Seit zehn Jahren realisiert Liebherr Robotersysteme mit Bin Picking und bietet seit zwei Jahren ein eigenständiges Software-Paket an, das auch in Anlagen anderer Hersteller integriert werden kann. Dies macht LHRobotics.Vision auch für Integratoren interessant. Das Technologiepaket umfasst neben der grafisch geführten Software ein projektorbasiertes 3D-Kamerasystem. Dieses ermöglicht eine objektorientierte Bilderkennung durch Auswertung einer 3D-Stereo-Vision-Aufnahme. Aus den 3D-Daten der Bauteile und den Störkonturen der realen Kisten wird eine Punktewolke erzeugt, die als Basis für die Bahnplanung der kollisionfreien Bauteilentnahme dient. Die gewünschten Greifpunkte am Bauteil lassen sich grafisch in der Software festlegen, das aufwendige Teachen des Roboters entfällt. Ein besonderes Feature ist das optionale Simulationstool LHRobotics.Vision Sim. Mittels Physics Engine wird eine Kistenbefüllung simuliert, anschließend eine virtuelle Punktewolke erzeugt und ausgewertet. Nicht nur der Scan, auch die Entnahme wird vollständig simuliert, inklusive aller Umgebungsparameter, wie das Verhaken oder Wegrollen von Teilen. Damit können Anwender rein virtuell die Greifergeometrie anpassen und Abläufe auch ohne teure Test-Hardware optimieren, um einen verbesserten Entleerungsgrad auch bei tiefen Kisten zu erzielen.
Automatisches Einrüsten neuer Bauteile
Aufgrund der langjährigen Erfahrung handelt es sich bei LHRobotics.Vision um ein ausgereiftes Produkt. Zusätzlich können die Kunden auf die Systemkompetenz von Liebherr bauen. „Wir haben eben nicht nur die Software, sondern bringen unsere gesamte System- und Industrieerfahrung mit ein. Das ist ziemlich einzigartig“, so Thomas Mattern, Entwicklungsleiter Automationssysteme. Das macht sich bemerkbar, indem beispielsweise alternative Strategien hinterlegt sind, wenn kein Greifpunkt gefunden wird. Das resultiert in einem hohen Entleerungsgrad und stabilen Prozessen. Für die Implementierung von Bin Picking-Lösungen war bisher meist die Unterstützung durch den Systemhersteller oder Integrator notwendig. Was wäre aber, wenn das System lernfähig wäre und sich die Parameter bei der Einstellung oder sogar im laufenden Betrieb selbstständig anpassen könnten?
In einem neuen Release der Software erfolgt nun eine entscheidende Verbesserung: KI und maschinelles Lernen ermöglichen das automatische Einrüsten neuer Bauteile in den Bin Picking-Prozess. Dabei berechnet das System auf Basis realer Scan-Daten die geometrischen Parameter der Bauteile und analysiert die Auflösung und das Rauschverhalten des Sensors. Anschließend werden aus diesen Scan-Daten Testmessungen generiert, mit deren Hilfe dann die optimalen Einstellparameter ermittelt werden. Indem das System sich beim Einrüsten mit jedem Scan selbst trainiert, schafft es die Grundlage für den nächsten Schritt: das maschinelle Lernen im laufenden Betrieb.
Offenes All-in-one-Paket
Vom Algorithmus bis zur Kamera steht mit LHRobotics.Vision ein umfangreiches Gesamtpaket zur Verfügung. Der dreistufige Algorithmus wurde von einem führenden Forschungsinstitut entwickelt. Liebherr industrialisierte die Software wobei eine intuitive Benutzeroberfläche entstanden ist, mit der sich neue Werkstücke innerhalb von Minuten einrichten lassen und der gesamte Prozess in wenigen Stunden sicher läuft. Bei den Sensoren setzt Liebherr vorwiegend auf die 3D-Farbkameras von Zivid, die auch bei schwierigen Teilen vollständige Punktewolken liefern, z.B. bei Spiegelungen oder geringem Kontrast zur Unterlage. Durch die offene Sensorschnittstelle kann aber für besondere Anwendungen eine andere Kamera verwendet werden. Durch die Möglichkeit, Werkstück, Greifer sowie Roboter mit der gesamten Umgebung abzubilden, ist die Bahnplanung von der Entnahme bis zur Ablage des Bauteils inklusive Kollisionsüberwachung in einer Software gebündelt. Greifer können mit allen Achsen und Freiheitsgraden angelegt werden, sodass auch mechanische Greifer realitätsgetreu abgebildet werden. Komplettiert wird das Paket durch ein umfangreiches Angebot für Schulungen und Machbarkeitsanalysen im eigenen Kundenzentrum in Kempten.
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