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44 www computerautomation de ● 9 20 Sehende Cobots Auch kleine und mittlere Betriebe stoßen mithilfe kollaborierender Roboter beziehungsweise Cobots erfolgreich das Tor zur Zukunft auf Eine der wesentlichen Grundlagen dafür ist das nahtlose Zusammenspiel von Roboter und Bildverarbeitung QUARTERLY ROBOTIK Die industrielle Fertigung durchlebt einen tiefgreifenden Umbruch Der Mangel an Fachkräften der sich verschärfende Wettbewerb in einer immer stärker globalisierten Wirtschaft und steigende Ansprüche in Bezug auf die Produktqualität stellen Unternehmen vor neue Herausforderungen Innovationsbereitschaft ist eine der Grundvoraussetzungen um angesichts dieses Wandels auf Erfolgskurs zu bleiben Immer mehr Betriebe setzen daher auf neue Technologien und automatisieren Teile ihrer Produktionslinien Dabei kommen in verstärktem Maße Roboter zum Einsatz die mittlerweile auch anspruchsvolle Tätigkeiten ausüben können die früher allein dem Menschen vorbehalten waren Dank Künstlicher Intelligenz KI können sie heute mit einem Sehsinn ausgestattet werden der die Erfassung und Verarbeitung von Bildern ermöglicht Er erlaubt es Objekte und Strukturen zu erkennen und Teile bedarfsgerecht zu handeln Lange waren derartige Systeme zu teuer und zu komplex um sie in kleinen und mittleren Unternehmen zu implementieren Mittlerweile aber sind sie eine kosteneffiziente und einfach zu realisierende Alternative zur manuellen Arbeit die zunehmend auch in mittelständischen Betrieben Verwendung findet Zweidimensionales oder räumliches Sehen Automatisierte Applikationen mit VisionSystem basieren auf einem Roboterarm der um ein passendes Peripheriegerät ergänzt wird Er ist verknüpft mit einem Bildverarbeitungssystem das mittels einer oder mehrerer Kameras Bilder aufnimmt die wiederum durch eine entsprechende Software digitalisiert werden Das System sucht nach zuvor definierten Merkmalen wie etwa der Oberflächenstruktur eines Objekts und löst beim Roboter eine bestimmte Handlung aus So wird etwa ein zu handelndes Bauteil dem nächsten Bearbeitungsschritt zugeführt oder aussortiert falls es fehlerhaft sein sollte Damit die Kamera die wesentlichen Merkmale der Teile korrekt erfassen kann muss eine ausreichende Beleuchtung sichergestellt sein Abhängig von der jeweiligen Aufgabenstellung können die Bilder sowohl in 2D als auch in 3D aufgenommen und verarbeitet werden Aufnahmen in 2D eignen sich vor allem für Anwendungen bei denen Objekte Geometrien oder Muster zu analysieren sind In diesem Fall errechnet das VisionSystem anhand der Konturen eines Objekts einen zweidimensionalen Datensatz sodass der Cobot Position Größe oder Ausrichtung eines Teils identifizieren kann Komplexere Tätigkeiten erfordern hingegen räumliches Sehen eine Fähigkeit die zum Beispiel im Bereich der Montage oder bei der Beschickung von Maschinen mit unsortierten Teilen zum Tragen kommt Entsprechende Sensoren befähigen den Roboter seine Umgebung dreidimensional wahrzunehmen Vision-System nach menschlichem Vorbild Wie Vision-Systeme Roboter erfolgreich in die Lage versetzen mit ihrer Umgebung zu interagieren zeigt das Münchner Startup Robominds Das im Jahr 2016 gegründete Unternehmen hat mit Robobrain vision eine KI entwickelt die mit Robotern verschiedener Hersteller und einer Vielzahl von Parallelund Vakuumgreifern kompatibel ist Die Bildverarbeitung erfolgt mithilfe einer 3D-Stereovisionskamera einer angeschlossenen Recheneinheit und einer an den individuellen Bedarf anpassbaren Softwarelösung Dabei wird ein Farbbild in 2D mit einem Tiefenbild in 3D kombiniert Das System das sich rasch in Fertigungslinien integrieren lässt ist darauf ausgelegt die Greifpunkte die der Roboterarm anfahren soll selbstständig zu berechnen Die Software kann somit auch unbekannte Objekte ohne langwierige Teaching-Prozesse schnell erfassen und zwar auch dann wenn sie wie beim Bin Picking zu mehreren ungeordnet überund nebeneinanderliegen oder unterschiedliche Oberflächen oder Geometrien aufweisen Für die Entwicklung unserer KI haben wir uns den Menschen zum Vorbild genommen erklärt Tobias Rietzler technischer CEO und einer der Gründer des Startups Unsere Technologie beruht auf dem Prinzip der Abstraktion Das Bildverarbeitungssystem erlernt den Umgang mit Körpern und Geometrien wie ein menschliches Das Zusammenspiel aus Roboterarm Greifer und Bildverarbeitungssystem können Besucher des Deutschen Museums in München hautnah erleben Die Applikation basiert auf einem UR5-Roboter von Universal Robots der mit einem Greifer von Schmalz und einem Vision-System von Robominds ausgerüstet ist Bild Deutsches Museum Christian Illing