Die Gerhard Schubert GmbH hat auf Basis ihres bewährten 3D-Scanners eine neue 3D-Kamera entwickelt, die durch exakte Positionsbestimmung auch ungeordnete Produkte sicher aus der Kiste greift. Ob unsortiert, verrutscht oder übereinanderliegend – mit der neuen 3D-Bilderkennung werden zugeführte Produkte exakt erkannt und vom Roboterwerkzeug zielgenau aufgenommen.
Mit der neuen Kamera überzeugt Schubert nicht nur in punkto Präzision, auch lassen sich die Effizienz bei Pick-and-Place-Anwendungen und der Automatisierungsgrad bei der Sekundärverpackung weiter erhöhen. Die Schubert 3D-Kamera ergänzt das Portfolio der Schubert-Bildverarbeitungssysteme speziell für Pick-and-Place-Anwendungen. Nach jedem Eingreifen des Roboters wird der Arbeitsbereich mithilfe der 3D-Kamera aufgenommen und Position und Lage des als nächstes aufzunehmenden Produkts berechnet. Die aktuellen Positionsdaten ermöglichen es dem Roboter auch bei verrutschten oder übereinander gestapelten Produkten zielgenau nach dem Produkt zu greifen.
Analog zum Schubert 3D-Scanner basiert die Technologie der neuen Kamera auf dem Stereo-Ansatz: Zwei hochauflösende Flächensensoren sowie eine integrierte LED-Beleuchtung sorgen für die Aufnahme von Grauwertbildern unter zwei verschiedenen Winkeln (Stereoskopie). Zusätzlich wird auch hier ein kodiertes Lichtmuster zum Hervorheben strukturarmer Oberflächen der 3D-Objekte verwendet.
Die 3D-Kamera ist in die bestehende Softwarestruktur der VMS-Verpackungsmaschinensteuerung integriert. (Bild: Gerhard Schubert GmbH)
Individuell anpassbare Parameter
Die Bilddaten und die Auswertung werden am Bedienterminal visualisiert. Hierzu werden sowohl die Grauwertbilder als auch das Höhenprofil der 3D-Objekte herangezogen. Jedes zu erkennende Produkt ist mit einem entsprechenden Parametersatz charakterisiert, der für den Anlagenbediener über ein dazugehöriges Menü zugänglich ist. Art und Anzahl der Parameter sind anwendungsabhängig und lassen sich individuell anpassen. Sie werden je nach Aufgabenstellung im Vorfeld definiert und in der Steuerung hinterlegt. Deshalb sind während des Betriebs keine Einstellungen oder erneute Anpassungen notwendig. Am Bedienterminal findet der Maschinenbediener Informationen zu Objekttyp, Drehlage, Oberflächenanalyse, zum Höhenverlauf auf der Oberfläche, zu Qualitätsmerkmalen bezüglich Oberfläche und Höhe etc.
Besonderer Wert wurde bei der Entwicklung der 3D-Kamera darauf gelegt, dass Hardware- und Softwarekomponenten möglichst mit denen des Schubert-3D-Scanners identisch sind. Durch ihre Bedienerfreundlichkeit und lückenlose Einbindung in die TLM-Verpackungsanlage entspricht die neue Entwicklung der Schubert-Philosophie der modularen Anlagentechnik „aus einem Guss“.
„Mit dem Einsatz neuster Hardware und optimierter leistungsstarker Bildverarbeitungs-Software konnten wir das lang verfolgte Ziel einer optischen 3D-Erkennung nun einen entscheidenden Schritt voranbringen“, erklärt Dr. Abdelmalek Nasraoui, Leiter Entwicklung Bildverarbeitung bei Schubert.
Universeller Einsatz
Ziel der laufenden Entwicklungen ist es, die 3D-Kamera für den universellen Einsatz in unterschiedlichen Branchen und Anwendungen zu rüsten. Alle Branchen der produzierenden Industrie können von der 3D-Erkennung profitieren: Weitestgehender Verzicht auf aufwändige Sortier- und Vereinzelungsanlagen dank intelligentem „Griff in die Kiste“, Höhenkontrolle aufgrund qualitativer Beurteilung der Produkte, Optimierung der Ressourcen dank kontrollierter Massen und Volumina, hohe Flexibilität und schnelle Umrüstung der Produktion sowie Schutz nachfolgender Prozesskomponenten vor Störungen durch außerhalb der Toleranzen geratener Produkte, sind nur einige erfolgsträchtige Anwendungsfelder der 3D-Erkennung von Schubert.
