vibrationstechnik mit drei Achsen haben die Schweizer selbst entwickelt, fertigen sie im eigenen Haus und setzen sie in ihren Zuführsystemen ein. Die Aktuatoren versetzen dabei eine Vibrationsplattform in Schwingungen, die sich hinsichtlich Stärke, Frequenz und Dauer steuern lassen.

Das zweite Kernelement der Feeder-Lösung ist das integrierte Vision-System Smartsight, das die Qualität der Vereinzelung beurteilt und die Positionen der ersten, optimal liegenden Teile bestimmt. Hier setzten die Schweizer auf Kameras der Exo-Serie des Herstellers SVS-Vistek mit Auflösungen zwischen 1,6 und 12 Megapixel. Die Kameras übernehmen neben der Bildaufnahme auch die Steuerung des Lichts und machen somit einen zusätzlichen Strobe-Controller überflüssig. Dadurch wurden die Hardware-Kosten für das Gesamtsystem reduziert, denn Auflicht und Durchlicht mit kurzen Blitzzeiten lassen sich direkt aus den Power-Ausgängen der Kamera bedienen.

„Unsere Technik ist flexibel und eignet sich für lose Teile und Komponenten aller Geometrien“, versichert Simonin. Die Größe kann dabei von 0,1 mm und darunter bis zu 150 mm reichen. Die eingesetzten Feeder ermöglichen dabei nach eigenen Angaben eine schonende Zuführung. Das kann je nach Anwendungsfall ein entscheidendes Kriterium sein. Die Feeder sind zudem modular aufgebaut und lassen sich daher schnell an die Eigenschaften der Objekte anpassen. Für diese Flexibilität in der Konfiguration sorgt neben leicht auswechselbaren Hardware-Modulen auch die einfach zu bedienende, PC-basierte Bildverarbeitung.

Ein Roboter, der schneller greift, steigert die Effizienz der übergeordneten Lösung

„Bei der Umstellung auf andere Produkte werden die Vorteile eines programmierbaren Feeders offensichtlich“, unterstreicht Simonin. „Die Konfiguration erfolgt schnell per Software und spart teure Hardware-Rüstzeiten.“ Insbesondere in Märkten mit kurzen Produktlebenszyklen oder kleinen Serien ist das ein großer Vorteil. Bei der Realisierung des integrierten Vision-Systems arbeiten die Schweizer mit dem Unternehmen Fabrimex aus Volketswil zusammen, die als Partner von SVS-Vistek deren Kameratechnik zu maßgeschneiderten optischen Lösungen aus einer Hand komplettieren.

Unterm Strich beschleunigt die Technik von Asyril den Zugriff von Robotern auf Einzelteile und Schüttgut, was die Effizienz der Gesamtlösung erheblich steigert. „Wir sind in der Schweizer Uhrenindustrie mit ihren hohen Anforderungen verwurzelt“, erzählt Simonin. „Doch die Vorzüge unserer Technik haben sich mittlerweile auch in anderen Märkten bewährt“. Hierzu gehören neben der Automotive- und Elektronik-Industrie auch Anwendungen aus dem medizintechnischen Bereich. (ub)



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