Bildverarbeitungsgeführte Robotertechnik

 

Die Komplettlösungen zur Positionsbestimmung mit Bildverarbeitung sind kundenspezifische Bildverarbeitungsapplikationen einschließlich Engineering zur Objekterkennung, Lage- und Positionsbestimmung von Werkstücken. Sie dienen zur 2D- und 3D-Positionskorrektur sowie zur Bahnführung von Handhabungssystemen und Robotern. Kundenspezifische Bildverarbeitungslösungen werden für anspruchsvolle Anwendungen bei hoher Teilevarianz, schwierigen Beleuchtungsverhältnissen, ungünstigen Umgebungsbedingungen und für komplexe Bereitstellungssituationen realisiert. 
Die Kameras und Lasersensoren sowie die Beleuchtungen können stationär oder mobil am Handhabungssystem bzw. am Roboterarm installiert sein. 
Eine Lösung umfasst in der Regel mehrere anwendungsspezifisch ausgewählte Kameras mit Objektiven und Beleuchtungen oder Lasersensoren, einen leistungsfähigen Auswerterechner sowie die anwendungsspezifische Auswertesoftware. Dazu gehören die Applikationstechnik mit Vorversuchen, die Programmierung von Bildauswertesoftware, Bedieneroberfläche und Schnittstelle zur Robotersteuerung für die Übergabe der Korrekturwerte sowie die Montage und Inbetriebnahme.

Die Positionsbestimmung wird anwendungsspezifisch mit unterschiedlichen Verfahren realisiert, wobei zur berührungslosen Erfassung sowohl Kameras als auch Laserabstandssensoren eingesetzt werden können. Ziel ist, die Position der Werkstücke in XY-Richtung, deren Drehlage sowie auch deren Höhenlage in Z-Richtung zu bestimmen. 
Bei Objekten mit bekannter Größe lässt sich eine 2,5D-Positionsbestimmung durchführen, die auf dem Effekt basiert, dass Objekte abhängig vom Abstand zur Kamera unterschiedlich groß abgebildet werden. Im Rückschluss kann über die Abbildungsgröße der Abstand vom Werkstück zur Kamera ermittelt werden. 
Für eine genaue Höhenmessung wird dagegen ein 3D-Bildverarbeitungssystem benötigt, welches die Werkstücke entweder durch mehrere Kameras aus mehreren unterschiedlichen Aufnahmewinkeln betrachtet oder mit Hilfe von Laserabstandssensoren ein zweidimensionales Höhenprofil Stück für Stück erfasst. Von der Auswerteelektronik werden die einzelnen Aufnahmen anschließend zu einem 3D-Koordinaten-Datensatz verrechnet. Das berechnete Positionsergebnis wird gegebenenfalls nach einer Koordinatentransformation anschließend als Korrekturwert an die Steuerung eines Roboters oder einer Handhabungseinrichtung von Bearbeitungsmaschinen übermittelt.