Ein Roboter greift ein Kartonteil nur dann sicher, wenn ihm Position und Drehwinkel bekannt sind. Die Teile kommen jedoch nicht ausgerichtet an. Sie können in jeder Orientierung innerhalb von 360° vorliegen. Die Positionserkennung von Kartonteilen muss deshalb nicht nur klären, ob ein Teil da ist, sondern auch, wo es liegt und wie es gedreht ist. Das Ergebnis muss anschließend in einem Format vorliegen, das die Robotersteuerung direkt verarbeiten kann.
Warum eine feste Suchposition nicht genügt
Ein Sensor, der nur das Vorhandensein eines Teils meldet, liefert keine Lage. Eine Auswertung in einem festen Bildbereich setzt außerdem voraus, dass das Teil immer in derselben Orientierung erscheint. Beides trifft hier nicht zu. Gefragt ist eine Bildverarbeitung, die ein hinterlegtes Muster auch dann wiederfindet, wenn es verdreht ist, und die Pixelwerte in Millimeter umrechnet.
Lösungsweg 1: weQube B50S104 mit Musterabgleich
Für die Positionserkennung von Kartonteilen kommen der weQube B50S104 und die Software uniVision zum Einsatz. Die Auswertung läuft in vier Schritten:
- Image Acquisition: Aufnahme des Bildes, auf Pappe mit der internen Beleuchtung.
- Modul Pattern Match: Der Musterabgleich findet das Kartonteil auch in gedrehter Lage und liefert Position und Winkel.
- Tabellenkalkulation: Die Pixelwerte werden anhand des Arbeitsabstands in Millimeter umgerechnet. Zusätzlich formatiert die Tabelle die Informationen aus dem Musterabgleich so, wie sie der Roboter benötigt.
- Ausgabe: Über das Gerät TCP oder das Gerät Industrial Ethernet.
| Hier steckt die Umrechnung von Pixel in Millimeter im Tabellenmodul. Sie gilt für den eingestellten Arbeitsabstand. Ändert sich der Abstand, muss sie angepasst werden. |
Lösungsweg 2: Smart Camera B60M102 mit Kalibrierung und Lokator
Die B60M102 geht den Weg über eine echte Kalibrierung:
- Image Acquisition
- Modul Kalibrierung: Entzerrung des Objektivs und Umrechnung von Pixel in Millimeter auf Basis von Kalibrierplatten.
- Modul Lokator: Findet das Kartonteil im kalibrierten Bild.
- Tabellenkalkulation: Formatierung der Informationen für den Roboter.
- Ausgabe: Ebenfalls über TCP oder Industrial Ethernet.
| Der Unterschied liegt in der Umrechnung: Beim weQube erfolgt sie über den bekannten Arbeitsabstand im Tabellenmodul, bei der B60 über ein eigenes Kalibriermodul, das auch die Objektivverzerrung berücksichtigt. |
Anbindung, Beleuchtung und Prozessüberwachung
Beide Geräte arbeiten mit interner Beleuchtung. Auf Pappe funktioniert das gut, da die matte Oberfläche wenig stört. Die Ergebnisse gehen wahlweise über TCP oder Industrial Ethernet an die Robotersteuerung. Zusätzlich kann jedes Gerät eine Visualisierung ausgeben. Damit kann das Bedienpersonal den Prozess verfolgen und bei einem Produktionswechsel eine andere Applikation für andere Teile starten.
Worauf bei der Auslegung zu achten ist
Kartonqualität und Druckbild
Das Muster muss im Bild ausreichend Kontrast bieten. Das sollte mit den realen Teilen geprüft werden.
Arbeitsabstand und Kalibrierung
Die Umrechnung in Millimeter ist nur so genau wie der Arbeitsabstand beziehungsweise die Kalibrierung.
Teilevarianten
Für jeden Teiletyp wird eine eigene Applikation benötigt. Sie lässt sich bei Produktionswechsel starten.
Fazit: Kein Winkel, keine Position – kein Greifen
Bei beliebig gedrehten Kartonteilen entscheidet die Auswertung von Lage und Winkel über den Erfolg des Robotergriffs. Der weQube B50S104 löst das kompakt über Pattern Match und eine Umrechnung im Tabellenmodul. Die B60M102 bietet mit Kalibrierplatten und Lokator den Weg über eine vollständige Kalibrierung. Welche Variante passt, hängt davon ab, wie die Pixel-zu-Millimeter-Umrechnung im Aufbau umgesetzt werden soll. Ein Test mit realen Kartonteilen sollte die Entscheidung absichern.
