Die Grundlage optisch gesteuerter Roboter

Der Aufschwung von Robotern mit optischen Steuerungen

In der heutigen Zeit sind Roboter aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Die Zeiten, in denen alles per Hand gemacht werden musste ändern sich immer schneller in einer Welt, in der es für alles eine elektronische Lösung gibt. Einige Beispiele dafür sind die Waschmaschine, der Staubsauger-Roboter oder Drohnen, die selbständig fliegen können.

Der Moment, in dem diese Entwicklungen auch in der Industrie sichtbar wurden, ließ nicht lange auf sich warten. Einer der bedeutendsten Anwendung von Robotertechnik in der Industrie ist der Einsatz von Roboterarmen für die Montage von Autoteilen oder für das Schweißen von Konstruktionen.

Robotarm car industryRoboterarm in der Autoindustrie

Diese Roboter hatten aber alle das gleiche große Problem; sie konnten nichts sehen. Die Roboter waren komplett abhängig von der Software die für die jeweilige Aufgabe geschrieben wurde. Jede andere Handlung, Abweichungen in den Produktabmessungen oder einfach das Umpositionieren eines Einzelteils erforderte früher eine Änderung der Software.

Optische Systeme werden dies in Zukunft ändern. Mit dem Aufkommen von intelligenten Kamerasystemen konnte ein Roboter Objekte aufspüren und auf Basis dieser Informationen dann die gewünschte Handlung ausführen. Die einfachen Roboterarme von früher konnten nun in optisch gesteuerte, „kluge“ Roboter umgebaut werden.

Trotz der Tatsache, dass diese intelligente Technologie bereits möglich ist, wie die Teqram-Lösungen belegen, ist dies eine Technologie, die sich ständig weiterentwickelt und mit großen Erwartungen für die Zukunft entwickelt hat.

Produkterkennung: von Laser zu Kamera

Die aktuellen Roboter werden immer schlauer. Wo ein Roboter zuvor völlig auf Software oder ein Skript für eine bestimmte Aktion angewiesen war, ist ein Roboter nun mehr und mehr in der Lage, sich mit Computer-Vision (maschinelles Sehen) zu steuern. Die verschiedenen visuellen Techniken werden so immer weiterentwickelt. Ein bekanntes Beispiel für eine frühe Anwendung dieser Technologie ist die Verwendung eines Laserscanners auf einem Barcode. Durch das Scannen des Barcodes weiß der Roboter, um welches Produkt es sich handelt und welche Arbeiten er vornehmen soll. Diese Technik findet man an vielen Orten im Alltag, wie im Supermarkt oder in Fabriken.

Ein Schritt weiter in dieser Technik ist der QR-Code. Der QR-Code ist sehr schnell mit dem Auftreten des Smartphones ein Begriff geworden. Ein QR-Code ist in den meisten Fällen ein Link, bestehend aus einem Quadrat, bestehend aus einer Reihe von Vierecken. Mit einer Kamera kann dieser QR-Code gescannt werden. Die Software des Telefons übersetzt den Code in einen Internet-Link und öffnet diesen dann automatisch.

Der nächste Schritt in der Entwicklung der Produkterkennung ist das selbstständige Identifizieren mit Hilfe einer Kamera. Diese Technik wird bereits seit mehreren Jahren effektiv entwickelt und die Einsatzmöglichkeiten werden stets größer. Eine Beispiel aus dem Alltag ist ein Kamerasystem an den Schranken von Parkplätzen, welches automatisch Autokennzeichen erkennen kann.

Die wichtigste Verwendung dieser Technik findet sich jedoch in der Industrie. Dank dem Einsatz von schlauen Kameras ist es möglich, Produkte und Objekte automatisch zu erkennen und Arbeiten von einem Roboter ausführen zu lassen. So kann ein Roboter viel effizienter in einer Fabrik eingesetzt werden, weil der Roboter unproblematisch an verschiedenen Orten arbeiten kann.

3D Vision

Die Verwendung von 2D-Kamerabildern wird zunehmend vom Einsatz von 3D-Vision-Bildern abgelöst. Durch den Einsatz mehrerer Sensoren für die Umgebung und Position, kombiniert mit 3D den Scans von Time-of-Flight Lasern können detaillierte 3D Modelle von den Produkten auf einer Palette erstellt werden. Dieser 3D-Scan wird erstellt, indem die Zeit gemessen wird, die der Laserstrahl benötigt, vom Produkt reflektiert und vom Scanner aufgefangen zu werden. Dies hat den großen Vorteil, dass diese Technik auf jeder Oberfläche angewendet werden kann. So wird es möglich, zufällig platzierte Objekte aus einem Behälter oder von einer Palette zu erkennen und diese auf einen Stapel derselben Produkte zu verschieben. Dies wird Bin-Picking genannt.

Software und Algorithmen

Ein wesentlicher Teil dieser fortschrittlichen Optik-gesteuerten Robotertechnik ist die Software, die die Roboter mit dem zugehörigen Algorithmus steuert. Dieser ermöglicht es dem Roboter, Dimensionen zu erkennen und nicht außerhalb dieses Bereiches zu suchen. Auch die Software berechnet, welches Produkt von einem Stapel genommen werden kann und wie viel Kraft dafür benötigt wird. Das macht den Roboter sicherer, schneller und effektiver.

robot loading conveyor beltRobots beladen een transportband

Anwendungen für optisch gesteuerte Roboter

Innerhalb der industriellen Automatisierung beginnt die optisch gesteuerte Robotik eine immer wichtigere Rolle zu spielen. Einige erfolgreiche Anwendungen sind:

  • Be- und Entladen von Paletten auf Maschinen
  • Maschinen-Beschickung: Be- und Entladen von Maschinen
  • Automatisiertes Aufnehmen und Ablegen von Produkten
  • Genehmigung / Ablehnung von Produkten
  • Objektidentifikation und produktspezifische Maßnahmen

Zusätzlich zu diesen Anwendungen gibt es viele weitere Anwendungen, bei denen optisch gesteuerte Roboter für die Prozessautomatisierung eingesetzt werden können. Die flexible Software und das easyEye® Vision-System von Teqram helfen Ihnen auch, die Kraft und die Leichtigkeit dieser Robotertechnik zu erleben.

Gerne unterstützen wir Sie bei der Automatisierung Ihrer industriellen Prozesse, wie z.B. bei Entgratmaschinen.