Dem Roboter die Augen öffnen

Welche Systeme gibt es?

Grundsätzlich existieren drei Arten von Kamerasystemen, die in Kombination mit Robotern zum Einsatz kommen:

• Die kostengünstigste Variante arbeitet mit 2D Kameras. Diese sind in der Lage, die X- und Y-Achse (Länge und Breite) eines Objekts zu bestimmen. Rotationen um die Z-Achse erkennt die Kamera zwar, allerdings ist sie nicht in der Lage, die Höhe eines Objekts zu erfassen. Dadurch sind den unterstützten Anwendungen zwar Grenzen gesetzt, innerhalb dieser arbeiten 2D-Kameras aber zuverlässig.
• 2,5D-Kameras verbinden überschaubare Kosten mit hoher Funktionalität. Durch ihre Fähigkeit, bis zu einem gewissen Grad die Höhe von Objekten und Rotationen um X-, Y- und Z-Achse zu bestimmen, eignen sie sich für die Arbeit mit unterschiedlich hohen Werkstücken oder solchen, die gestapelt werden müssen. Das ermöglicht eine Vielzahl von Anwendungen.
• 3D-Kameras bieten die höchste Funktionalität. Sie versorgen einen Cobot mit Informationen über alle drei Achsen und beziehen die Objektrotation mit einunter Einbeziehung der Objektrotation. Daher bewegen sich 3D-Kameras eher im oberen Preissegment. Zudem sind sie aufwendiger zu integrieren und zu bedienen.

Und los geht’s

Ist das passende System gefunden, geht es an die Integration. Dabei sollte zunächst evaluiert werden, wo die Kamera angebracht wird – das hängt von der Aufgabe ab. So bietet eine Montage an der Wand weniger Flexibilität in Bezug auf den Einsatzort der Applikation als eine Befestigung am Roboterarm selbst. Sollen beispielsweise vormittags Pick & Place-Aufgaben in einem Teil des Raums erledigt, die Applikation am Nachmittag aber zur Maschinenbeschickung in einem anderen Teil genutzt werden, empfiehlt es sich, die Kamera so zu integrieren, dass der Cobot ohne großen Aufwand seinen Arbeitsplatz wechseln kann. Damit das System einwandfrei funktioniert, muss die Arbeitsumgebung entsprechend eingerichtet werden. Eine Grundvoraussetzung dabei ist Sauberkeit. Vision-Systeme in Umgebungen einzusetzen, in denen sie Dampf- oder Rauchentwicklung sowie Fett- und Schmutzpartikeln in der Luft ausgesetzt sind, ist daher nicht empfehlenswert. Verschmutzungen auf der Linse erhöhen das Risiko, dass das Kamerasystem die wesentlichen Merkmale nicht korrekt erfasst und die Applikation in ihrer Funktionstüchtigkeit eingeschränkt ist.

Auf das Licht achten

Zudem spielen auch die Lichtverhältnisse eine große Rolle. Idealerweise sind diese über den gesamten Arbeitsprozess hinweg konstant. Ermöglicht wird dies beispielsweise durch die Installation eines Spotlights, entweder in unmittelbarer Umgebung oder an der Applikation selbst. Bei Letzterem ist zu beachten, dass die Lichtquelle aus Richtung der Kamera strahlt. Der Einsatz eines Kamerasystems in der Nähe eines großen Fensters ist also nicht zu empfehlen, da sich die Lichtintensität je nach Tageszeit verändert. So muss sich das System mehrfach neu einstellen,.