Bildverarbeitungssysteme: Wie Sie Herausforderungen von Bin-Picking-Cobots meistern

Der Einsatz von sogenannten Pick-and-Place-Robotern zur Kommissionierung ist nichts Neues. Allerdings waren die Roboter bislang nicht in der Lage, Gegenstände aus einem Behälter mit diversen Teilen präzise zu entnehmen und in einer Maschine zu platzieren – aber das ändert sich jetzt. In diesem Artikel erörtert Neil Ballinger, Leiter der EMEA-Region beim Zulieferer für Automatisierungsbauteile EU Automation, die Herausforderungen bei der Auswahl von Bin-Picking-Cobots.

Bildverarbeitungssysteme in Bin-Picking-Cobots bieten viele Vorteile am Arbeitsplatz. Dazu gehören etwa die verringerte Handhabung von Teilen, die Einführung einer adaptiven Automatisierung von Robotern, die bessere Nutzung der Zeit des Bedienpersonals und ein verringertes Risiko für die Entwicklung eines RSI-Syndroms beim Bedienpersonal. Diese Technologie hat jedoch noch einen langen Weg vor sich, bis sie den Menschen im Hinblick auf die Effektivität bei solchen Aufgaben übertreffen wird.

Zu den Herausforderungen, die Bin-Picking-Cobots noch meistern müssen, gehört die Anordnung der Objekte in einem Behälter. Bin-Picking-Cobots haben mitunter Schwierigkeiten, kleine oder zufällig angeordnete Artikel in einem Behälter, die schwer zu unterscheiden sind, zu erfassen. Um dieses Problem zu lösen, benötigen die Cobots 3D-Bildverarbeitungssysteme mit hohem Dynamikbereich, hoher Auflösung und Präzision.

Doch selbst wenn diese Anforderungen erfüllt sind, stellen glänzende und reflektierende Teile weiterhin ein Problem dar, denn 3D-Bildverarbeitungssysteme haben oft Schwierigkeiten, von reflektierenden oder glänzenden Objekten gute 3D-Daten zu erhalten. Das liegt daran, dass Reflexionen und Zwischenreflexionen Verzerrungen und Anomalien in den Punktwolken verursachen.

Bildverarbeitungssysteme: Weitere Herausforderungen für Bin-Picking-Systeme

Eine weitere Herausforderung für Bin-Picking-Systeme sind weniger Okklusionsausreißer. Die Ursache können Kameras mit breiteren Grundlinien oder eine schlechte Kamerapositionierung sein, was dann zu Schatten an den Behälterrändern führt. Bildverarbeitungsbasierte Roboter können die „verdeckten“ Objekte in den Ecken somit übersehen, was zum Verlust von Details führt. Das Problem lässt sich mit kleineren Grundlinien und einer besseren Kameraposition beheben, um eine höhere optische Verdeckung einzubeziehen.

Während bessere Kameras und Kamerapositionen für eine höhere Präzision zweifellos hilfreich sind, lösen sie nicht unbedingt alle Probleme von Bin-Picking-Bildverarbeitungssystemen. So haben Bin-Picking-Cobots beispielsweise immer noch Probleme mit übereinanderliegenden, weichen und verformbaren Teilen, wie etwa Plastiktüten oder Objekten unterschiedlicher Höhe und Form, die übereinander liegen.

Bei diesen Robotern kann es auch zu Störungen kommen, die die Leistung beeinträchtigen. Wenn der Cobot beispielsweise bewegt wird, kann sich das auf die Abstandsberechnung auswirken und dazu führen, dass der Cobot gegen die Seiten des Behälters oder andere Teile stößt. Dies bedeutet, dass Cobots nicht völlig autonom sind und weiterhin von Menschen beaufsichtigt werden müssen, sollten Fehler auftreten.

Beispiele für hochwertige Bin-Picking-Cobots

Trotz der Herausforderungen, die mit der Entwicklung eines Bin-Picking-Cobots verbunden sind, sind derzeit viele Modelle auf dem Markt, bei denen die Probleme des Roboters hinsichtlich Sicht und Verdeckung verbessert wurden. Ein Beispiel ist der kollaborative TM-Roboter von Omron mit integrierter Bildverarbeitung, der industrietaugliche Mustererkennung, Objektpositionierung und Strichcode-Erkennung unterstützt.

Ein erfolgreiches Beispiel für ein Bin-Picking-Bildverarbeitungssystem ist die für das Bin-Picking entwickelte Zivid Two 3D-Kamera. Die Zivid Two verfügt über einen ultrakompakten Tiefensensor mit einer kleinen Grundlinie und optimalerer Okklusionsleistung.

Seit Bin-Picking-Cobots in den 1990er Jahren aufkamen, hat diese Technologie zweifellos einen weiten Weg zurückgelegt. Dennoch wird es noch eine Zeit dauern, bis Menschen oder menschliche Aufsicht nicht mehr erforderlich sind. Angesichts des anhaltenden Drucks, den Fachkräfte- und Personalmangel auszugleichen, wird sich diese Technologie in naher Zukunft wahrscheinlich so weiterentwickeln, dass sie den menschlichen Fähigkeiten nahe kommt. Bis dahin können die derzeit verfügbaren Bin-Picking-Bildverarbeitungssysteme dazu beitragen, Verletzungen zu verringern, Qualitätskontrollen zu ermöglichen und vieles mehr.

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