Mit zuverlässiger Objekterkennung zum sicheren Griff in die Kiste

Anbieter zum Thema

Urma AG Werkzeugfabrik

PARTSCLOUD GmbH

Mikron Switzerland AG, Division Tool

Liebherr-Verzahntechnik GmbH

Kern der Herausforderung ist das reibungslose Zusammenspiel verschiedener komplexer Prozesse und Techniken. Für die Leistung, die beim Menschen das Gehirn übernimmt, sind in diesem Fall der Rechner, die Software und die Strategie zuständig. Hinzu kommt, dass jeder der Einzelvorgänge für sich prozesssicher ablaufen muss. Insbesondere die Fortschritte in der Bilderkennungstechnik und die gestiegene Rechenleistung von Standard-PC begünstigten die Prozesssicherheit und damit die Marktreife entscheidend.

Tiefe Kisten erschweren das kollisionsfreie Greifen

Liebherr hat bereits vier Bin-Picking-Zellen bei zwei unterschiedlichen Kunden der Fahrzeugindustrie in der Praxis realisiert. Dabei werden nicht rotationssymmetrische Bauteile unsortiert in Kisten angeliefert und mittels Bin Picking aus der Kiste auf ein Förderband und von einem Förderband in die jeweilige Anwendung (Härteofen oder Fertigungslinie) eingeschleust. Die Bauteile sind unsymmetrische, abgesetzte Komponenten für Baumaschinen.

Die Besonderheit ist, dass der Kunde eine 100-%-Entleerung gefordert hat, die erfolgreich umgesetzt wurde. Eine Verfügbarkeit von über 90 % wird für das Gesamtsystem verlangt und Taktzeiten von 12 s wurden realisiert. Eine weitere Besonderheit ist, dass es sich um sehr große und vor allem tiefe Kisten handelt, die ein kollisionsfreies Greifen erschweren.

Die technische Lösung hat Liebherr in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA entwickelt und praxistauglich erprobt. Die Systeme müssen den Randbedingungen in der realen Produktion, den Kundenvorschriften und den Sicherheitsvorschriften vor Ort jederzeit gerecht werden. Das Fraunhofer-IPA leistete seinen Beitrag auf Basis der langjährigen Forschungen und Erfahrungen in den Bereichen Kamerasysteme und Software.

3D-Laserscanner erkennt die zu greifenden Bauteile

Ein entscheidender Durchbruch gelang beim Objekterkennungssystem: Der 3D-Laserscanner erkennt präzise die zu greifenden Bauteile – Lichteinflüsse von außen, zum Beispiel durch Oberlichter in der Fertigungshalle, spielen keine Rolle. Auch schwarze, braune oder sogar rostige Komponenten werden erkannt. Die zugehörige Software segmentiert, identifiziert und selektiert Informationen über Werkstücke und Randbedingungen in der bereitgestellten Kiste.

Um Teile aus den Ecken der tiefen Kisten direkt mechanisch greifen zu können, sind an den speziell entwickelten Greifern weitere Zusatzachsen (Dreh- und Schwenkachse) notwendig. Denn der sechsachsige Roboter steht sich in den Kistenecken oft selber im Weg und die Gelenke kollidieren mit der Kiste. Die zusätzlichen Achsen ermöglichen die kollisionsfreie Entnahme der Teile aus dem Transportbehälter sowie die anschließende genaue Positionierung, zum Beispiel auf der Vorrichtung zum Bearbeiten. Die Beweglichkeit des menschlichen Greifapparates kann zwar nicht komplett kopiert, aber adäquat nachempfunden werden.

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